[发明专利]一种接触网拉出值故障预测系统及方法

说明书

本发明公开了一种接触网拉出值故障预测系统及方法，所述系统包括：数据采集模块、模型建立模块、预测输出模块和综合分析模块，所述数据采集模块采集接触网几何参数及其它线性参数，所述模型建立模块利用线性回归模型根据采集的历史参数建立多维空间模型，所述预测输出模块利用多维空间模型对接触网拉出值进行故障预测，计算接触网的剩余寿命，所述综合分析模块根据故障预测结果与故障信息库和检修方案库进行比较后，输出诊断分析报告和检修方案，并记录数据。本发明解决了现有接触网拉出值不能进行故障预测、无法定量预测拉出值劣化程度的问题。

技术领域

本发明涉及接触网故障诊断领域，具体涉及一种接触网拉出值故障预测系统及方法。

背景技术

接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向轨道交通工具供电的特殊形式的输电线路。一般由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。发展电气化铁路是铁路现代化建设的必然趋势。而电气化铁路均采用电力牵引，电力机车必须在高速运行条件下可靠地从接触网上取得电能，否则将影响列车运行和电气驱动系统的性能。安装在电力机车或动车车顶上的受电弓则是轨道交通工具从接触网取得电能的电气设备，是接触网中的重要组成部件。由于施工质量不高或者日常检修不到位，接触线在受电弓上的拉出值可能超限，当列车运行至曲线、错段、线岔、分相等区段时，易使受电弓脱离动态包络线，发生钻弓、打弓等较大的弓网事故

国内有些公司没有拉出值预测故障的算法，都是根据已经产生的缺陷通过简单的统计来预测故障。比如，通过线路、GPS两种维度采用同点重复报警分析。现有的拉出值故障预测方法只是根据历史缺陷报警重复次数进行简单推测，没有基于拉出值劣化规律进行缺陷预测，不能定量预测拉出值劣化程度。拉出值劣化过程与行驶速度、运行时间、已使用寿命、自然环境、所属线路、所属杆号等因素有关。

发明内容

为此，本发明提供一种接触网拉出值故障预测系统及方法，以解决现有接触网拉出值不能进行故障预测、无法定量预测拉出值劣化程度的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，公开了一种接触网拉出值故障预测系统，所述系统包括：数据采集模块、模型建立模块、预测输出模块和综合分析模块，所述数据采集模块采集接触网几何参数及其它线性参数，所述模型建立模块利用线性回归模型根据采集的历史参数建立多维空间模型，所述预测输出模块利用多维空间模型对接触网拉出值进行故障预测，计算接触网的剩余寿命，所述综合分析模块根据故障预测结果与故障信息库和检修方案库进行比较后，输出诊断分析报告和检修方案，并记录数据。

进一步地，所述数据采集模块采集多维度参数，包括：运行时间、行驶速度、已使用寿命、环境因素、线路和杆号，用于后续的数据分析处理。

进一步地，所述模型建立模块根据数据采集模块采集的历史数据建立拉出值线性回归模型：

y＝Xβ+ε

其中X表示时间向量，β、ε表示线性参数向量；

构造目标函数：

J(β)＝∑(y-Xβ)²

展开平方项：

J(β)＝(y-Xβ)'(y-Xβ)＝(y'-β'X')(y-Xβ)

＝(y'y-y'Xβ-β'X'y+β'X'Xβ)

求偏导：

得出：

X'Xβ＝X'y

利用最小二乘法计算偏回归系数：