[发明专利]一种基于高铁运行特征工况波形库的波形识别方法

权利要求书

1.一种基于高铁运行特征工况波形库的波形识别方法，其特征在于：该识别方法包括下述步骤：

101.建立离线高铁的运行特征工况波形库；

102.生成高铁运行中的电压和/或电流的测试波形：首先利用电能质量监测网和录波仪器采集高铁运行波形，然后对采集的运行波形进行去噪声处理，生成高铁运行中的电压和/或电流的测试波形；

103.提取高铁运行中的电压和/或电流的测试波形特征量：对步骤102生成的高铁运行中的电压和/或电流的测试波形进行特征量提取，特征量是反映测试波形周期性变化的均值或幅值，或用户交互系统中用户关注的电能质量指标；

104.检测异常数据波段：对步骤103提取的测试波形特征量，依照式(1)进行异常数据波段的检测，如果式(1)成立，则以第k个周期为起始点，截取固定时间窗内的特征量，然后再依照式(1)进行后续特征量的异常数据波段的检测；如果式(1)不成立，则不存在异常数据波段，进入用户交互系统，由用户交互系统选择异常数据波段；

y(k+1)-y(k)＞ε                    式(1)，

在式(1)中，y(k)和y(k+1)为，ε为设定阀值；

105.提取异常数据波段工况信息：记录步骤104中的固定时间窗内的起始点、结束点和幅值变化，或者用户交互系统选择的异常数据波段的起始点、结束点和幅值变化；

106.对异常数据波段进行工况模式匹配：采用模糊模式判断模块，对步骤105提取的异常数据波段工况信息进行工况模式匹配；

107.对异常数据波段和样本波形进行相似度比较：首先基于步骤106工况模式匹配结果，识别出相似工况，再从步骤101建立的离线高铁的运行特征工况波形库中提取与该相似工况具有同样特征量的波形，作为样本波段；然后将步骤105提取的异常数据波段工况信息与样本波段进行相似度比较；

108.提取工况波形：依据步骤107的相似度比较结果，提取相似度最高的样本波形，并将该样本波形的工况特征提交给用户交互系统。

2.按照权利要求1所述的基于高铁运行特征工况波形库的波形识别方法，其特征在于：所述的步骤101包括以下步骤：

1011.设定表示离线高铁的运行特征工况模式的变量；

1012.对提取的实测录波波形进行归类：首先利用电能质量监测网和录波仪器采集高铁运行的实测录波波形，再提取实测录波波形中满足步骤1011中离线高铁的运行特征工况模式的波段，并对该波段的波形进行去噪声处理，然后按照步骤1011设定的变量表示的运行特征工况模式对该波形进行工况模式的归类；

1013.在数据库中，建立离线高铁特征工况波形库：首先，建立工况机车表，该表包括“机车类型”、“机车工况模式”、“工况_机车_ID”三个参数，其中，“工况_机车_ID”由“机车类型”和“机车工况模式”决定；然后，建立特征工况波形索引表，该表包括“特征波形_ID”和“工况_机车_ID”两个参数，该特征工况波形索引表中“工况_机车_ID”与工况机车表中的“工况_机车_ID”保持一致；最后，建立特征工况波形存储表，该表包括“特征波形_ID”、“电压”、“电流”和“采集时间”四个参数，步骤1012处理后的波形存储在特征工况波形存储表的“电压”、“电流”和“采集时间”中，特征工况波形存储表的“特征波形_ID”与工况机车表中“特征波形_ID”保持一致。

3.按照权利要求2所述的基于高铁运行特征工况波形库的波形识别方法，其特征在于：所述的步骤1011中的离线高铁的运行特征工况模式包括高铁加速、减速、过分相、制动、上下坡、惰行，其中，用变量S₁表示加速，用变量S₂表示减速，用变量S₃表示过分相，用变量S₄表示制动，用变量S₅表示上坡，用变量S₆表示下坡，用变量S₇表示惰行。

4.按照权利要求2所述的基于高铁运行特征工况波形库的波形识别方法，其特征在于：所述的步骤1012和步骤102中的去噪声处理，均利用小波变换法对波形进行去噪声处理。

5.按照权利要求2所述的基于高铁运行特征工况波形库的波形识别方法，其特征在于：所述的步骤1013中，数据库是SQL，或者DB2。