[发明专利]基于弓网动态响应的接触网硬点确定方法及装置

说明书

本申请公开了一种基于弓网动态响应的接触网硬点确定方法及装置，该方法包括：获取受电弓的垂向振动加速度数据序列，根据加速度阈值确定垂向振动加速度数据序列中的异常值，计算垂向振动加速度的平均值，并使用平均值替换异常值，得到加速度数据列；对加速度数据列进行EEMD和ADSSTFT，确定加速度数据列的时频特征；根据时频特征确定对加速度序列进行滤波的滤波频率范围；根据滤波频率范围对加速度序列进行带通滤波，得到滤波后的加速度序列；根据滤波后的加速度序列计算接触网冲击指数；如果接触网冲击指数大于给定的冲击指数阈值，则确定接触网出现硬点。本申请可以提高对于接触网是否出现硬点的判断结果的准确度，同时减少误判。

技术领域

本申请涉及电气化铁路供电技术领域，尤其涉及一种基于弓网动态响应的接触网硬点确定方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

电气化铁路的弓网系统由于其点面接触的复杂性及不稳定性，成为整个电气化铁路系统中备受关注的研究内容。电气化铁路对接触网设备要求非常严格，接触网露天架设、无备用且需要承受来自受电弓的冲击，使得接触网成为电气化铁路系统的薄弱环节之一。

接触网动态检测的主要检测参数包括弓网之间的接触力、受电弓弓头的冲击加速度、离线率、接触网几何不平顺、拉出值、接触线高度、接触线磨耗量等。

随着高速列车运行速度的不断提高，弓网之间的相互作用越来越不稳定，表征弓网相互运动的垂向加速度“硬点”数值显著增加，这将直接造成弓网接触压力剧烈变化，加剧磨损或导致离线产生拉弧。吊弦以及支持装置等接触网设备病害，如吊弦不受力、线夹夹持面积过大、始触点处线夹螺栓被碰弯等，对弓网接触压力和车辆的正常运行影响非常大，这些病害一般会使得受电弓出现高频冲击性振动，并且对应的波长通常在1米以下，所以又可以成为短波冲击。长期的短波冲击会导致接触线的弯曲应力增大，造成接触线疲劳甚至断裂，影响车辆正常运行，因此对接触网短波状态进行分析至关重要。为了及时发现接触网设备的短波病害，除对接触网设备定期巡查外，接触网动态检测是非常有效的途径。

接触网硬点是影响接触网设备质量非常重要的因素。为了及时发现接触网硬点，可以通过动态检测装置利用受电弓弓头的垂直冲击加速度诊断接触网硬点，或者，还可以通过接触力的峰值是否超限来判断接触网的硬点。

上述方法一般是基于幅值的诊断方法，相对简单，通常根据给定的门槛值来诊断接触网的硬点。实测结果表明，利用这种评判准则对于引起受电弓振动幅值较大的接触网病害可以做到识别，但是对于频率较高、幅值变化相对不明显的振动无法进行有效诊断。此外，由于受电弓与接触网之间的相互作用是高频振动，弓网接触位置的变化将导致振动加速度幅值具有较大的随机性，利用传统的基于幅值的诊断方法容易引起误判，导致对于接触网是否出现硬点的判断结果不准确。

发明内容

本申请实施例提供一种基于弓网动态响应的接触网硬点确定方法，用以提高对于接触网是否出现硬点的判断结果的准确度，同时减少误判，该方法包括：

获取受电弓的垂向振动加速度数据序列，根据加速度阈值确定垂向振动加速度数据序列中的异常值，计算垂向振动加速度的平均值，并使用垂向振动加速度的平均值替换异常值，得到加速度数据列；对加速度数据列进行集合经验模态分解(Ensemble EmpiricalMode Decomposition，EEMD)和基于窗口自适应的同步压缩短时傅里叶变换(Adaptivesynchrosqueesed short time Fourier transform，ADSSTFT)，确定加速度数据列的时频特征；根据时频特征反映的加速度序列的能量分布确定对加速度序列进行滤波的滤波频率范围；根据确定的滤波频率范围对加速度序列进行带通滤波，得到滤波后的加速度序列；根据滤波后的加速度序列计算接触网冲击指数；如果接触网冲击指数大于给定的冲击指数阈值，则确定接触网出现硬点。