一种轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析方法与流程

1.本发明涉及轨道交通与变压器直流偏磁技术领域，具体是一种轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析方法。


背景技术：

2.轨道交通牵引电源为直流电流，牵引的直流电流较大，可达数千安，由于轨道交通轨道对地不是完全绝缘的，导致一部分牵引的直流电流未沿回流轨回到电源负极，这部分电流称作为杂散电流。当电网变压器中性点直接接地时，杂散电流可能会流入电网变电器中性点，导致变压器出现直流偏磁，影响变压器的正常运行。对轨道交通运营方来说，杂散电流也会腐蚀铁轨，但对于在什么位置杂散电流流出的更多，并不明确。
3.为了分析评估轨道交通杂散电流对电网变压器直流偏磁的影响，需分析轨道交通列车运行位置与变压器直流偏磁电流的相关性。变压器直流偏磁电流一般通过在变压器中性点安装传感器，监测直流偏磁电流。
4.申请号为201610583685.6的中国发明专利“利用噪声检测判断变压器直流偏磁状态的方法及系统”提出了通过检测变压器噪声判断变压器直流偏磁状态，申请号为201110432033.x的中国发明专利“一种基于振动分析的电力变压器直流偏磁的判别方法”提出了通过检测振动信号判断变压器是否发生直流偏磁。上述2项发明专利，只涉及了电网侧相关参量的检测与分析，并不涉及轨道交通侧相关参量的分析。申请号为201810052427.4的中国发明专利“一种用于评估变压器直流偏磁影响的方法及系统”通过计算地铁杂散电流对预先划分的电网中变电站的偏磁影响概率，计算各变电站受直流偏磁影响的风险度，基于监测数据的关联规则，对监测站点中性点直流电流水平进行评估，该发明专利关联分析的是地铁运行时段、季节、气候等因素，并不涉及将轨道交通列车的位置和直流偏磁电流进行关联分析。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析方法，可找到轨道交通列车位置与变压器直流偏磁电流大小的强关联规则，可为轨道交通杂散电流泄漏位置的分析提供数据支撑。
6.本发明采用的技术方案为：
7.一种轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析方法，包括以下步骤：
8.a、确定轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析的范围，所述关联分析的范围包括时间范围和位置范围；
9.b、获取所述关联分析范围内的轨道交通列车的位置、变压器直流偏磁电流大小及其对应的时刻；
10.c、对步骤b获取的轨道交通列车位置、变压器直流偏磁电流的大小及其对应的时刻进行离散化处理，得到状态变量；
11.d、根据步骤c获取的离散化处理后的状态变量及其对应的时刻，分析轨道交通列车位置与变压器直流偏磁电流的关联性。
12.进一步的，步骤a确定轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析的范围，具体为：
13.假设变电站集合为{s1,s2,
…
,s
n
}，轨道交通g号线的地铁站集合为{d1,d2,
…
,d
m
}，对于第i个变电站s
i
，通过互联网电子地图上的测距功能计算变电站s
i
与所有地铁站的距离，记为{sd1,sd2,
…
,sd
m
}，若变电站s
i
与第p和q个变电站的距离最短，其中q＝p 1，则与变电站s
i
对应的关联分析的位置范围为第p
‑
1、p、q和q 1个地铁站区间范围；关联分析的时间范围根据变电站直流偏磁电流的监测时间进行确定，记为[t1,t2]。
[0014]
进一步的，步骤b中获取所述关联分析范围内的轨道交通列车的位置、变压器直流偏磁电流大小及其对应的时刻，具体为：
[0015]
轨道交通列车的位置通过反演方法获得；变压器直流偏磁电流大小由在线监测装置获得，轨道交通列车的位置和变压器直流偏磁电流两点之间的时间间隔均为1秒。
[0016]
进一步的，步骤c中对步骤b获取的轨道交通列车位置、变压器直流偏磁电流的大小及其对应的时刻进行离散化处理得到状态变量，具体为：
[0017]
对于上行线，列车位置定义并离散化为状态变量如下：
[0018]
状态变量z1：若列车停于第p
‑
1个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0019]
状态变量z2：若列车从第p
‑
1个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0020]
状态变量z3：若列车从第p
‑
1个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第p个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0021]
状态变量z4：若列车距离到达第p个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0022]
状态变量z5：若列车停于第p个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0023]
状态变量z6：若列车从第p个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0024]
状态变量z7：若列车从第p个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第q个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0025]
状态变量z8：若列车距离到达第q个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0026]
状态变量z9：若列车停于第q个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0027]
状态变量z
10
：若列车从第q个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0028]
状态变量z
11
：若列车从第q个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第q 1个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0029]
状态变量z
12
：若列车距离到达第q 1个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0030]
状态变量z
13
：若列车停于第q 1个地铁站，离散化后记为1，否则记为0。
[0031]
对于下行线，列车位置定义并离散化为状态变量如下：
[0032]
状态变量z
14
：若列车停于第q 1个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0033]
状态变量z
15
：若列车从第q 1个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0034]
状态变量z
16
：若列车从第q 1个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第q个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0035]
状态变量z
17
：若列车距离到达第q个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0036]
状态变量z
18
：若列车停于第q个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0037]
状态变量z
19
：若列车从第q个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0038]
状态变量z
20
：若列车从第q个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第p个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0039]
状态变量z
21
：若列车距离到达第p个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0040]
状态变量z
22
：若列车停于第p个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0041]
状态变量z
23
：若列车从第p个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0042]
状态变量z
24
：若列车从第p个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第p
‑
1个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0043]
状态变量z
25
：若列车距离到达第p
‑
1个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0044]
状态变量z
26
：若列车停于第p
‑
1个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0045]
状态变量z
27
：若直流偏磁电流i≤y1，离散化后记为1，否则记为0；
[0046]
状态变量z
28
：若直流偏磁电流y1＜i≤y2，离散化后记为1，否则记为0；
[0047]
状态变量z
29
：若直流偏磁电流y2＜i≤y3，离散化后记为1，否则记为0；
[0048]
状态变量z
30
：若直流偏磁电流y3＜i≤y4，离散化后记为1，否则记为0；
[0049]
状态变量z
31
：若直流偏磁电流y4＜i≤y5，离散化后记为1，否则记为0；
[0050]
状态变量z
32
：若直流偏磁电流y5＜i≤y6，离散化后记为1，否则记为0；
[0051]
状态变量z
33
：若直流偏磁电流y6＜i≤y7，离散化后记为1，否则记为0；
[0052]
状态变量z
34
：若直流偏磁电流y7＜i≤y8，离散化后记为1，否则记为0；
[0053]
状态变量z
35
：若直流偏磁电流i＞y8，离散化后记为1，否则记为0；
[0054]
进一步的，根据步骤c获取的离散化处理后的状态变量及其对应的时刻，分析轨道交通列车位置与变压器直流偏磁电流的关联性，具体为：
[0055]
将离散化后的状态变量z1～z
35
，输入aprior关联规则模型，选定最小支撑度和最小置信度，分析状态变量之间的关联性，输出强关联规则。
[0056]
进一步的，相关参数取值为：t1＝30，t2＝30，y1＝
‑
0.6，y2＝
‑
0.4，y3＝
‑
0.2，y4＝
‑
0.05，y5＝0.05，y6＝0.2，y7＝0.4，y8＝0.6。
[0057]
本发明具有如下有益效果：提供一种轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析方法，通过支持度和置信度对关联性进行量化，可为轨道交通杂散电流泄漏位置的分析
提供数据支撑。
附图说明
[0058]
图1是本发明一种轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析方法其中一个实施例的流程示意图；
[0059]
图2是本发明具体实施例中12:08:46秒的列车位置反演图。
[0060]
图3是本发明具体实施例中直流偏磁电流监测数据。
具体实施方式
[0061]
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0062]
请参阅图1，为本发明一种轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析方法其中一个实施例的流程示意图，所述方法包括以下步骤：
[0063]
步骤a：确定轨道交通列车位置与变压器直流偏磁关联分析的范围，所述关联分析的范围包括时间范围和位置范围，具体为：
[0064]
假设变电站集合为{s1,s2,
…
,s
n
}，轨道交通g号线的地铁站集合为{d1,d2,
…
,d
m
}，对于第i个变电站s
i
，通过互联网电子地图上的测距功能计算变电站s
i
与所有地铁站的距离，记为{sd1,sd2,
…
,sd
m
}，若变电站s
i
与第p和q个变电站的距离最短，其中q＝p 1，则与变电站s
i
对应的关联分析的位置范围为第p
‑
1、p、q和q 1个地铁站区间范围；关联分析的时间范围根据变电站直流偏磁电流的监测时间进行确定，记为[t1,t2]。
[0065]
步骤b：获取所述关联分析范围内的轨道交通列车的位置、变压器直流偏磁电流大小及其对应的时刻，具体为：
[0066]
轨道交通列车的位置可通过反演方法获得；变压器直流偏磁电流大小由在线监测装置获得，上述数据两点之间的时间间隔均为1秒。
[0067]
步骤c：对步骤b获取的轨道交通列车位置、变压器直流偏磁电流的大小及其对应的时刻进行离散化处理，得到状态变量，具体为：
[0068]
对于上行线，列车位置定义并离散化为状态变量如下：
[0069]
状态变量z1：若列车停于第p
‑
1个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0070]
状态变量z2：若列车从第p
‑
1个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0071]
状态变量z3：若列车从第p
‑
1个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第p个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0072]
状态变量z4：若列车距离到达第p个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0073]
状态变量z5：若列车停于第p个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0074]
状态变量z6：若列车从第p个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0075]
状态变量z7：若列车从第p个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第q个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0076]
状态变量z8：若列车距离到达第q个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，
否则记为0；
[0077]
状态变量z9：若列车停于第q个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0078]
状态变量z
10
：若列车从第q个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0079]
状态变量z
11
：若列车从第q个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第q 1个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0080]
状态变量z
12
：若列车距离到达第q 1个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0081]
状态变量z
13
：若列车停于第q 1个地铁站，离散化后记为1，否则记为0。
[0082]
对于下行线，列车位置定义并离散化为状态变量如下：
[0083]
状态变量z
14
：若列车停于第q 1个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0084]
状态变量z
15
：若列车从第q 1个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0085]
状态变量z
16
：若列车从第q 1个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第q个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0086]
状态变量z
17
：若列车距离到达第q个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0087]
状态变量z
18
：若列车停于第q个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0088]
状态变量z
19
：若列车从第q个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0089]
状态变量z
20
：若列车从第q个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第p个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0090]
状态变量z
21
：若列车距离到达第p个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0091]
状态变量z
22
：若列车停于第p个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0092]
状态变量z
23
：若列车从第p个地铁站出发后的时间小于等于t1秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0093]
状态变量z
24
：若列车从第p个地铁站出发后的时间大于t1秒，且距离到达第p
‑
1个地铁站的时间大于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0094]
状态变量z
25
：若列车距离到达第p
‑
1个地铁站的时间小于等于t2秒，离散化后记为1，否则记为0；
[0095]
状态变量z
26
：若列车停于第p
‑
1个地铁站，离散化后记为1，否则记为0；
[0096]
状态变量z
27
：若直流偏磁电流i≤y1，离散化后记为1，否则记为0；
[0097]
状态变量z
28
：若直流偏磁电流y1＜i≤y2，离散化后记为1，否则记为0；
[0098]
状态变量z
29
：若直流偏磁电流y2＜i≤y3，离散化后记为1，否则记为0；
[0099]
状态变量z
30
：若直流偏磁电流y3＜i≤y4，离散化后记为1，否则记为0；
[0100]
状态变量z
31
：若直流偏磁电流y4＜i≤y5，离散化后记为1，否则记为0；
[0101]
状态变量z
32
：若直流偏磁电流y5＜i≤y6，离散化后记为1，否则记为0；
[0102]
状态变量z
33
：若直流偏磁电流y6＜i≤y7，离散化后记为1，否则记为0；
[0103]
状态变量z
34
：若直流偏磁电流y7＜i≤y8，离散化后记为1，否则记为0；
[0104]
状态变量z
35
：若直流偏磁电流i＞y8，离散化后记为1，否则记为0；
[0105]
步骤d：根据步骤c获取的离散化处理后的状态变量及其对应的时刻，分析轨道交通列车位置与变压器直流偏磁电流的关联性，具体为：
[0106]
将离散化后的状态变量z1～z
35
，输入aprior关联规则模型，选定最小支撑度和最小置信度，分析状态变量之间的关联性，输出强关联规则。
[0107]
下面以一个具体实施例对本发明的技术方案和效果进行详细说明：
[0108]
步骤a，拟分析jw变电站变压器直流偏磁与轨道交通列车位置的关联性，在百度地图上测量jw变电站与4号线各地铁站的距离，其中工业四路和仁和路的距离最近，根据关联分析范围的确定方法(若变电站s
i
与第p和q个变电站的距离最短(其中q＝p 1)，则与变电站s
i
对应的关联分析的位置范围为第p
‑
1、p、q和q 1个地铁站区间范围)，因此关联分析的位置范围为杨春湖站、工业四路、仁和路、园林路地铁站的区间范围。变电jw的直流偏磁电流监测时间范围为11:40～12:20，因此将该时间范围作为关联分析的时间范围。
[0109]
步骤b中，根据确定的关联分析范围，通过反演方法获取列车的位置，如图2所示；通过监测系统获取变压器直流偏磁电流，如图3所示。
[0110]
步骤c中，对列车位置及直流偏磁电流数据进行离散化处理，其中离散化处理时，相关参数取值为：t1＝30，t2＝30，y1＝
‑
0.6，y2＝
‑
0.4，y3＝
‑
0.2，y4＝
‑
0.05，y5＝0.05，y6＝0.2，y7＝0.4，y8＝0.6，如下表所示是离散化处理后的12:08:46的状态变量的取值情况：
[0111]
表1
[0112]
[0113][0114]
步骤d中，根据步骤c获取的离散化处理后的数据及其对应的时刻，分析轨道交通列车位置与变压器直流偏磁电流的关联性。将离散化后的状态变量z1～z
35
，输入aprior关联规则模型，选定最小支撑度2/300和最小置信度为1，分析状态变量之间的关联性，输出强关联规则5∧16∧24＝>35，置信度为1(100％)，根据前述步骤c离散化时的参数取值，表明当有轨道交通列车同时位于位置5、16和24的时候，直流偏磁电流有100％的概率大于等于0.6a。
[0115]
上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。