CN107856578A - 一种锚段偏移识别方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明给出一种锚段偏移识别方法及装置,所述方法包括:获取接触网补偿器动作信息;使用接触网补偿器动作信息进行锚段偏移识别。可全天候工作,功耗低,布设简单,可及时识别锚段偏移。
Description
技术领域
本发明涉及电气化铁道接触网供电领域,尤其涉及一种锚段偏移识别方法及装置。
背景技术
接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱、张力补偿装置与基础几部分组成。
接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。
接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件和绝缘子。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上,其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。
支持装置用以支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串,棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。
定位装置包括定位管和定位器,其功用是固定接触线的位置,使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内,保证接触线与受电弓不脱离,并将接触线的水平负荷传给支柱。
支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷,并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。中国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱,基础是对钢支柱而言的,即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上,由基础承受支柱传给的全部负荷,并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体,下端直接埋入地下。
接触网支柱的侧面限界是指支柱靠线路一侧至线路中心线的距离。它是为了确保行车的安全。
锚柱能承受两个方向的负荷,在垂直线路方向起中间支柱的作用,在顺线路方向,承受接触悬挂下锚的全部拉力。
在链形悬挂中,接触线通过吊弦悬挂在承力索上。按其使用位置是在跨距中、软横跨上或隧道内有不同的吊弦类型,吊弦是链形悬挂中的重要组成部件之一。
在链形悬挂中安设吊弦,使每个跨距中在不增加支柱的情况下,增加了对接触线的悬挂点,这样使接触线的弛度和弹性均得到改善,提高了接触线工作质量。另外,通过调节吊弦的长度来调整,保证接触线对轨面的高度,使其符合技术要求。
链形悬挂根据线索的锚定方式(即线索两端下锚的方式),可分为未补偿链形悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿链形悬挂。
接触网锚段在下述因素作用下会出现偏移:1)中心锚结固定点两侧的张力不平衡导致锚段偏移;2)锚段内路基倾斜导致接触悬挂重量倾斜分布;3)风力或受电弓的冲击。
接触网锚段偏移会产生如下危害:破坏了接触悬挂的弹性性能,不利于高速受流;易造成受电弓脱弓或钻弓事故,因为锚段偏移会导致腕臂偏移,导致定位点的拉出值(“之”字值)改变;腕臂的严重偏移会导致承力索与接地物之间的距离不够而引起放电,造成馈电侧的断路器动作和承力索端断线等严重的接触网事故。
中心锚结,一般布置原则是使中心锚结固定点两侧线索的张力尽量相等,并尽可能靠近锚段中部。在特殊情况下,锚段长度较短时,可不设中心锚结,将锚段一端硬锚,另一端线索安装补偿器,此时的硬锚就相当于中心锚结。
接触网补偿器是自动调节接触线和承力索张力的补偿机构及其制动装置的总称。
当温度变化时,线索受温度变化的影响热胀冷缩出现伸长或缩短。由于在锚段两端线索下锚处安装了补偿器,在其坠砣串重力的作用下,能够自动调整线索的张力并保持线索弛度满足技术要求,从而使接触悬挂的稳定性与弹性得到了改善,提高了接触网运营质量。
补偿器由补偿滑轮、补偿绳、杵环杆、坠砣杆、坠砣块及连接零件组成。补偿滑轮分为定滑轮和动滑轮(构造相同),定滑轮改变受力方向,动滑轮除改变受力方向外还可省力和移动位置。滑轮一般都装有轴承。
偿器串接在锚段内线索两端与支柱固定处,根据接触悬挂类型的不同有不同的补偿器结构。
半补偿时,接触线带补偿器,多采用两滑轮组结构,滑轮组的传动比为1∶2,即用两个滑轮使补偿绳的张力为接触线张力的一半,也就是坠砣块的重力为接触线标称张力的一半。
全补偿时,接触线与承力索两端均带补偿器,接触线补偿器的安设与半补偿相同。
补偿器靠坠砣串的重力使线索的张力保持平衡。当温度变化时,线索的伸缩使坠砣串上升和降,当坠砣串升降超出允许范围时,如下降过多使坠砣串底面接触地面或上升过多使坠砣杆耳环孔卡在定滑轮槽中,都会使补偿器失去补偿作用。因此用补偿器的a 、b值来限定坠砣串的升降范围。
在专利申请领域,针对接触网补偿器的检测,出现如下方法或装置:
申请号为CN201420633599.8,发明名称为“一种用于坠砣补偿方式的接触网线索张力监测装置”给出的装置由检测部分及后处理部分组成,检测部分为加速度传感器,安装于接触网坠砣上,且加速度传感器的应变方向垂直于坠砣的上表面;后处理部分由微处理器、显示单元组成,微处理器分别与显示单元、加速度传感器连接。
申请号为CN201621160956.9,发明名称为“铁路接触网张力补偿装置监测系统”给出的装置包括外壳,外壳上安装有电路板和电源,电源与电路板相连,电源用于给电路板供电,上述电路板上设有传感器、信号采集处理模块和无线传输模块;上述信号采集处理模块包括信号调理电路、模数转换电路和MCU模块。本实用新型的有益效果为:测距传感器和温度传感器经过信号调理电路和模数转换电路传输,进而使得信号传输的噪音更小,进而使得张力补偿装置的监测效果更好。
申请号为CN201620828264.0,发明名称为“接触网锚段张力状态监测装置”给出的装置包括包括支柱、控制盒与接触网张力补偿器,其特征在于:接触网张力补偿器安装反射板,接触网张力补偿器上方安装激光探头,激光探头和反射板对应设置,激光探头通过线路连接控制盒,控制盒设置电源装置。
申请号为CN201510001019.2,发明名称为"高铁接触网线索空间几何状态参数检测方法"公开了一种使用激光测距仪来测量接触网线索及重点设备机械几何参数数值;分别从温度变化导致线索变化量,接触线偏移随风速变化情况,不同时速列车通过时接触线摩擦偏移,掌握各种外界条件下接触网几何参数变化规律;建立电化学极化控制条件下空气中接触网腐蚀速率的理论模型,对其耐久性进行研究,形成综合评估系统;
现有技术存在的缺点包括:
申请号为CN201420633599.8,发明名称为“一种用于坠砣补偿方式的接触网线索张力监测装置”给出的在接触网坠砣上安装加速度传感器的方法,不能识别补偿棘轮卡死故障,因为补偿棘轮正常动作和补偿棘轮被卡死这两种情况下坠砣张力是相同的。
申请号为CN201621160956.9,发明名称为“铁路接触网张力补偿装置监测系统”给出的基于测距的装置,以及申请号为CN201620828264.0,发明名称为“接触网锚段张力状态监测装置”给出的基于激光测距的装置,虽然简单直观,但是不能在沙尘冰雪或烈日下可靠工作,不能实现全天候可靠检测,也不具备判断接触悬挂或锚段是否偏移的功能。
申请号为CN201510001019.2,发明名称为"高铁接触网线索空间几何状态参数检测方法"给出的接触网偏移检测,实现复杂,而且由于使用光学手段检测,不具备全天候检测的能力。
本发明给出一种锚段偏移识别方法及装置,用于克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、没有利用接触网补偿器动作信息识别锚段偏移这些缺点中的至少一种。
发明内容
附图说明
图1为本发明实施例给出的一种锚段偏移识别方法流程图;
图2为本发明实施例给出的一种锚段偏移识别装置组成示意图;
图3为本发明实施例给出的一种锚段偏移识别装置组成示意图。
实施例
本发明给出一种锚段偏移识别方法及装置,用于克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、没有利用接触网补偿器动作信息识别锚段偏移这些缺点中的至少一种。可全天候工作,功耗低,布设简单,可及时识别锚段偏移。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
下面结合附图,对本发明提供的一种锚段偏移识别方法举例、装置举例加以说明。
实施例一,一种锚段偏移识别方法举例
参见图1所示,本发明提供的一种锚段偏移识别方法实施例,包括如下步骤:
步骤S110,获取接触网补偿器动作信息;
步骤S120,使用接触网补偿器动作信息进行锚段偏移识别;
所述锚段偏移识别包括锚段内承力索异常偏移识别、承力索断线识别、接触线异常偏移识别、接触线断线识别、支撑腕臂异常偏移识别和中心锚結异常偏移识别中的至少一种。
本实施例中,所述承力索异常偏移也称之为承力索窜动;
所述接触线异常偏移也称之为接触线窜动;
所述支撑腕臂异常偏移包括支撑腕臂的扭动角度超出正常范围;
所述中心锚結异常偏移包括中心锚結的扭动角度超出正常范围。
具体地,所述获取接触网补偿器动作信息,包括:
使用布设在接触网补偿器上的传感器采集补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种;或
使用位于网络侧的有线或无线接口接收布设在接触网补偿器上的传感器采集到的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种。
本实施例中,作为获取接触网补偿器动作信息的一种具体实现方式,包括:
使用补偿器动作信息获取模块210获取接触网补偿器动作信息,补偿器动作信息获取模块210包含有线或无线接口,该有线或无线接口用于传输补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种。
本实施例中,网络侧包括位于无线接入网内的数据处理节点、公网内的数据处理节点、专网内的数据处理节点、可接入无线接入网的车载数据处理节点、可接入所述无线信道的车载数据处理节点和可接入所述无线信道的便携终端节点中的任一种。
具体地,补偿器动作信息包括接触网补偿器补偿轮转动信息、接触网补偿器坠砣位置信息和接触网补偿绳移动信息中的至少一种。
具体地,所述确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态,包括确定接触网补偿器 补偿轮是否正常动作、接触网补偿器坠砣是否正常动作、接触网接触线是否断线、接触网承 力索是否断开、接触悬挂是否窜动、接触网锚段是否偏移和接触网中心锚结是否处于正常 位置中的至少一种信息。
本实施例给出的方法,其中,
所述获取接触网补偿器动作信息,该步骤可以在接触网补偿器所在位置实现,也可以在下锚现场实现,也可以在网络侧实现,具体地:
所述在接触网补偿器所在位置实现,包括由接触网补偿器上安装的补偿器动作信息采集装置直接采集接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种;
所述在下锚现场实现,包括通过无线信道从接触网补偿器上安装的补偿器动作信息采集装置接收接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种数据,位于锚柱现场的便携式接触网状态信息处理器,个人通信终端,或经过该位置处的车载接触网状态信息处理器对接收到的补偿轮位置信息和补偿轮转动信息中的至少一种数据进行处理,以确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态;
所述在网络侧实现,包括与公网和专网相连通的计算机服务器或数字信号处理器通过公网或专网,从无线信道接收接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种数据并对其进行处理,以确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态。
本实施例给出的方法,其中,
所述使用接触网补偿器动作信息进行锚段偏移识别,该步骤可以在接触网补偿器所在位置实现,也可以在下锚现场实现,也可以在网络侧实现,具体地:
所述在接触网补偿器所在位置实现,包括在接触网补偿器上安装的装置内实现,或在锚柱上安装的装置内实现;
所述在下锚现场实现,包括位于锚柱现场的便携式接触网状态信息处理器、个人通信终端和经过该位置处的车载接触网状态信息处理器通过无线信道接收接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种数据,以确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态;
所述在网络侧实现,包括与公网和专网相连通的计算机服务器或数字信号处理器通过无线信道接收接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种数据,以确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态。
本实施例给出的方法,其中,
所述所述在接触网补偿器所在位置实现,具体包括:
位于锚段第一端的数据处理器通过无线信道获取位于锚段第二端的接触网补偿器动作信息;
位于锚段第一端的数据处理器使用锚段第一端和第二端的接触网补偿器动作信息确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态。
具体地,所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮、滑轮和鼓轮中的任一种。
进一步地,所述接触网补偿器的补偿轮在平衡状态下的位置不随补偿绳的伸缩而改变,为定滑轮、定棘轮或定鼓轮。
所述定滑轮、定棘轮或定鼓轮在概念上与动滑轮、动棘轮或动鼓轮相对应,动滑轮、动棘轮或动鼓轮的空间位置随补偿绳的伸缩而改变。
具体地,所述接触网补偿器的补偿轮位置信息,包括补偿轮的空间位置信息和空间位置变化信息中的至少一种;既包括补偿轮在平衡状态下的位置信息,也包括平衡状态改变后的位置信息。
通常,所述接触网补偿器的补偿轮位置会受环境因素的影响,环境因素包括风吹、受电弓冲击,在获取补偿轮位置信息的过程中需要提取或抑制环境因素的影响信息。
本实施例中,作为定滑轮、定棘轮和定鼓轮中任一种的补偿轮,在三个作用力的作用下处于位置平衡状态,这三个作用力分别为:坠砣的下拉力,承力索或接触线的横向拉力,锚柱的斜上方向的拉力;补偿轮在所述三个作用力的作用下,其位置处于平衡状态,处于平衡状态下的补偿轮的位置不会因为补偿绳的伸缩而改变其平衡位置。
使所述补偿轮的平衡状态发生改变的因素包括承力索断线、接触线断线、补偿绳断线、锚柱倾斜、平衡论卡住和坠砣卡住中的至少一种。
实际中,补偿轮的平衡状态发生改变即补偿轮的位置平衡状态发生改变,补偿轮的位置平衡状态发生改变伴随补偿轮本体的转动轴心位置改变和补偿轮悬挂体的倾角改变。
本实施例中,所述接触网补偿器的补偿轮转动信息,包括转动角度信息和转动方向信息中的至少一种。
所述接触网补偿器的补偿轮在坠砣的拉力与接触线热胀冷缩产生的张弛力作用下发生转动,或在坠砣的拉力与承力索热胀冷缩产生的张弛力作用下发生转动,补偿轮的这种转动是补偿器进行温度补偿的核心动作。
实际系统中,除了温度变化导致补偿轮的转动之外,锚段偏移、接触悬挂窜动和中心锚结故障都会导致接触网补偿器的补偿轮的异常转动,这种异常转动信息可用于判断锚段是否偏移、接触悬挂是否窜动和中心锚结是否出现故障。
本发明给出的方法,其中,
所述获取接触网补偿器动作信息,包括:
采集接触网补偿器动作信息;或
通过有线或无线信道接收接触网补偿器动作信息采集单元所采集的接触网补偿器动作信息;
其中,
所述接触网补偿器动作信息包括补偿轮悬挂体的倾角信息、补偿轮本体的转动角度信息、补偿轮本体的转动方向信息、补偿绳沿长度方向的位移信息和坠砣位移信息中的至少一种。
本实施例中,所述采集接触网补偿器动作信息,包括如下至少一种步骤:
使用重力传感器或电子水平仪采集补偿轮悬挂体当前位置的倾角信息;
使用磁感应传感器采集补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种;
使用电容传感器采集带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种;
使用摩擦转动传感器采集补偿绳沿长度方向的位移信息;以及
使用摩擦转动传感器采集坠砣位移信息;
所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮、滑轮和鼓轮中的任一种;
所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接;
所述接触网补偿器的补偿轮的转动信息包括补偿轮本体绕其转轴转动的角度信息和转动方向信息中的至少一种。
本实施例中,所述通过有线或无线信道接收接触网补偿器动作信息采集单元所采集的接触网补偿器动作信息,包括如下至少一种步骤:
接收使用重力传感器或电子水平仪采集的补偿轮悬挂体当前位置的倾角信息;
接收使用磁感应传感器采集的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种;
接收使用电容传感器采集的带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种;
接收使用摩擦转动传感器采集的补偿绳沿长度方向的位移信息;以及
接收使用摩擦转动传感器采集的坠砣位移信息;
所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮、滑轮和鼓轮中的任一种;
所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接;
所述接触网补偿器的补偿轮的转动信息包括补偿轮本体绕其转轴转动的角度信息和转动方向信息中的至少一种。
具体地,所述重力传感器为加速度传感器的一种,该重力传感器安装在所述补偿轮的悬挂体上,用于检测补偿轮悬挂体的倾角是否发生变化;如果检测到检测补偿轮悬挂体的倾角变化大于预定的倾角变化门限,则认为补偿轮的位置发生了变化,或者,认为补偿轮的平衡状态发生了改变。
进一步地,使用所述重力传感器的输出信号判断补偿轮悬挂体的倾角变化方向。
更进一步地,将所述重力传感器的输出信号与环境温度变化信息相结合,判断补偿轮悬挂体的倾角变化的快慢或判断是否出现异常快速变化。
再进一步地,使用补偿轮悬挂体的倾角变化、变化方向和是否出现异常快速变化中的至少一种信息,判别补偿轮是否卡死、坠砣是否卡住、接触线是否断开和承力索是否断开中的至少一种。
再进一步地,使用位于一个锚段两端的补偿轮悬挂体的倾角变化、变化方向和是否出现异常快速变化中的至少一种信息,判别接触悬挂是否窜动、锚段是否偏移和中心锚结是否故障中的至少一种。
具体地,所述电子水平仪为电容式或电感式,该电子水平仪安装在所述补偿轮的悬挂体上,用于检测补偿轮悬挂体的倾角是否发生变化;如果检测到检测补偿轮悬挂体的倾角变化大于预定的倾角变化门限,则认为补偿轮的位置发生了变化,或者,认为补偿轮的平衡状态发生了改变。
具体地,所述磁感应传感器安装在补偿轮框架上,在补偿轮本体上安装磁体或导磁体;当在补偿轮本体上安装磁体时,使用磁感应传感器测量该磁体的磁场强度来确定补偿轮本体的位置或转动角度;当在补偿轮本体上安装导磁体时,使用磁感应传感器测量磁体至该导磁体的磁场强度来确定补偿轮本体的位置或转动角度。
所述导磁体对磁体的磁场进行传导或聚集;
当在补偿轮本体上安装导磁体时,在补偿轮框架上安装磁感应传感器和磁体。
进一步地,在补偿轮本体上安装一个或多个磁体或导磁体,磁体或导磁体安装的越多,对转动角度的识别越精细;或在补偿轮框架上安装一个或多个磁感应传感器和磁体,磁感应传感器和磁体安装的越多,对转动角度的识别越精细。
具体地,所述电容传感器安装在补偿轮框架上,与补偿轮本体上的棘轮轮齿之间存在间距,棘轮轮齿作为电容传感器的第二极;当补偿轮本体转动时,作为电容传感器第二极的棘轮轮齿的表面与安装在补偿轮框架上且位置不变的电容传感器的第一极间的距离发生改变,该电容传感器的第一和第二极间距离的变化导致电容传感器容量变化,通过测量该容传感器容量变化确定补偿轮本体的位置或转动角度。
本实施例中,作为通过测量该容传感器容量变化确定补偿轮本体的位置或转动角度的一种具体实现方式,包括:
使用所述电容传感器构成阻容式(RC:Resistance Capacity)振荡器电容传感器的容量变化导致震荡频率的变化,测量振荡器的振荡频率判断补偿轮本体上的棘轮轮齿的转动或转动方向。
进一步地,在补偿轮框架上一个棘轮轮齿跨度内安装两个或两个以上的所述电容传感器,使得不同的电容传感器对应补偿轮本体上同一个棘轮轮齿的不同部位,将不同位置的电容传感器产生的振荡频率进行比较,确定棘轮轮齿的位置变化、变化方向和棘轮轮齿的轮廓中的至少一种。
具体地,所述将不同位置的电容传感器产生的振荡频率进行比较,确定棘轮轮齿的位置变化、变化方向和棘轮轮齿的轮廓中的至少一种,包括如下至少一种步骤:
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率高于第二位置上的电容传感器产生的振荡频率时,表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容小,棘轮轮齿在第二位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容大于第一位置处的表面,即,棘轮轮齿是从第一位置上凸到第二位置;
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率出现最高时,表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容达到最小,相应地,棘轮轮齿在第一位置处的表面为棘轮轮齿的最凹处;
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率出现最低时,表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容达到最大,相应地,棘轮轮齿在第一位置处的表面为棘轮轮齿的最凸处;
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率与第二位置上的电容传感器产生的振荡频率同时升高时,表明棘轮轮齿的斜形表面在向远离第一和第二位置的方向转动;
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率与第二位置上的电容传感器产生的振荡频率同时降低时,表明棘轮轮齿的斜形表面在向靠近第一和第二位置的方向转动;
使用棘轮转动一个轮齿的角度内电容传感器产生的振荡频率的最大值和最小值,并使用轮齿表面的斜率和齿距计算在一个轮齿宽度内出现的频率与棘轮轮齿的转动角度间的对应关系,使用该对应关系和对电容传感器产生的振荡频率的测量值即可确定棘轮轮齿的转动角度。
具体地,所述摩擦转动传感器包括利用补偿绳在其长度方向的移动获取转动动力的传感器;或包括利用坠砣沿限制管上下移动获取转动动力的传感器。
所述利用坠砣沿限制管上下移动获取转动动力,包括:
在坠砣抱箍上或在坠砣串上安装摩擦转动传感器,使用弹性支撑部件将摩擦转动传感器的摩擦轮挤压在限制管表面,当坠砣沿限制管上下移动时,通过限制管表面与摩擦轮间的摩擦力获取摩擦转动传感器所需要的转动动力。
所述限制管为直径为40毫米的铝合金管制成,长度为5.7米,其作用是防止坠砣串在外力作用下侵入建筑界限;坠砣串通过坠砣抱箍与限制管相连。
所述该摩擦转动传感器包括摩擦轮,以及转动编码器和转动电位器中的任一种。
进一步地,摩擦转动传感器包含的摩擦轮压在补偿绳的表面的一种实现方式包括,将承力索补偿绳的防磨滑轮作为所述摩擦轮挤压在补偿绳的表面获取转动动力;在实际实现中,将防磨滑轮即作为承力索补偿绳防摩擦使用,又作为摩擦转动传感器包含的摩擦轮使用。
在实际系统中,补偿器处接触线双环杆与承力索补偿绳间往往会出现摩擦,为了防止该摩擦的出现,现场往往采取在承力索补偿绳上装防磨滑轮的办法,承力索防磨滑轮要求尽量靠近接触线双环杆又不与双环杆发生卡滞。
本实施例中,所述使用摩擦转动传感器获取补偿绳的长度变化,使用补偿绳的长度变化确定补偿轮的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种,或直接使用摩擦转动传感器获取的补偿绳长度变化信息作为补偿轮转动信息使用,包括:
通过将摩擦转动传感器的摩擦轮挤压在补偿绳上获取补偿绳的长度变化;或
通过将摩擦转动传感器的摩擦轮挤压在限制管上获取补偿绳的长度变化。
本实施例中,使用磁感应传感器、电容传感器和摩擦转动传感器中任一种获取接触网补偿器的补偿轮转动信息的方法,进一步包括:
使用在光学测距窗口内激光测距获取补偿绳的长度或坠砣的位置信息;
使用补偿绳的长度信息或坠砣的位置信息对磁感应传感器、电容传感器和摩擦转动传感器中任一种的测量值进行标定。
所述光学测量窗口为可以可靠获取激光测距信息的时间窗口或环境窗口;其中,
所述时间窗口包括无强烈日光照射且无冰雪暴雨的时间区间,具体地,所述时间窗口为日落后的时间区间。
所述环境窗口为无烈日直接照射、无冰雪覆盖和无暴雨覆盖的气象窗口。
具体地,所述光学测量窗口的确定方法包括如下至少一种步骤:
使用光电探测器测量环境光强度,当环境光强度低于预定的照度门限时,确定处于光学测量窗口内;以及
使用超声波探测器探测冰雪覆盖,当在预定的距离内无目标回拨出现时,确定处于光学测量窗口内。
本发明给出的方法,其中,
所述使用接触网补偿器动作信息进行锚段偏移识别,包括如下至少一种步骤:
使用第一时间区间内接触网补偿器动作信息确定其在该时间区间内的实际动作区间,使用第一时间区间之前的第二时间区间内的接触网补偿器动作信息、承力索长度随温度变化规律和接触线长度随温度变化规律中的至少一种确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间,将接触网补偿器的实际动作区间与先验动作区间相对比进行锚段偏移识别;
将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别;
将第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间与对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别;
所述接触网补偿器的实际动作区间包括实际测量得到的补偿轮悬挂体的倾角变化的角度范围、补偿轮悬挂体的倾角变化的方向、补偿轮转动角度的转动范围、补偿轮转动角度的转动方向、补偿绳沿长度方向的移动长度、补偿绳沿长度方向的移动方向、坠砣的位置变化范围和坠砣的位置变化方向中的至少一种。
本发明给出的方法,其中,
所述将接触网补偿器的实际动作区间与先验动作区间相对比进行锚段偏移识别,包括如下至少一种步骤:
确定实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;
若所述匹配误差未超出预订的先验误差门限,则判为无锚段偏移出现;
若所述匹配误差超出预订的先验误差门限,则判为有锚段偏移出现;
若所述匹配误差超出预订的先验误差门限,并且实际动作区间为异常快速历经区间,则判为有接触线断线或承力索断线出现。
本实施例中,所述异常快速历经区间的判定方法包括:
判断实际动作区间从区间起始值到区间终止值所经历的时间是否与接触线或承力索的热胀冷缩导致所述实际动作区间出现所需要的时间相一致,若是,则判为未出现异常快速历经区间,若否,则判为出现异常快速历经区间;或
判断实际动作区间从区间起始值到区间终止值所经历的时间内是否出现导致接触线或承力索通过热胀冷缩达到所述实际动作区间所需要的温度变化,若是,则判为未出现异常快速历经区间,若否,则判为出现异常快速历经区间。
本实施例中,所述确定实际动作区间与先验动作区间的匹配误差,包括如下任一步骤:
将实际动作区间的中心点与先验动作区间的中心点间的误差作为实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;
将实际动作区间的起始点与先验动作区间的起始点间的误差作为实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;以及
将实际动作区间的起始点与先验动作区间的起始点间的误差作为实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;
所述匹配误差包括补偿轮角度误差、补偿轮悬挂体角度误差、补偿绳移动长度误差和坠砣移动距离误差中的任一项。
本实施例中,所述先验误差门限包括补偿轮角度先验误差门限、补偿轮悬挂体先验角度误差门限、补偿绳移动长度先验误差门限和坠砣移动距离先验误差门限中的任一项;
其中,
所述补偿轮角度先验误差门限为绝对值大于或等于5的实数表示的角度值,角度值单位为度;
所述补偿轮悬挂体角度先验误差门限为绝对值大于或等于2的实数表示的角度值,角度值单位为度;
所述补偿绳移动长度先验误差门限为绝对值大于或等于1的实数表示的长度值,长度单位为厘米;
坠砣移动距离先验误差门限为绝对值大于或等于1的实数表示的距离值,距离值的单位为厘米。
具体地,所述若匹配误差超出预订的先验误差门限,则判为有锚段偏移出现,具体实现方法为:
只要匹配误差超出预订的先验误差门限,无论实际动作区间是否为异常快速历经区间,都判为有锚段偏移出现。
本发明给出的方法,其中,
所述将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别,包括如下至少一种步骤:
对比锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间的动作方向与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间的动作方向是否一致,若是,则判为无锚段偏移出现,若否,则判为有锚段偏移出现;以及
将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与其先验动作区间的匹配误差的方向作为第一误差方向,将锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间与其先验动作区间的匹配误差的方向作为第二误差方向,进行如下至少一种判断:
若第一误差方向与第二误差方向相同,且第一误差值和第二误差值均大于先验误差门限,则判为支撑腕臂偏移出现;
若第一误差方向与第二误差方向相同,且第一误差值和第二误差值中至少一个小于先验误差门限,则判为无锚段偏移出现;以及
若第一误差方向与第二误差方向相反,则判为有锚段偏移出现。
本实施例中,所述接触网补偿器的实际动作区间的动作方向包括补偿轮悬挂体的倾角变化的方向、补偿轮转动角度的转动方向、补偿绳沿长度方向的移动方向、坠砣的位置变化方向中的至少一种。
本实施例中,动作方向一致包括:
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿轮的实际转动方向中一个为顺时针方向,一个为逆时针方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿轮悬挂体的实际倾角变化方向都为倾角增大方向,或都为倾角减小方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿绳实际移动方向都为背向中心锚結所在方向,或都为朝向中心锚結所在方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的坠砣实际移动方向都为向上方向,或都为向下方向。
本实施例中,动作方向不一致包括:
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿轮的实际转动方向都为顺时针方向,或都为逆时针方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿轮悬挂体的实际倾角变化方向中一个为倾角增大方向,另一个为倾角减小方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿绳实际移动方向中一个为背向中心锚結所在方向,另一个为朝向中心锚結所在方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的坠砣实际移动方向中一个为向上方向,另一个为向下方向。
本实施例中,所述第一和第二误差方向分别包括正向误差方向和负向误差方向;
正向误差方向包括:沿正常补偿动作方向,接触网补偿器实际动作区间的中间点的尺度大于动作区间的中间点的尺度;或实际动作区间的终止点的尺度大于先验动作区间的终止点的尺度;
负向误差方向包括:沿正常补偿动作方向,中间点的尺度小于动作区间的中间点的尺度;或实际动作区间的终止点的尺度小于先验动作区间的终止点的尺度。
具体地,所述正常补偿动作方向包括接触网补偿器随温度升高或降低而进行正常补偿动作的方向。
具体地,所述正向误差方向包括:沿正常补偿动作方向,接触网补偿器实际动作区间的中间点的尺度大于动作区间的中间点的尺度;或实际动作区间的终止点的尺度大于先验动作区间的终止点的尺度,包括:
接触网补偿器的补偿轮的实际转动角度范围的中间值或终止值大于先验转动角度范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的补偿轮悬挂体的实际倾角变化范围的中间值或终止值大于先验倾角变化范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的补偿绳的实际移动范围的中间值或终止值大于先验移动范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的坠砣实际移动范围的中间值或终止值大于先验移动范围的中间值或终止值。
具体地,所述负向误差方向包括:沿正常补偿动作方向,接触网补偿器实际动作区间的中间点的尺度小于动作区间的中间点的尺度;或实际动作区间的终止点的尺度小于先验动作区间的终止点的尺度,包括:
接触网补偿器的补偿轮的实际转动角度范围的中间值或终止值小于先验转动角度范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的补偿轮悬挂体的实际倾角变化范围的中间值或终止值小于先验倾角变化范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的补偿绳的实际移动范围的中间值或终止值小于先验移动范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的坠砣实际移动范围的中间值或终止值小于先验移动范围的中间值或终止值。
本实施例中,所述第一误差方向与第二误差方向相同,包括第一误差方向和第二误差方向均为正向或负向误差方向。
本实施例中,所述第一误差方向与第二误差方向相反,包括第一误差方向为正向,第二误差方向为负向;或第一误差方向为负向,第二误差方向为正向。
本发明给出的方法,其中,
所述将第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间与对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别,包括如下至少一种步骤:
使用一个或一个以上的对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的均值确定锚段偏移判决门限;
若第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间大于锚段偏移判决门限,则判为第一锚段出现锚段偏移,否则,判为第一锚段未出现锚段偏移;
所述对应锚段与第一锚段在锚段跨度上相同或小于预订的跨度误差门限;
所述对应锚段与第一锚段在经历的温度变化区间上相同或小于预订的温度误差门限。
本实施例中,所述预订的跨度误差门限为绝对值取值范围在0至100范围内的值,预订的跨度误差门限的单位为米。
本实施例中,所述预订的温度误差门限为绝对值取值范围在0至3范围内的值,预订的温度误差门限的单位为华氏度。
本实施例中,所述使用一个或一个以上的对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的均值确定锚段偏移判决门限,包括:
使用对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的中间点或终止点的尺度的均值作为锚段偏移判决门限,使用第一接触网补偿器的实际动作区间中相应的尺度与锚段偏移判决门限进行比较;或
使用对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的中间点或终止点的尺度的均值的加权值作为锚段偏移判决门限,使用第一接触网补偿器的实际动作区间中相应的尺度与锚段偏移判决门限进行比较;或
使用对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的中间点或终止点的尺度的均值到导出的方差作为锚段偏移判决门限,使用第一接触网补偿器的实际动作区间中相应的尺度与锚段偏移判决门限进行比较;或
使用对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的中间点或终止点的尺度的均值导出的方差的加权值作为锚段偏移判决门限,使用第一接触网补偿器的实际动作区间中相应的尺度与锚段偏移判决门限进行比较。
所述接触网状态信息处理器位于接触网现场,包括安装在锚段现场、位于经过锚段现场的车载平台或位于锚段现场的便携式接触网状态信息处装置内中的任一种;
所述接触网状态信息处理器位于远端,包括位于与公网或专网相连接的计算机服务器或数字信号处理设备内。
本发明给出的方法,其中,
所述使用第一时间区间之前的第二时间区间内的接触网补偿器动作信息确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间,包括:
使用第二时间区间内实际测量得到的接触网补偿器动作信息及其对应的现场环境温度信息构建温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表;
在温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表包含的温度区间内,确定一个与第一时间区间对应的第一温度变化区间相同的温度子区间,使用该温度子区间对应的接触网补偿器动作信息确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间。
具体地,所述第二时间区间与第一时间区间为相等时长或不等时长的区间,第二时间区间出现在第一时间区间的一天之前,一月之前,或一年之前,并且,第二时间区间与第一时间区间均包含相同的温度区间。
本实施例中,所述构建温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表,包括使用内插或滤波平滑方法处理接触网补偿器动作信息;
具体地,作为使用内插或滤波平滑方法处理接触网补偿器动作信息的一种具体实现方式,包括使用曲线拟合处理和最小二乘法处理中的任一项处理方法对一组温度点对应的接触网补偿器动作位置信息进行处理;
其中,所述一组温度点包含两个值N个温度点,N为大于2的自然数。
实施例二,一种锚段偏移识别装置举例
参见图2(a)、图2(b)和图3所示,本发明提供的一种锚段偏移识别装置实施例,包括:
补偿器动作信息获取模块210,锚段偏移识别模块220;其中,
补偿器动作信息获取模块210,用于获取补偿器动作信息,包括补偿器动作信息采集子模块211或补偿器动作信息接收子模块212;
锚段偏移识别模块220,用于使用补偿器动作信息进行锚段偏移识别,包括数据处理子模块;
补偿器动作信息获取模块210与锚段偏移识别模块220之间具有如下构成方式:
构成方式一、参见2(a)所示,补偿器动作信息获取模块210包含的补偿器动作信息采集子模块211通过有线或无线接口将其采集到的数据发送给锚段偏移识别模块220,锚段偏移识别模块220将其识别结果通过无线发送模块230发送至网络侧;这种结构形式用于在接触网补偿器现场进行锚段偏移识别;或
构成方式二、参见2(b)所示,补偿器动作信息获取模块210包含的补偿器动作信息接收子模块212和锚段偏移识别模块220位于网络侧;这种结构形式用于锚段偏移识别模块220在网络侧进行锚段偏移识别;或
构成方式三、参见3所示,补偿器动作信息获取模块210包含的补偿器动作信息接收子模块212直接从无线发送模块230接收补偿器动作信息并将其送往锚段现场的锚段偏移识别模块220,锚段偏移识别模块220使用所述信息进行锚段偏移识别;这种结构形式用于在锚段现场进行锚段偏移识别;
所述锚段偏移识别包括锚段内承力索异常偏移识别、承力索断线识别、接触线异常偏移识别、接触线断线识别、支撑腕臂异常偏移识别和中心锚結异常偏移识别中的至少一种。
具体地,参见图2(a)所示,本实施例所述的数据处理节点270包括网络侧的计算机服务器、网络侧的数字处理硬件模块、智能终端内的数据处理器、车载终端内的数据处理器和便携式检测设备内的数据处理器中的任一种。
本实施例给出的构成方式一,参见图2(a)所示,无线电发送模块230使用其天线231将补偿器动作信息和锚段偏移识别结果中的至少一种发送至网络侧的无线电接收机250的天线251,无线电接收机250将其接收到的所述信息通过公网或专网260发送至数据处理节点270,数据处理节点270对所述信息进行存储、转发和显示中的至少一种处理。
本实施例给出的构成方式二,参见图2(b)所示,网络侧的无线电接收机250使用其天线251接收从接触网补偿器现场发送的补偿器动作信息,并将所述信息通过公网或专网260发送至补偿轮信息获取模块210包含的补偿器动作信息接收子模块212,锚段偏移识别模块220使用补偿器动作信息接收子模块212接收到的所述信息进行锚段偏移识别。
本实施例给出的构成方式三,参见图3所示,安装在智能手机、便携检测终端或车载检测终端上的无线电接收机350使用其天线351接收从接触网补偿器现场发送的补偿器动作信息,并将所述信息发送至补偿轮信息获取模块210包含的补偿器动作信息接收子模块212,锚段偏移识别模块220使用补偿器动作信息接收子模块212接收到的所述信息进行锚段偏移识别,并且对锚段偏移识别结果进行显示或存储。
具体地,本实施例中补偿器动作信息即为接触网补偿器动作信息。
本实施例中,所述承力索异常偏移也称之为承力索窜动;
所述接触线异常偏移也称之为接触线窜动;
所述支撑腕臂异常偏移包括支撑腕臂的扭动角度超出正常范围;
所述中心锚結异常偏移包括中心锚結的扭动角度超出正常范围。
具体地,所述获取接触网补偿器动作信息,包括:
使用布设在接触网补偿器上的传感器采集补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种;或
使用位于网络侧的有线或无线接口接收布设在接触网补偿器上的传感器采集到的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种。
本实施例中,作为获取接触网补偿器动作信息的一种具体实现方式,包括:
使用补偿器动作信息获取模块210包含的补偿器动作信息接收子模块212接收接触网补偿器动作信息,补偿器动作信息获取模块210包含有线或无线接口,该有线或无线接口用于传输补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种。
本实施例中,网络侧包括位于无线接入网内的数据处理节点、公网内的数据处理节点、专网内的数据处理节点、可接入无线接入网的车载数据处理节点、可接入所述无线信道的车载数据处理节点和可接入所述无线信道的便携终端节点中的任一种。
具体地,补偿器动作信息包括接触网补偿器补偿轮转动信息、接触网补偿器坠砣位置信息和接触网补偿绳移动信息中的至少一种。
具体地,所述确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态,包括确定接触网补偿器 补偿轮是否正常动作、接触网补偿器坠砣是否正常动作、接触网接触线是否断线、接触网承 力索是否断开、接触悬挂是否窜动、接触网锚段是否偏移和接触网中心锚结是否处于正常 位置中的至少一种信息。
本实施例给出的方法,其中,
所述获取接触网补偿器动作信息,该步骤可以在接触网补偿器所在位置实现,也可以在下锚现场实现,也可以在网络侧实现,具体地:
所述在接触网补偿器所在位置实现,包括由接触网补偿器上安装的补偿器动作信息采集装置直接采集接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种;
所述在下锚现场实现,包括通过无线信道从接触网补偿器上安装的补偿器动作信息采集装置接收接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种数据,位于锚柱现场的便携式接触网状态信息处理器,个人通信终端,或经过该位置处的车载接触网状态信息处理器对接收到的补偿轮位置信息和补偿轮转动信息中的至少一种数据进行处理,以确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态;
所述在网络侧实现,包括与公网和专网相连通的计算机服务器或数字信号处理器通过公网或专网,从无线信道接收接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种数据并对其进行处理,以确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态。
本实施例给出的方法,其中,
所述使用接触网补偿器动作信息进行锚段偏移识别,该步骤可以在接触网补偿器所在位置实现,也可以在下锚现场实现,也可以在网络侧实现,具体地:
所述在接触网补偿器所在位置实现,包括在接触网补偿器上安装的装置内实现,或在锚柱上安装的装置内实现;
所述在下锚现场实现,包括位于锚柱现场的便携式接触网状态信息处理器、个人通信终端和经过该位置处的车载接触网状态信息处理器通过无线信道接收接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种数据,以确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态;
所述在网络侧实现,包括与公网和专网相连通的计算机服务器或数字信号处理器通过无线信道接收接触网补偿器的补偿轮位置信息、补偿轮转动信息、补偿绳沿长度方向移动信息和坠砣位置信息中的至少一种数据,以确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态。
本实施例给出的方法,其中,
所述所述在接触网补偿器所在位置实现,具体包括:
位于锚段第一端的数据处理器通过无线信道获取位于锚段第二端的接触网补偿器动作信息;
位于锚段第一端的数据处理器使用锚段第一端和第二端的接触网补偿器动作信息确定接触悬挂或接触悬挂支持装置的状态。
具体地,所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮、滑轮和鼓轮中的任一种。
进一步地,所述接触网补偿器的补偿轮在平衡状态下的位置不随补偿绳的伸缩而改变,为定滑轮、定棘轮或定鼓轮。
所述定滑轮、定棘轮或定鼓轮在概念上与动滑轮、动棘轮或动鼓轮相对应,动滑轮、动棘轮或动鼓轮的空间位置随补偿绳的伸缩而改变。
具体地,所述接触网补偿器的补偿轮位置信息,包括补偿轮的空间位置信息和空间位置变化信息中的至少一种;既包括补偿轮在平衡状态下的位置信息,也包括平衡状态改变后的位置信息。
通常,所述接触网补偿器的补偿轮位置会受环境因素的影响,环境因素包括风吹、受电弓冲击,在获取补偿轮位置信息的过程中需要提取或抑制环境因素的影响信息。
本实施例中,作为定滑轮、定棘轮和定鼓轮中任一种的补偿轮,在三个作用力的作用下处于位置平衡状态,这三个作用力分别为:坠砣的下拉力,承力索或接触线的横向拉力,锚柱的斜上方向的拉力;补偿轮在所述三个作用力的作用下,其位置处于平衡状态,处于平衡状态下的补偿轮的位置不会因为补偿绳的伸缩而改变其平衡位置。
使所述补偿轮的平衡状态发生改变的因素包括承力索断线、接触线断线、补偿绳断线、锚柱倾斜、平衡论卡住和坠砣卡住中的至少一种。
实际中,补偿轮的平衡状态发生改变即补偿轮的位置平衡状态发生改变,补偿轮的位置平衡状态发生改变伴随补偿轮本体的转动轴心位置改变和补偿轮悬挂体的倾角改变。
本实施例中,所述接触网补偿器的补偿轮转动信息,包括转动角度信息和转动方向信息中的至少一种。
所述接触网补偿器的补偿轮在坠砣的拉力与接触线热胀冷缩产生的张弛力作用下发生转动,或在坠砣的拉力与承力索热胀冷缩产生的张弛力作用下发生转动,补偿轮的这种转动是补偿器进行温度补偿的核心动作。
实际系统中,除了温度变化导致补偿轮的转动之外,锚段偏移、接触悬挂窜动和中心锚结故障都会导致接触网补偿器的补偿轮的异常转动,这种异常转动信息可用于判断锚段是否偏移、接触悬挂是否窜动和中心锚结是否出现故障。
本实施例给出的装置,其中,
补偿器动作信息获取模块210,执行获取接触网补偿器动作信息的操作,具体包括如下操作步骤:
采集接触网补偿器动作信息,由补偿器动作信息获取模块包含的补偿器动作信息采集子模块执行211;或
通过有线或无线信道接收接触网补偿器动作信息采集单元所采集的接触网补偿器动作信息,由补偿器动作信息获取模块包含的补偿器动作信息接收子模块212执行;
其中,
所述接触网补偿器动作信息包括补偿轮悬挂体的倾角信息、补偿轮本体的转动角度信息、补偿轮本体的转动方向信息、补偿绳沿长度方向的位移信息和坠砣位移信息中的至少一种。
本实施例中,所述采集接触网补偿器动作信息,包括如下至少一种步骤:
使用重力传感器或电子水平仪采集补偿轮悬挂体当前位置的倾角信息;
使用磁感应传感器采集补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种;
使用电容传感器采集带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种;
使用摩擦转动传感器采集补偿绳沿长度方向的位移信息;以及
使用摩擦转动传感器采集坠砣位移信息;
所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮、滑轮和鼓轮中的任一种;
所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接;
所述接触网补偿器的补偿轮的转动信息包括补偿轮本体绕其转轴转动的角度信息和转动方向信息中的至少一种。
本实施例中,所述通过有线或无线信道接收接触网补偿器动作信息采集单元所采集的接触网补偿器动作信息,包括如下至少一种步骤:
接收使用重力传感器或电子水平仪采集的补偿轮悬挂体当前位置的倾角信息;
接收使用磁感应传感器采集的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种;
接收使用电容传感器采集的带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种;
接收使用摩擦转动传感器采集的补偿绳沿长度方向的位移信息;以及
接收使用摩擦转动传感器采集的坠砣位移信息;
所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮、滑轮和鼓轮中的任一种;
所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接;
所述接触网补偿器的补偿轮的转动信息包括补偿轮本体绕其转轴转动的角度信息和转动方向信息中的至少一种。
具体地,所述重力传感器为加速度传感器的一种,该重力传感器安装在所述补偿轮的悬挂体上,用于检测补偿轮悬挂体的倾角是否发生变化;如果检测到检测补偿轮悬挂体的倾角变化大于预定的倾角变化门限,则认为补偿轮的位置发生了变化,或者,认为补偿轮的平衡状态发生了改变。
进一步地,使用所述重力传感器的输出信号判断补偿轮悬挂体的倾角变化方向。
更进一步地,将所述重力传感器的输出信号与环境温度变化信息相结合,判断补偿轮悬挂体的倾角变化的快慢或判断是否出现异常快速变化。
再进一步地,使用补偿轮悬挂体的倾角变化、变化方向和是否出现异常快速变化中的至少一种信息,判别补偿轮是否卡死、坠砣是否卡住、接触线是否断开和承力索是否断开中的至少一种。
再进一步地,使用位于一个锚段两端的补偿轮悬挂体的倾角变化、变化方向和是否出现异常快速变化中的至少一种信息,判别接触悬挂是否窜动、锚段是否偏移和中心锚结是否故障中的至少一种。
具体地,所述电子水平仪为电容式或电感式,该电子水平仪安装在所述补偿轮的悬挂体上,用于检测补偿轮悬挂体的倾角是否发生变化;如果检测到检测补偿轮悬挂体的倾角变化大于预定的倾角变化门限,则认为补偿轮的位置发生了变化,或者,认为补偿轮的平衡状态发生了改变。
具体地,所述磁感应传感器安装在补偿轮框架上,在补偿轮本体上安装磁体或导磁体;当在补偿轮本体上安装磁体时,使用磁感应传感器测量该磁体的磁场强度来确定补偿轮本体的位置或转动角度;当在补偿轮本体上安装导磁体时,使用磁感应传感器测量磁体至该导磁体的磁场强度来确定补偿轮本体的位置或转动角度。
所述导磁体对磁体的磁场进行传导或聚集;
当在补偿轮本体上安装导磁体时,在补偿轮框架上安装磁感应传感器和磁体。
进一步地,在补偿轮本体上安装一个或多个磁体或导磁体,磁体或导磁体安装的越多,对转动角度的识别越精细;或在补偿轮框架上安装一个或多个磁感应传感器和磁体,磁感应传感器和磁体安装的越多,对转动角度的识别越精细。
具体地,所述电容传感器安装在补偿轮框架上,与补偿轮本体上的棘轮轮齿之间存在间距,棘轮轮齿作为电容传感器的第二极;当补偿轮本体转动时,作为电容传感器第二极的棘轮轮齿的表面与安装在补偿轮框架上且位置不变的电容传感器的第一极间的距离发生改变,该电容传感器的第一和第二极间距离的变化导致电容传感器容量变化,通过测量该容传感器容量变化确定补偿轮本体的位置或转动角度。
本实施例中,作为通过测量该容传感器容量变化确定补偿轮本体的位置或转动角度的一种具体实现方式,包括:
使用所述电容传感器构成阻容式(RC:Resistance Capacity)振荡器电容传感器的容量变化导致震荡频率的变化,测量振荡器的振荡频率判断补偿轮本体上的棘轮轮齿的转动或转动方向。
进一步地,在补偿轮框架上一个棘轮轮齿跨度内安装两个或两个以上的所述电容传感器,使得不同的电容传感器对应补偿轮本体上同一个棘轮轮齿的不同部位,将不同位置的电容传感器产生的振荡频率进行比较,确定棘轮轮齿的位置变化、变化方向和棘轮轮齿的轮廓中的至少一种。
具体地,所述将不同位置的电容传感器产生的振荡频率进行比较,确定棘轮轮齿的位置变化、变化方向和棘轮轮齿的轮廓中的至少一种,包括如下至少一种步骤:
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率高于第二位置上的电容传感器产生的振荡频率时,表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容小,棘轮轮齿在第二位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容大于第一位置处的表面,即,棘轮轮齿是从第一位置上凸到第二位置;
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率出现最高时,表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容达到最小,相应地,棘轮轮齿在第一位置处的表面为棘轮轮齿的最凹处;
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率出现最低时,表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容达到最大,相应地,棘轮轮齿在第一位置处的表面为棘轮轮齿的最凸处;
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率与第二位置上的电容传感器产生的振荡频率同时升高时,表明棘轮轮齿的斜形表面在向远离第一和第二位置的方向转动;
当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率与第二位置上的电容传感器产生的振荡频率同时降低时,表明棘轮轮齿的斜形表面在向靠近第一和第二位置的方向转动;
使用棘轮转动一个轮齿的角度内电容传感器产生的振荡频率的最大值和最小值,并使用轮齿表面的斜率和齿距计算在一个轮齿宽度内出现的频率与棘轮轮齿的转动角度间的对应关系,使用该对应关系和对电容传感器产生的振荡频率的测量值即可确定棘轮轮齿的转动角度。
具体地,所述摩擦转动传感器包括利用补偿绳在其长度方向的移动获取转动动力的传感器;或包括利用坠砣沿限制管上下移动获取转动动力的传感器。
所述利用坠砣沿限制管上下移动获取转动动力,包括:
在坠砣抱箍上或在坠砣串上安装摩擦转动传感器,使用弹性支撑部件将摩擦转动传感器的摩擦轮挤压在限制管表面,当坠砣沿限制管上下移动时,通过限制管表面与摩擦轮间的摩擦力获取摩擦转动传感器所需要的转动动力。
所述限制管为直径为40毫米的铝合金管制成,长度为5.7米,其作用是防止坠砣串在外力作用下侵入建筑界限;坠砣串通过坠砣抱箍与限制管相连。
所述该摩擦转动传感器包括摩擦轮,以及转动编码器和转动电位器中的任一种。
进一步地,摩擦转动传感器包含的摩擦轮压在补偿绳的表面的一种实现方式包括,将承力索补偿绳的防磨滑轮作为所述摩擦轮挤压在补偿绳的表面获取转动动力;在实际实现中,将防磨滑轮即作为承力索补偿绳防摩擦使用,又作为摩擦转动传感器包含的摩擦轮使用。
在实际系统中,补偿器处接触线双环杆与承力索补偿绳间往往会出现摩擦,为了防止该摩擦的出现,现场往往采取在承力索补偿绳上装防磨滑轮的办法,承力索防磨滑轮要求尽量靠近接触线双环杆又不与双环杆发生卡滞。
本实施例中,所述使用摩擦转动传感器获取补偿绳的长度变化,使用补偿绳的长度变化确定补偿轮的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种,或直接使用摩擦转动传感器获取的补偿绳长度变化信息作为补偿轮转动信息使用,包括:
通过将摩擦转动传感器的摩擦轮挤压在补偿绳上获取补偿绳的长度变化;或
通过将摩擦转动传感器的摩擦轮挤压在限制管上获取补偿绳的长度变化。
本实施例中,使用磁感应传感器、电容传感器和摩擦转动传感器中任一种获取接触网补偿器的补偿轮转动信息的方法,进一步包括:
使用在光学测距窗口内激光测距获取补偿绳的长度或坠砣的位置信息;
使用补偿绳的长度信息或坠砣的位置信息对磁感应传感器、电容传感器和摩擦转动传感器中任一种的测量值进行标定。
所述光学测量窗口为可以可靠获取激光测距信息的时间窗口或环境窗口;其中,
所述时间窗口包括无强烈日光照射且无冰雪暴雨的时间区间,具体地,所述时间窗口为日落后的时间区间。
所述环境窗口为无烈日直接照射、无冰雪覆盖和无暴雨覆盖的气象窗口。
具体地,所述光学测量窗口的确定方法包括如下至少一种步骤:
使用光电探测器测量环境光强度,当环境光强度低于预定的照度门限时,确定处于光学测量窗口内;以及
使用超声波探测器探测冰雪覆盖,当在预定的距离内无目标回拨出现时,确定处于光学测量窗口内。
本实施例给出的装置,其中,
锚段偏移识别模块220,执行使用接触网补偿器动作信息进行锚段偏移识别的操作,包括如下至少一种操作步骤:
使用第一时间区间内接触网补偿器动作信息确定其在该时间区间内的实际动作区间,使用第一时间区间之前的第二时间区间内的接触网补偿器动作信息、承力索长度随温度变化规律和接触线长度随温度变化规律中的至少一种确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间,将接触网补偿器的实际动作区间与先验动作区间相对比进行锚段偏移识别;
将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别;
将第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间与对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别;
所述接触网补偿器的实际动作区间包括实际测量得到的补偿轮悬挂体的倾角变化的角度范围、补偿轮悬挂体的倾角变化的方向、补偿轮转动角度的转动范围、补偿轮转动角度的转动方向、补偿绳沿长度方向的移动长度、补偿绳沿长度方向的移动方向、坠砣的位置变化范围和坠砣的位置变化方向中的至少一种。
本实施例给出的装置,其中,
锚段偏移识别模块220执行的所述将接触网补偿器的实际动作区间与先验动作区间相对比进行锚段偏移识别,具体包括如下至少一种操作步骤:
确定实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;
若所述匹配误差未超出预订的先验误差门限,则判为无锚段偏移出现;
若所述匹配误差超出预订的先验误差门限,则判为有锚段偏移出现;
若所述匹配误差超出预订的先验误差门限,并且实际动作区间为异常快速历经区间,则判为有接触线断线或承力索断线出现。
本实施例中,所述异常快速历经区间的判定方法包括:
判断实际动作区间从区间起始值到区间终止值所经历的时间是否与接触线或承力索的热胀冷缩导致所述实际动作区间出现所需要的时间相一致,若是,则判为未出现异常快速历经区间,若否,则判为出现异常快速历经区间;或
判断实际动作区间从区间起始值到区间终止值所经历的时间内是否出现导致接触线或承力索通过热胀冷缩达到所述实际动作区间所需要的温度变化,若是,则判为未出现异常快速历经区间,若否,则判为出现异常快速历经区间。
本实施例中,所述确定实际动作区间与先验动作区间的匹配误差,包括如下任一步骤:
将实际动作区间的中心点与先验动作区间的中心点间的误差作为实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;
将实际动作区间的起始点与先验动作区间的起始点间的误差作为实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;以及
将实际动作区间的起始点与先验动作区间的起始点间的误差作为实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;
所述匹配误差包括补偿轮角度误差、补偿轮悬挂体角度误差、补偿绳移动长度误差和坠砣移动距离误差中的任一项。
本实施例中,所述先验误差门限包括补偿轮角度先验误差门限、补偿轮悬挂体先验角度误差门限、补偿绳移动长度先验误差门限和坠砣移动距离先验误差门限中的任一项;
其中,
所述补偿轮角度先验误差门限为绝对值大于或等于5的实数表示的角度值,角度值单位为度;
所述补偿轮悬挂体角度先验误差门限为绝对值大于或等于2的实数表示的角度值,角度值单位为度;
所述补偿绳移动长度先验误差门限为绝对值大于或等于1的实数表示的长度值,长度单位为厘米;
坠砣移动距离先验误差门限为绝对值大于或等于1的实数表示的距离值,距离值的单位为厘米。
具体地,所述若匹配误差超出预订的先验误差门限,则判为有锚段偏移出现,具体实现方法为:
只要匹配误差超出预订的先验误差门限,无论实际动作区间是否为异常快速历经区间,都判为有锚段偏移出现。
本实施例给出的装置,其中,
锚段偏移识别模块220执行的所述将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别的操作,具体包括如下至少一种操作步骤:
对比锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间的动作方向与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间的动作方向是否一致,若是,则判为无锚段偏移出现,若否,则判为有锚段偏移出现;以及
将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与其先验动作区间的匹配误差的方向作为第一误差方向,将锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间与其先验动作区间的匹配误差的方向作为第二误差方向,进行如下至少一种判断:
若第一误差方向与第二误差方向相同,且第一误差值和第二误差值均大于先验误差门限,则判为支撑腕臂偏移出现;
若第一误差方向与第二误差方向相同,且第一误差值和第二误差值中至少一个小于先验误差门限,则判为无锚段偏移出现;以及
若第一误差方向与第二误差方向相反,则判为有锚段偏移出现。
本实施例中,所述接触网补偿器的实际动作区间的动作方向包括补偿轮悬挂体的倾角变化的方向、补偿轮转动角度的转动方向、补偿绳沿长度方向的移动方向、坠砣的位置变化方向中的至少一种。
本实施例中,动作方向一致包括:
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿轮的实际转动方向中一个为顺时针方向,一个为逆时针方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿轮悬挂体的实际倾角变化方向都为倾角增大方向,或都为倾角减小方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿绳实际移动方向都为背向中心锚結所在方向,或都为朝向中心锚結所在方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的坠砣实际移动方向都为向上方向,或都为向下方向。
本实施例中,动作方向不一致包括:
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿轮的实际转动方向都为顺时针方向,或都为逆时针方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿轮悬挂体的实际倾角变化方向中一个为倾角增大方向,另一个为倾角减小方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的补偿绳实际移动方向中一个为背向中心锚結所在方向,另一个为朝向中心锚結所在方向;或
锚段第一和第二端的接触网补偿器的坠砣实际移动方向中一个为向上方向,另一个为向下方向。
本实施例中,所述第一和第二误差方向分别包括正向误差方向和负向误差方向;
正向误差方向包括:沿正常补偿动作方向,接触网补偿器实际动作区间的中间点的尺度大于动作区间的中间点的尺度;或实际动作区间的终止点的尺度大于先验动作区间的终止点的尺度;
负向误差方向包括:沿正常补偿动作方向,中间点的尺度小于动作区间的中间点的尺度;或实际动作区间的终止点的尺度小于先验动作区间的终止点的尺度。
具体地,所述正常补偿动作方向包括接触网补偿器随温度升高或降低而进行正常补偿动作的方向。
具体地,所述正向误差方向包括:沿正常补偿动作方向,接触网补偿器实际动作区间的中间点的尺度大于动作区间的中间点的尺度;或实际动作区间的终止点的尺度大于先验动作区间的终止点的尺度,包括:
接触网补偿器的补偿轮的实际转动角度范围的中间值或终止值大于先验转动角度范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的补偿轮悬挂体的实际倾角变化范围的中间值或终止值大于先验倾角变化范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的补偿绳的实际移动范围的中间值或终止值大于先验移动范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的坠砣实际移动范围的中间值或终止值大于先验移动范围的中间值或终止值。
具体地,所述负向误差方向包括:沿正常补偿动作方向,接触网补偿器实际动作区间的中间点的尺度小于动作区间的中间点的尺度;或实际动作区间的终止点的尺度小于先验动作区间的终止点的尺度,包括:
接触网补偿器的补偿轮的实际转动角度范围的中间值或终止值小于先验转动角度范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的补偿轮悬挂体的实际倾角变化范围的中间值或终止值小于先验倾角变化范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的补偿绳的实际移动范围的中间值或终止值小于先验移动范围的中间值或终止值;或
接触网补偿器的坠砣实际移动范围的中间值或终止值小于先验移动范围的中间值或终止值。
本实施例中,所述第一误差方向与第二误差方向相同,包括第一误差方向和第二误差方向均为正向或负向误差方向。
本实施例中,所述第一误差方向与第二误差方向相反,包括第一误差方向为正向,第二误差方向为负向;或第一误差方向为负向,第二误差方向为正向。
本实施例给出的装置,其中,
锚段偏移识别模块220执行的所述将第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间与对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别的操作,具体包括如下至少一种操作步骤:
使用一个或一个以上的对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的均值确定锚段偏移判决门限;
若第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间大于锚段偏移判决门限,则判为第一锚段出现锚段偏移,否则,判为第一锚段未出现锚段偏移;
所述对应锚段与第一锚段在锚段跨度上相同或小于预订的跨度误差门限;
所述对应锚段与第一锚段在经历的温度变化区间上相同或小于预订的温度误差门限。
本实施例中,所述预订的跨度误差门限为绝对值取值范围在0至100范围内的值,预订的跨度误差门限的单位为米。
本实施例中,所述预订的温度误差门限为绝对值取值范围在0至3范围内的值,预订的温度误差门限的单位为华氏度。
本实施例中,所述使用一个或一个以上的对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的均值确定锚段偏移判决门限,包括:
使用对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的中间点或终止点的尺度的均值作为锚段偏移判决门限,使用第一接触网补偿器的实际动作区间中相应的尺度与锚段偏移判决门限进行比较;或
使用对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的中间点或终止点的尺度的均值的加权值作为锚段偏移判决门限,使用第一接触网补偿器的实际动作区间中相应的尺度与锚段偏移判决门限进行比较;或
使用对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的中间点或终止点的尺度的均值到导出的方差作为锚段偏移判决门限,使用第一接触网补偿器的实际动作区间中相应的尺度与锚段偏移判决门限进行比较;或
使用对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的中间点或终止点的尺度的均值导出的方差的加权值作为锚段偏移判决门限,使用第一接触网补偿器的实际动作区间中相应的尺度与锚段偏移判决门限进行比较。
所述接触网状态信息处理器位于接触网现场,包括安装在锚段现场、位于经过锚段现场的车载平台或位于锚段现场的便携式接触网状态信息处装置内中的任一种;
所述接触网状态信息处理器位于远端,包括位于与公网或专网相连接的计算机服务器或数字信号处理设备内。
本实施例给出的装置,其中,
锚段偏移识别模块220执行的所述使用第一时间区间之前的第二时间区间内的接触网补偿器动作信息确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间的操作,具体包括如下操作步骤:
使用第二时间区间内实际测量得到的接触网补偿器动作信息及其对应的现场环境温度信息构建温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表;
在温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表包含的温度区间内,确定一个与第一时间区间对应的第一温度变化区间相同的温度子区间,使用该温度子区间对应的接触网补偿器动作信息确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间。
具体地,所述第二时间区间与第一时间区间为相等时长或不等时长的区间,第二时间区间出现在第一时间区间的一天之前,一月之前,或一年之前,并且,第二时间区间与第一时间区间均包含相同的温度区间。
本实施例中,所述构建温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表,包括使用内插或滤波平滑方法处理接触网补偿器动作信息;
具体地,作为使用内插或滤波平滑方法处理接触网补偿器动作信息的一种具体实现方式,包括使用曲线拟合处理和最小二乘法处理中的任一项处理方法对一组温度点对应的接触网补偿器动作位置信息进行处理;
其中,所述一组温度点包含两个值N个温度点,N为大于2的自然数。
本实施例中,无线发送模块230,执行通过无线信道将补偿轮位置信息、补偿轮转动信息和接触网当前状态信息中的至少一种发送至接触网状态信息处理器的操作,包括如下至少一种操作步骤:
通过使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道将补偿轮位置信息和补偿轮转动信息中的至少一种发送至接触网状态信息处理器;
通过使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道将补偿轮位置信息和补偿轮转动信息中的至少一种发送至接触网状态信息处理器;以及
通过使用侧行链路(LTE Sidelink;LTE:Long Term Evolution)技术规范构建的无线信道将补偿轮位置信息和补偿轮转动信息中的至少一种发送至接触网状态信息处理器;
所述接触网状态信息处理器位于接触网现场或位于远端。
本发明实施例提供的方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术、无线电传输技术和互联网技术实现;本发明实施例提供的方法,可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现;本发明实施例提供的装置包含的模块或单元,可以采用电子元器件实现。
以上所述,只是本发明的较佳实施方案而已,并非用来限定本发明的保护范围。任何本发明所述领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的保护范围以所附权利要求的界定范围为准。
本发明给出测距方法及装置,克服了现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、没有利用接触网补偿器动作信息识别锚段偏移这些缺点中的至少一种。可全天候工作,功耗低,布设简单,可及时识别锚段偏移。
Claims (14)
1.一种锚段偏移识别方法,包括:
获取接触网补偿器动作信息;
使用接触网补偿器动作信息进行锚段偏移识别;
所述锚段偏移识别包括锚段内承力索异常偏移识别、承力索断线识别、接触线异常偏移识别、接触线断线识别、支撑腕臂异常偏移识别和中心锚結异常偏移识别中的至少一种。
2.如权利要求1所述的方法,其中,
所述获取接触网补偿器动作信息,包括:
采集接触网补偿器动作信息;或
通过有线或无线信道接收接触网补偿器动作信息采集单元所采集的接触网补偿器动作信息;
其中,
所述接触网补偿器动作信息包括补偿轮悬挂体的倾角信息、补偿轮本体的转动角度信息、补偿轮本体的转动方向信息、补偿绳沿长度方向的位移信息和坠砣位移信息中的至少一种。
3.如权利要求1所述的方法,其中,
所述使用接触网补偿器动作信息进行锚段偏移识别,包括如下至少一种步骤:
使用第一时间区间内接触网补偿器动作信息确定其在该时间区间内的实际动作区间,使用第一时间区间之前的第二时间区间内的接触网补偿器动作信息、承力索长度随温度变化规律和接触线长度随温度变化规律中的至少一种确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间,将接触网补偿器的实际动作区间与先验动作区间相对比进行锚段偏移识别;
将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别;
将第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间与对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别;
所述接触网补偿器的实际动作区间包括实际测量得到的补偿轮悬挂体的倾角变化的角度范围、补偿轮悬挂体的倾角变化的方向、补偿轮转动角度的转动范围、补偿轮转动角度的转动方向、补偿绳沿长度方向的移动长度、补偿绳沿长度方向的移动方向、坠砣的位置变化范围和坠砣的位置变化方向中的至少一种。
4.如权利要求3所述的方法,其中,
所述将接触网补偿器的实际动作区间与先验动作区间相对比进行锚段偏移识别,包括如下至少一种步骤:
确定实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;
若所述匹配误差未超出预订的先验误差门限,则判为无锚段偏移出现;
若所述匹配误差超出预订的先验误差门限,则判为有锚段偏移出现;
若所述匹配误差超出预订的先验误差门限,并且实际动作区间为异常快速历经区间,则判为有接触线断线或承力索断线出现。
5.如权利要求3所述方法,其中,
所述将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别,包括如下至少一种步骤:
对比锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间的动作方向与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间的动作方向是否一致,若是,则判为无锚段偏移出现,若否,则判为有锚段偏移出现;以及
将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与其先验动作区间的匹配误差的方向作为第一误差方向,将锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间与其先验动作区间的匹配误差的方向作为第二误差方向,进行如下至少一种判断:
若第一误差方向与第二误差方向相同,且第一误差值和第二误差值均大于先验误差门限,则判为支撑腕臂偏移出现;
若第一误差方向与第二误差方向相同,且第一误差值和第二误差值中至少一个小于先验误差门限,则判为无锚段偏移出现;以及
若第一误差方向与第二误差方向相反,则判为有锚段偏移出现。
6.如权利要求3所述方法,其中,
所述将第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间与对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别,包括如下至少一种步骤:
使用一个或一个以上的对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的均值确定锚段偏移判决门限;
若第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间大于锚段偏移判决门限,则判为第一锚段出现锚段偏移,否则,判为第一锚段未出现锚段偏移;
所述对应锚段与第一锚段在锚段跨度上相同或小于预订的跨度误差门限;
所述对应锚段与第一锚段在经历的温度变化区间上相同或小于预订的温度误差门限。
7.如权利要求3所述的方法,其中,
所述使用第一时间区间之前的第二时间区间内的接触网补偿器动作信息确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间,包括:
使用第二时间区间内实际测量得到的接触网补偿器动作信息及其对应的现场环境温度信息构建温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表;
在温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表包含的温度区间内,确定一个与第一时间区间对应的第一温度变化区间相同的温度子区间,使用该温度子区间对应的接触网补偿器动作信息确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间。
8.一种锚段偏移识别装置,包括:
补偿器动作信息获取模块,锚段偏移识别模块;其中,
补偿器动作信息获取模块,用于获取补偿器动作信息,包括补偿器动作信息采集子模块或补偿器动作信息接收子模块;
锚段偏移识别模块,用于使用补偿器动作信息进行锚段偏移识别,包括数据处理子模块;
补偿器动作信息获取模块与锚段偏移识别模块之间具有如下构成方式:
补偿器动作信息获取模块包含的补偿器动作信息采集子模块通过有线或无线接口将其采集到的数据发送给锚段偏移识别模块,锚段偏移识别模块将其识别结果通过无线发送模块发送至网络侧;这种结构形式用于在接触网补偿器现场进行锚段偏移识别;或
补偿器动作信息获取模块包含的补偿器动作信息采集子模块通过无线发送模块将其采集到的数据发送给网络侧的锚段偏移识别模块;这种结构形式用于锚段偏移识别模块在网络侧进行锚段偏移识别;或
补偿器动作信息获取模块包含的补偿器动作信息接收子模块212直接从无线发送模块接收补偿器动作信息并将其送往锚段现场的锚段偏移识别模块,锚段偏移识别模块使用所述信息进行锚段偏移识别;这种结构形式用于在锚段现场进行锚段偏移识别;
所述锚段偏移识别包括锚段内承力索异常偏移识别、承力索断线识别、接触线异常偏移识别、接触线断线识别、支撑腕臂异常偏移识别和中心锚結异常偏移识别中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的装置,其中,
补偿器动作信息获取模块,执行获取接触网补偿器动作信息的操作,具体包括如下操作步骤:
采集接触网补偿器动作信息,由补偿器动作信息获取模块包含的补偿器动作信息采集子模块执行;或
通过有线或无线信道接收接触网补偿器动作信息采集单元所采集的接触网补偿器动作信息,由补偿器动作信息获取模块包含的补偿器动作信息接收子模块执行;
其中,
所述接触网补偿器动作信息包括补偿轮悬挂体的倾角信息、补偿轮本体的转动角度信息、补偿轮本体的转动方向信息、补偿绳沿长度方向的位移信息和坠砣位移信息中的至少一种。
10.根据权利要求8所述装置,其中,
锚段偏移识别模块,执行使用接触网补偿器动作信息进行锚段偏移识别的操作,包括如下至少一种操作步骤:
使用第一时间区间内接触网补偿器动作信息确定其在该时间区间内的实际动作区间,使用第一时间区间之前的第二时间区间内的接触网补偿器动作信息、承力索长度随温度变化规律和接触线长度随温度变化规律中的至少一种确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间,将接触网补偿器的实际动作区间与先验动作区间相对比进行锚段偏移识别;
将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别;
将第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间与对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别;
所述接触网补偿器的实际动作区间包括实际测量得到的补偿轮悬挂体的倾角变化的角度范围、补偿轮悬挂体的倾角变化的方向、补偿轮转动角度的转动范围、补偿轮转动角度的转动方向、补偿绳沿长度方向的移动长度、补偿绳沿长度方向的移动方向、坠砣的位置变化范围和坠砣的位置变化方向中的至少一种。
11.根据权利要求10所述装置,其中,
锚段偏移识别模块执行的所述将接触网补偿器的实际动作区间与先验动作区间相对比进行锚段偏移识别,具体包括如下至少一种操作步骤:
确定实际动作区间与先验动作区间的匹配误差;
若所述匹配误差未超出预订的先验误差门限,则判为无锚段偏移出现;
若所述匹配误差超出预订的先验误差门限,则判为有锚段偏移出现;
若所述匹配误差超出预订的先验误差门限,并且实际动作区间为异常快速历经区间,则判为有接触线断线或承力索断线出现。
12.根据权利要求10所述装置,其中,
锚段偏移识别模块执行的所述将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别的操作,具体包括如下至少一种操作步骤:
对比锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间的动作方向与该锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间的动作方向是否一致,若是,则判为无锚段偏移出现,若否,则判为有锚段偏移出现;以及
将锚段第一端的接触网补偿器的实际动作区间与其先验动作区间的匹配误差的方向作为第一误差方向,将锚段第二端的接触网补偿器的实际动作区间与其先验动作区间的匹配误差的方向作为第二误差方向,进行如下至少一种判断:
若第一误差方向与第二误差方向相同,且第一误差值和第二误差值均大于先验误差门限,则判为支撑腕臂偏移出现;
若第一误差方向与第二误差方向相同,且第一误差值和第二误差值中至少一个小于先验误差门限,则判为无锚段偏移出现;以及
若第一误差方向与第二误差方向相反,则判为有锚段偏移出现。
13.根据权利要求10所述装置,其中,
锚段偏移识别模块执行的所述将第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间与对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间相对比进行锚段偏移识别的操作,具体包括如下至少一种操作步骤:
使用一个或一个以上的对应锚段的接触网补偿器的实际动作区间的均值确定锚段偏移判决门限;
若第一锚段的接触网补偿器的实际动作区间大于锚段偏移判决门限,则判为第一锚段出现锚段偏移,否则,判为第一锚段未出现锚段偏移;
所述对应锚段与第一锚段在锚段跨度上相同或小于预订的跨度误差门限;
所述对应锚段与第一锚段在经历的温度变化区间上相同或小于预订的温度误差门限。
14.根据权利要求10所述装置,其中,
锚段偏移识别模块执行的所述使用第一时间区间之前的第二时间区间内的接触网补偿器动作信息确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间的操作,具体包括如下操作步骤:
使用第二时间区间内实际测量得到的接触网补偿器动作信息及其对应的现场环境温度信息构建温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表;
在温度-动作位置关系曲线或温度-动作位置关系表包含的温度区间内,确定一个与第一时间区间对应的第一温度变化区间相同的温度子区间,使用该温度子区间对应的接触网补偿器动作信息确定第一时间区间内接触网补偿器的先验动作区间。
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