[發明專利]一種基于外部氣象環境影響的接觸網故障預測方法

有效

• 申請號: 201710585215.8
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107463950B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 林圣;王貞;高仕斌;馮玎;何正友
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;中國鐵路總公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 王沙沙

本發明公開了一種基于外部氣象環境影響的接觸網故障預測方法，包括以下步驟：獲取氣象數據根據其屬性進行分類形成集合，分別對上述集合中的數據進行離散化處理為適合特征描述的數學形式，構建樣本集；采用AdaBoost算法對樣本集訓練構造不同權重下的弱分類器，弱分類器組合形成強分類器；獲取未來氣象信息，作為強分類器的特征輸入，完成接觸網故障的預測；本發明充分考慮外部氣象對接觸網運行的影響，對接觸網的運行狀態進行預測預警，為鐵路運營人員維護搶修提供決策支撐，減少意外事故的發生，提高鐵路運行可靠性。

技術領域

本發明涉及接觸網系統故障預測領域，具體涉及一種基于外部氣象環境影響的接觸網故障預測方法。

背景技術

隨著社會科技發展，高鐵的總里程數迅猛增加，與此同時，高鐵的安全可靠運行也得到了越來越多的關注；其中高速鐵路牽引供電系統的可靠運行與高鐵的安全穩定運營密切相關，高速鐵路牽引供電系統要求具有極高的運行可靠性，無備用接觸網系統是牽引供電系統的關鍵組成部分，其是否安全可靠的運行服役直接關系到機車的安全、穩定運營；因此，如何更加準確的預測接觸網系統的故障并及時預警，成為提高整個高鐵運營可靠性的關鍵。

目前還沒有提出基于外部氣象影響因素的接觸網故障預測方法，但接觸網系統安全暴露于室外，工作狀態受到雷雨、大風、雪、霧霾等外部氣象環境的影響尤為明顯；同時，接觸網全線經緯度跨度大，且跨越不同的地理區域；因此其故障發生具有很強的地理氣象相關性。

發明內容

本發明提供一種基于外部氣象環境影響的接觸網故障預測方法。

本發明采用的技術方案是：一種基于外部氣象環境影響的接觸網故障預測方法，包括以下步驟：

獲取氣象數據根據其屬性進行分類形成集合，分別對上述集合中的數據進行離散化處理為適合特征描述的數學形式，構建樣本集G；

G＝{X，Y}，其中X為氣象特征影響因素，Y為影響因素對應的結果；

采用AdaBoost算法對樣本集訓練構造不同權重下的弱分類器，弱分類器組合形成強分類器；

獲取未來氣象信息，作為強分類器的特征輸入，完成接觸網故障的預測。

進一步的，所述氣象數據包括降水信息、溫度信息和風力信息。

進一步的，所述降水信息離散化處理方法如下：

根據降水量的大小將降水登記分為7個等級，暴雨：6，大雨：5，中雨：4，雷雨：3，陣雨：2，小雨：1，無：0；

所述溫度信息離散化處理方法如下：

利用等寬度劃分方法將溫度變量進行離散化，如下所示：

式中：P_i為溫度等級為i時的取值范圍；i＝1，2，……，l；i為分類等級，T_max為統計時間段內最高溫度，T_min為統計時間段內最低溫度；

所述風力信息離散化處理方法按照中國氣象局定義標準劃分為0-12級。

進一步的，所述構建樣本集G的方法如下：

G＝{X,Y}＝{(x₁,y₁),(x₂,y₁),…,(x_i,y_i),…,(x_m,y_m)}

式中：x_i為影響故障發生的特征向量，y_i為特征對應的影響結果；