一种交直流切换动作时间参数选取方法及系统

技术领域

本申请涉及轨道交通领域，尤其涉及一种交直流切换动作时间参数选取方法及系统。

背景技术

随着城市经济的发展，城市内交通逐步地铁化，城市间交通逐步城际化。然而，随着地铁化和城际化的落地，由于轨道交通项目的独立性和复杂性所带来的问题也日益凸显。具体地，对于各地区的地铁项目与各城市间的城际项目，由于立项时间不同、技术基础不一等因素常常无法直接实现连通。

这其中，最重要的问题就是供电问题，地铁车组通常采用1500V直流供电，城际线路则通常采用25KV/50HZ交流供电。因此，列车组在实际运行过程中需要进行交直流供电切换操作。而事实上交直流供电切换操作并不是一个简单动作，而是包括对受电弓、交直流转换开关、主断路器等连续进行操作的多个动作，只有多个动作均成功完成才能认为是交直流切换动作成功完成。一旦交直流切换动作未成功完成，车组控制系统需在最短时间内产生响应动作。

发明内容

有鉴于此，车组控制系统如何在不产生误判的基础上实现最短时间产生响应动作成为了难题。本申请的目的在于提供了一种交直流切换动作时间参数选取方法及系统，充分利用列车运行数据和机器学习算法，真正实现交直流切换动作的精准监控和快速响应。

本申请提供了一种交直流切换动作时间参数选取方法，包括如下步骤：采集列车的交直流切换动作时间数据；对所述交直流切换动作的时间数据进行特征提取与优化；对支持向量机模型进行训练；构建概率支持向量机模型；输出动作时间参数的最优值。

在一些实施例中，所述交直流切换动作时间数据可以是交直流受电弓升弓动作时间数据、交直流受电弓降弓动作时间数据、交直流转换开关动作时间数据、主断路器闭合动作时间数据或主断路器断开动作时间数据中任意的至少一个。

在一些实施例中，该方法进一步包括：采集列车的交直流切换动作器件数据；对所述交直流切换动作器件数据进行特征提取与优化，并将其与所述交直流切换动作时间数据关联。

在一些实施例中，所述对支持向量机模型进行训练包括：采用所述交直流切换动作时间数据和所述交直流切换动作器件数据的优化特征作为训练数据并构建概率支持向量机模型。

在一些实施例中，该方法进一步包括：基于所述动作时间参数的最优值设定判定交直流切换动作未成功的报警阈值。

在一些实施例中，该方法进一步包括：设定扩展值，所述报警阈值为所述动作时间参数的最优值加上所述扩展值。

在一些实施例中，该方法进一步包括：设定更新条件，当达到更新条件时，重新采集列车的最新交直流切换动作时间数据；对所述最新交直流切换动作的时间数据进行特征提取与优化；对支持向量机模型进行训练；构建概率支持向量机模型；输出动作时间参数的最新最优值。

在一些实施例中，所述更新条件可以是列车启动运行时、列车停止运行时、列车行驶于特殊地理环境时、列车行驶达到特定公里数时中任意的至少一个。

在一些实施例中，所述输出动作时间参数的最优值可以是交直流受电弓升弓动作时间参数最优值、交直流受电弓降弓动作时间参数最优值、交直流转换开关动作时间参数最优值、主断路器闭合动作时间参数最优值或主断路器断开动作时间参数最优值中任意的至少一个。

同时，本申请还提供了一种交直流切换动作时间参数选取系统，所述系统包括：

数据采集模块，被配置为用于采集列车的交直流切换动作时间数据和/或交直流切换动作器件数据；

数据处理模块，被配置为用于对所述交直流切换动作的时间数据进行标准化处理并提取特征值，和/或对所述交直流切换动作器件数据进行特征提取与优化，并将其与所述交直流切换动作时间数据关联；

模型训练模块，被配置为用于将所述交直流切换动作的时间数据和/或所述交直流切换动作器件数据的优化特征作为训练数据并构建概率支持向量机模型；

结果输出模块，被配置为用于计算动作时间参数的最优值。

本申请所能达到的有益效果:

1.相比于现有技术中随机选择参数或仅凭技术经验选取参数时，为了保证交直流供电切换成功而过度冗余化动作时间参数，本申请巧妙地基于实际运行中的数据利用概率支持向量机模型来选取动作时间参数最优值，使得交直流供电切换操作的监控更高效、更准确；

2.本申请提出的动作时间参数选取方法，其数据基础不仅包括列车的交直流切换动作时间数据，还包括了列车的交直流切换动作器件数据，使得最终输出的动作时间参数的最优值更可靠；

3.本申请提出的动作时间参数选取方法，其数据基础和分析模型不仅基于列车运行的数据，还基于更新条件实时更新，使得最终输出的动作时间参数的更优化。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请一种交直流切换动作时间参数选取方法的流程图；

图2示出了本申请一种交直流切换动作时间参数选取系统的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，本发明申请提供了一种交直流切换动作时间参数选取方法，包括如下步骤：S1.采集数据；S2.数据处理；S3.训练并构建支持向量机模型；S4.输出最优值。

S1.采集数据包括采集列车的交直流切换动作时间数据和列车的交直流切换动作器件数据。

列车的交直流切换动作时间数据可以是：交直流受电弓升弓动作时间数据、交直流受电弓降弓动作时间数据、交直流转换开关动作时间数据、主断路器闭合动作时间数据或主断路器断开动作时间数据中任意的至少一个。

时间数据可以包括每个动作完成所需的时长，也可以包括动作的开始时刻与结束时刻。

器件数据为列车上实现交直流切换动作的器件信息。

列车上实现交直流切换动作的器件可以是受电弓、交直流转换开关或主断路器中任意的至少一个。

器件的信息可以是上述器件的型号信息、品牌信息、启用日期、使用时长、额定寿命、检修记录或检修日期中任意的至少一个。

S2.数据处理包括对交直流切换动作的时间数据进行特征提取与优化，对交直流切换动作器件数据进行特征提取与优化，并将器件数据与时间数据关联。

由于动作完成的时长是与器件的型号、使用寿命等信息相关的，因此，器件数据需与时间数据关联。

由于支持向量机算法是对至少两组的数据实现线性可分，而前述步骤中采集到的时间数据和器件数据基本为成功完成交直流切换动作的数据，因此需要对采集到的时间数据和器件数据进行补充完善。

具体地，以交直流受电弓升弓动作时间数据为例，将采集到的时间数据的值直接归类为成功组并将未出现在采集到的时间数据中的值归类为失败组。

S3.训练并构建支持向量机模型包括基于处理后的数据对支持向量机模型进行训练并构建支持向量机模型。

S4.输出最优值包括输出动作时间参数的最优值。具体地，根据当前列车的器件数据输出动作时间参数的最优值。

在一些其他实施例中，输出动作时间参数的最优值可以是交直流受电弓升弓动作时间参数最优值、交直流受电弓降弓动作时间参数最优值、交直流转换开关动作时间参数最优值、主断路器闭合动作时间参数最优值或主断路器断开动作时间参数最优值中任意的至少一个

具体地，如果时间数据采用的是交直流受电弓升弓动作时间数据，支持向量机模型训练的基础是数据处理后的交直流受电弓升弓动作时间数据和受电弓的器件数据，则基于当前车组的受电弓器件数据可以输出最优值。

最优值可以作为当前车组控制系统对交直流受电弓升弓动作是否成功进行判定的因素。比如，设定报警阈值，报警阈值取值为最优值，当超过报警阈值且未收到升弓动作完成信号时，车组控制系统则可以判定交直流受电弓升弓动作未成功。

在一些其他实施例中，可以设定扩展值，报警阈值可以是由最优值和扩展值构成。

在一些其他实施例中，可以设定更新条件，当达到更新条件时，重新采集列车的最新交直流切换动作时间数据；对最新交直流切换动作的时间数据进行特征提取与优化；对支持向量机模型进行训练；构建概率支持向量机模型；输出动作时间参数的最新最优值。

更新条件可以是列车启动运行时、列车停止运行时、列车行驶于特殊地理环境时、列车行驶达到特定公里数时中任意的至少一个。

根据不同的需求，该方法中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。

请参阅图2，本发明还提供了一种交直流切换动作时间参数选取系统1，上述交直流切换动作时间参数选取方法可应用于所述系统中，所系统包括：

数据采集模块2，被配置为用于采集列车的交直流切换动作时间数据和/或交直流切换动作器件数据；

数据处理模块3，被配置为用于对所述交直流切换动作的时间数据进行标准化处理并提取特征值，和/或对所述交直流切换动作器件数据进行特征提取与优化，并将其与所述交直流切换动作时间数据关联；

模型训练模块4，被配置为用于将所述交直流切换动作的时间数据和/或所述交直流切换动作器件数据的优化特征作为训练数据并构建概率支持向量机模型；

结果输出模块5，被配置为用于计算动作时间参数的最优值。

本发明的交直流切换动作时间参数选取方法和交直流切换动作时间参数选取系统均可实际应用在多个电子设备中。所述电子设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。

所述电子设备还可以是任何一种可与用户进行人机交互的电子产品，例如，个人计算机、平板电脑、智能手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、游戏机、交互式网络电视(Internet Protocol Television，IPTV)、智能式穿戴式设备等。所述智能穿戴式设备可以是穿戴式手表、穿戴式眼睛等等其他穿戴式设备。

所述电子设备还可以包括网络设备和/或用户设备。其中，所述网络设备包括，但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(CloudComputing)的由大量主机或网络服务器构成的云。

所述电子设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、虚拟专用网络(Virtual Private Network，VPN)等。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。