一种高频外电网质量监测方法、系统及装置与流程

1.本发明属于外电网质量监测技术领域，特别涉及一种高频外电网质量监测方法、系统及装置。


背景技术：

2.随着我国经济持续快速发展，铁路建设也高速发展，大量的信号设备用在铁路中，这些信号设备需要进行实时监控，铁路信号集中监测系统应运而生。铁路信号集中监测系统在保证行车安全、监测信号设备状态、发现信号设备隐患、分析信号设备故障原因起着关键性的作用。
3.目前铁路集中信号监测系统在每个站点必须安装一套或几套外电网供电设备，外电网设备采集分为i路、ii路，每路分为a、b、c三相，每相实采波形分为电压和电流两类，但现有外电网质量监测设备采样频率较低，无法监测到大于2ms的异常波动和瞬断数据，无法为电务段分析外电网设备故障及安全隐患时提供实时准确的数据。
4.为了解决上述问题，需要设计一种高频外电网质量监测方法、系统及装置。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供一种高频外电网质量监测方法，所述监测方法包括：采集外电网输入的电流和电压数据；将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机；车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储；根据处理结果判断是否进行报警。
6.优选地，所述车站监测站机对电流和电压数据进行处理包括：将电流和电压数据整理绘制成高频曲线图像。
7.优选地，在车站监测站机对电流和电压数据进行处理之后还包括：对所述高频曲线图像进行界面展示。
8.优选地，所述根据处理结果判断是否进行报警包括：当输入电压与额定电压的差值大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行电气特性超限报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行断电及断相报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间断电/断相报警；当输入电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间电气特性超限报警；当输入电压的绝对值大于第四电压阈值时，持续时间大于第三时间阈值时，进行瞬间波形突变报警。
9.本发明还提出一种高频外电网质量监测系统，所述监测系统包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和报警模块；其中，所述数据采集模块用于采集外电网输入的电流和电压数据；所述数据传输模块用于将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机；所述数据处理模块用于车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储；所述报警模块用于根据处理结果判断是否进行报警。
10.优选地，所述数据处理模块用于车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储，包括：数据处理模块用于将电流和电压数据整理绘制成高频曲线图像。
11.优选地，所述数据处理模块用于车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储，还包括：数据处理模块用于对所述高频曲线图像进行界面展示。
12.优选地，所述报警模块用于根据处理结果判断是否进行报警，包括：当输入电压与额定电压的差值大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行电气特性超限报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行断电及断相报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间断电/断相报警；当输入电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间电气特性超限报警；当输入电压的绝对值大于第四电压阈值时，持续时间大于第三时间阈值时，进行瞬间波形突变报警。
13.本发明还提出一种高频外电网质量监测装置，所述监测装置包括外电网采集机、通讯模块和车站监测站机；所述外电网采集机经导线与通讯模块相连接，所述通讯模块经导线与车站监测站机相连接；其中，所述外电网采集机用于采集外电网输入的电流和电压数据；所述通讯模块用于将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机；所述车站监测站机用于对电流和电压数据进行处理和存储并根据处理结果判断是否进行报警。
14.本发明还提出一种高频外电网质量监测电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述方法的步骤。
15.本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
16.本发明具有以下有益效果：本发明在硬件层面上采用高频采样的外电网采集机，在通信层面上采用高宽带的
通信通道，在软件层面上实时分析下位机上传的数据并进行存储和显示。通过数据分析及处理，在软件界面能够查看详细的曲线形态及每个采样点的数值，每秒钟采样800次，曲线精度达到1.25ms，同时将波形曲线数据以文件形式存储在磁盘中，以备电务段随时查看，帮助分析故障情况。
17.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
19.图1示出本发明实施例中一种高频外电网质量监测方法图；图2示出本发明实施例中软件报警示意图；图3示出本发明实施例中一种高频外电网质量监测系统图；图4示出本发明实施例中一种高频外电网质量监测装置图；图5示出本发明实施例中电子设备图。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
21.如图1所示，本发明提出一种高频外电网质量监测方法，包括以下步骤：（1）采集外电网输入的电流和电压数据本实施例中，采集频率为800hz,每个周期采样16个点，采集精度为1.25ms。
22.（2）将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机（3）车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储所述车站监测站机对电流和电压数据进行处理包括：将电流和电压数据整理绘制成高频曲线图像。
23.在车站监测站机对电流和电压数据进行处理之后还包括：对所述高频曲线图像进行界面展示。
24.（4）根据处理结果判断是否进行报警如图2所示，当输入电压与额定电压的差值大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行电气特性超限报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行断电及断相报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之
间时，进行瞬间断电/断相报警；当输入电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间电气特性超限报警；当输入电压的绝对值大于第四电压阈值时，持续时间大于第三时间阈值时，进行瞬间波形突变报警。
25.本实施例中，第一电压阈值为额定电压值的15%，第二电压阈值为额定电压值的20%，第三电压阈值为额定电压值的65%，第四电压阈值为额定电压值的30%，第一时间阈值为140ms，第二时间阈值为1000ms,第三时间阈值为2ms，上述电压阈值和时间阈值并不是固定不变的，可以根据实际情况进行调整，额定电压值由设备出厂设置，并不是一个固定值。
26.如图3所示，本发明还提出一种高频外电网质量监测系统，所述监测系统包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和报警模块；其中，所述数据采集模块用于采集外电网输入的电流和电压数据，本实施例中，所述数据采集模块的采集频率为800hz,每个周期采样16个点，采集精度为1.25ms；所述数据传输模块用于将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机；所述数据处理模块用于车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储，包括：数据处理模块用于将电流和电压数据整理绘制成高频曲线图像，数据处理模块用于对所述高频曲线图像进行界面展示；具体的，数据处理模块将采集的电流和电压数据进行解析，识别出i/ii路、a/b/c相电压/电流类型，生成对应的曲线id，并将曲线点数据按协议约定的倍率进行换算，计算出曲线点的实际值，形成高频曲线数据。然后将高频曲线数据进行磁盘文件存储，并将高频曲线数据进行精确到毫秒级别的界面展示，曲线以横坐标为时间轴，纵坐标为电压/电流的实际值，当电压、电流参数出现超过限定的偏差时的报警功能。
27.所述报警模块用于根据处理结果判断是否进行报警，包括：当输入电压与额定电压的差值大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行电气特性超限报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行断电及断相报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间断电/断相报警；当输入电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间电气特性超限报警；当输入电压的绝对值大于第四电压阈值时，持续时间大于第三时间阈值时，进行瞬间波形突变报警。
28.如图4所示，本发明还提出一种高频外电网质量监测装置，所述监测装置包括外电网采集机、通讯模块和车站监测站机；所述外电网采集机经导线与通讯模块相连接，所述通讯模块经导线与车站监测站机相连接；其中，所述外电网采集机用于采集外电网输入的电流和电压数据；所述通讯模块用于将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机；所述车站监测站机用于对电流和电压数据进行处理和存储并根据处理结果判断
是否进行报警。
29.所述监测装置还包括车站普通采集机，车站普通采集机通过导线与车站站机相连接，用于采集非高频数据，具体的，车站普通采集机包括联锁、列控、轨道电路、zpw等设备。
30.如图5所示，本发明还提出一种高频外电网质量监测电子设备，包括处理器101、通信接口102、存储器103和通信总线104，其中，处理器101，通信接口102，存储器103通过通信总线104完成相互间的通信，存储器103，用于存放计算机程序；在本发明一个实施例中，处理器101，用于执行存储器103上所存放的程序时，实现前述任意一个方法实施例提供的高频外电网质量监测方法的步骤。
31.本发明实施例提供的电子设备，其实现原理和技术效果与上述实施例类似，此处不再赘述。
32.上述存储器103可以是诸如闪存、eeprom（电可擦除可编程只读存储器）、eprom、硬盘或者rom之类的电子存储器。存储器103具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。例如，用于程序代码的存储空间可以包括分别用于实现上面的方法中的各个步骤的各个程序代码。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，光盘（cd）、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为便携式或者固定存储单元。该存储单元可以具有与上述电子设备中的存储器103类似布置的存储段或者存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储单元包括用于执行根据本发明的实施例的方法步骤的程序，即可以由例如诸如101之类的处理器读取的代码，这些代码当由电子设备运行时，导致该电子设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。
33.本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质。上述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的高频外电网质量监测方法的步骤。
34.该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本发明实施例的方法。
35.根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、便携式紧凑磁盘只读存储器（cd-rom）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
36.本领域的普通技术人员应当理解：尽管参考前述实施例对本发明进行的详细说明，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种高频外电网质量监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：采集外电网输入的电流和电压数据；将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机；车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储；根据处理结果判断是否进行报警。2.根据权利要求1所述的一种高频外电网质量监测方法，其特征在于，所述车站监测站机对电流和电压数据进行处理包括：将电流和电压数据整理绘制成高频曲线图像。3.根据权利要求2所述的一种高频外电网质量监测方法，其特征在于，在车站监测站机对电流和电压数据进行处理之后还包括：对所述高频曲线图像进行界面展示。4.根据权利要求1所述的一种高频外电网质量监测方法，其特征在于，所述根据处理结果判断是否进行报警包括：当输入电压与额定电压的差值大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行电气特性超限报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行断电及断相报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间断电/断相报警；当输入电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间电气特性超限报警；当输入电压的绝对值大于第四电压阈值时，持续时间大于第三时间阈值时，进行瞬间波形突变报警。5.一种高频外电网质量监测系统，其特征在于，所述监测系统包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和报警模块；其中，所述数据采集模块用于采集外电网输入的电流和电压数据；所述数据传输模块用于将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机；所述数据处理模块用于车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储；所述报警模块用于根据处理结果判断是否进行报警。6.根据权利要求5所述的一种高频外电网质量监测系统，其特征在于，所述数据处理模块用于车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储，包括：数据处理模块用于将电流和电压数据整理绘制成高频曲线图像。7.根据权利要求5所述的一种高频外电网质量监测系统，其特征在于，所述数据处理模块用于车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储，还包括：数据处理模块用于对所述高频曲线图像进行界面展示。8.根据权利要求5所述的一种高频外电网质量监测系统，其特征在于，所述报警模块用于根据处理结果判断是否进行报警，包括：当输入电压与额定电压的差值大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行电气特性超限报警；
当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间大于第二时间阈值时，进行断电及断相报警；当输入电压小于第三电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间断电/断相报警；当输入电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，且持续时间在第一时间阈值和第二时间阈值之间时，进行瞬间电气特性超限报警；当输入电压的绝对值大于第四电压阈值时，持续时间大于第三时间阈值时，进行瞬间波形突变报警。9.一种高频外电网质量监测装置，其特征在于，所述监测装置包括外电网采集机、通讯模块和车站监测站机；所述外电网采集机经导线与通讯模块相连接，所述通讯模块经导线与车站监测站机相连接；其中，所述外电网采集机用于采集外电网输入的电流和电压数据；所述通讯模块用于将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机；所述车站监测站机用于对电流和电压数据进行处理和存储并根据处理结果判断是否进行报警。10.一种高频外电网质量监测电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-4任一项所述方法的步骤。11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明属于外电网质量监测技术领域，特别涉及一种高频外电网质量监测方法、系统及装置。所述监测方法包括：采集外电网输入的电流和电压数据；将采集的电流和电压数据输送至车站监测站机；车站监测站机对电流和电压数据进行处理和存储；根据处理结果判断是否进行报警。本发明在硬件层面上采用高频采样的外电网采集机，在通信层面上采用高宽带的通信通道，在软件层面上实时分析下位机上传的数据并进行存储和显示。通过数据分析及处理，在软件界面能够查看详细的曲线形态及每个采样点的数值，每秒钟采样800次，曲线精度达到1.25ms，同时将波形曲线数据以文件形式存储在磁盘中，以备电务段随时查看，帮助分析故障情况。帮助分析故障情况。帮助分析故障情况。


技术研发人员：杨晓东 林钲围 何丹
受保护的技术使用者：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/25