一种接触网故障定位智能监控系统及方法与流程

本发明属于电气化铁路技术领域，尤其是涉及一种接触网故障定位智能监控系统及方法。

背景技术：

按照2008年调整的中长期铁路网规划，到2020年，全国铁路营业里程将达到12万公里以上，2013年发布的《高速列车科技发展“十二五”专项规划》，再一次调整了并加快了铁路发展的步伐，到2020年，我国将建成160000公里的高速铁路，比原计划整整多了4万公里。最近几年到2016年，铁路新线建设主要以客运专线建设为主，中国已投入运营的高速铁路营业里程已经超过世界其他所有国家高速铁路里程的总和，从我国铁路发展现状及未来趋势、国家对铁路建设的整体规划等方面看，中国的铁路建设特别是电气化铁路建设仍然具有很大的发展空间。从铁路建设2002年至2016年的投资趋势，可以看出铁路建设从2008年开始投资加快到2010年进入一个高峰，经历了“甬温事件”的阵痛后，从2012年铁路建设投资又开始稳步增长，2014年计划投资6300亿实际投资已经超过8000亿元。可以预见，中国的铁路建设将在长期内保持科学稳定的发展态势。

在电气化铁路中采用单相供电方式，设置有变电所、分区所等供电设施，机车通过接触网取电，由于采用滑动取流，接触网故障非常频繁，由于接触网为牵引供电唯一无后备设施，所以当接触网故障后，机车将无法运行，就会造成行车中断，严重影响运输安全。接触网故障精确定位技术是解决此问题的关键，目前主要采用接触网故障测距装置实现接触网故障测距。

但是由于接触网存在分支结构，尤其在变电所两侧供电线路均较长的线路和大型枢纽站场，分支线路众多，故障点不再唯一，故障位置存在多种地点可能，排查问题变得非常困难，很难基于一个距离数据就能快速发现故障点，无法做到及时处理事故，从而也严重影响了铁路运输。尤其针对由于分支影响存在多种可能地点的场合，为保证抢修时间，需分别出动多组抢修队伍，造成劳动力效率降低和人员浪费。

接触网故障定位智能监控系统技术难点在于：及时收集接触网上保护故障动作信息，自动分析和处理这些故障信息，能够精确定位接触网故障点发生的距离。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种接触网故障定位智能监控系统及方法，以解决上述问题的不足之处，精确定位接触网中的故障点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种接触网故障定位智能监控系统，包括智能接触网监控分析主机、通信管理机、智能通信网关、保护测控装置、移动通讯调制解调器、故障采集仪、故障指示器，所述智能接触网监控分析主机通过以太网交换机分别双向连接通信管理机和智能通信网关，多台所述保护测控装置均连接至通信管理机输入端，所述智能通信网关和移动通讯调制解调器双向连接，所述移动通讯调制解调器的输入端连接多台故障采集仪，每台所述故障采集仪均连接多台故障指示器。

进一步的，所述移动通讯调制解调器输出端连接有移动通讯终端设备。

进一步的，所述故障指示器无线连接故障采集仪。

进一步的，所述故障指示器内安装有不可充电的锂电池。

进一步的，所述故障采集仪通过移动天线连接移动通讯调制解调器。

进一步的，所述故障采集仪内安装有可充电锂电池。

本发明还提出一种接触网故障定位智能监控方法，包括以下步骤：

a.通过保护测控装置采集接触网线路的电流，如果发生故障，则生成故障报告，并通过通信管理机发送至智能接触网监控分析主机；

b.智能接触网监控分析主机判断t1时间内发生的多次故障是否为同一个故障，如果是同一个故障，则返回步骤a；如果不是同一故障，则进行步骤c；

c.智能接触网监控分析主机储存故障报告中的故障距离和故障名称；

d.当故障指示器采集的电流超过设定的阈值时，产生故障告警信号，通过故障采集仪、移动通讯调制解调器和智能通信网关传送至智能接触网监控分析主机；

e.智能接触网监控分析主机判断故障指示器告警信号是否属于此次故障，如果不是，则返回步骤d；如果是，则进入步骤f；

f.智能接触网监控分析主机储存故障指示器的位置信息；

g.智能接触网监控分析主机判断等待故障指示器告警信息时间是否满足t2计时，如果在t2时间内，则返回步骤f；如果超过t2时间，则进入步骤h；

h.智能接触网监控分析主机综合故障报告和故障点信息，结合供电位置关系，生成系统分析报告并在智能接触网监控分析主机界面上显示告警信息；

i.智能接触网监控分析主机将系统分析报告通过通信管理机和移动通讯调制解调器发送至移动通讯终端设备。

进一步的，所述智能接触网监控分析主机内存有接触网枢纽站股道和故障指示器分布图。

相对于现有技术，本发明所述的接触网故障定位智能监控系统及方法具有以下优势：

(1)本发明所述的接触网故障定位智能监控系统和基于系统实现监控的方法在监测到发生故障的时候，结合故障采集仪信息，通过所述智能接触网监控分析主机分析出产生故障的位置，在智能接触网监控分析主机界面中告警并给相关人员发送故障告警短信信息，在节省人力资源的前提下能够快速有效的定位故障点；

(2)本发明所述的接触网故障定位智能监控系统和基于系统实现监控的方法具有各种历史数据的查询功能，如每个故障指示器动作时刻、每条馈线故障跳闸报告以及每次的故障分析报告；

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的接触网故障定位智能监控系统结构框图；

图2为本发明实施例所述的接触网故障定位智能监控方法流程图。

附图标记说明：

1-智能接触网监控分析主机；2-以太网交换机；3-通信管理机；4-保护测控装置；5-智能通信网关；6-移动通讯调制解调器；7-故障采集仪；8-故障指示器；9-移动通讯终端设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种接触网故障定位智能监控系统，包括智能接触网监控分析主机1、通信管理机3、智能通信网关5、保护测控装置4、移动通讯调制解调器6、故障采集仪7、故障指示器8，所述智能接触网监控分析主机1通过以太网交换机2分别双向连接通信管理机3和智能通信网关5，所述智能接触网监控分析主机1可通过以太网交换机2分别从通信管理机3和智能通信网关5中获取收集到的故障报告数据和故障点信息，然后对其进行分析和处理，并且能通过智能通信网关5向下转发处理结果；多台所述保护测控装置4均连接至通信管理机3输入端，所述通信管理机3中可配置多种通信规约，能与多台保护测控装置4进行通信，将保护测控装置4从接触网上获取到的故障短路电流信息形成保护故障报告上传智能接触网监控分析主机1以便进行故障准确定位分析；所述智能通信网关5和移动通讯调制解调器6双向连接，所述移动通讯调制解调器6的输入端连接多台故障采集仪7，每台所述故障采集仪7均连接多台故障指示器8，所述智能通信网关5既可以通过以太网交换机2与智能接触网监控分析主机1进行实时通信，也可以与移动通讯调制解调器6进行实时通信。当智能通信网关5收到移动通讯调制解调器6发送来的故障数据后将其解析，解析后按照iec104规约编码发送至智能接触网监控分析主机1；同时智能通信网关5收到智能接触网监控分析主机1分析处理完的故障分析结果时，会按照gsm协议将此结果编码发送至移动通讯调制解调器6，进而发送给移动通讯终端设备9。

所述移动通讯调制解调器6输出端连接有移动通讯终端设备9，本实施例中所述移动通讯终端设备9为用户手机。

所述故障指示器8包含故障检测单元和无线发送单元，所述故障检测单元通过无线发送单元连接故障采集仪7，故障指示器安装在接触网的供电线上，故障检测单元可以通过检测接触网供电线上的电流变化来判断是否发生故障，如果发生故障，则通过无线发送单元发射的射频信号将故障点的信息传输给故障采集仪7，本实施例所述故障指示器8具体为fjrf-433。

所述故障指示器8内安装有不可充电的锂电池,采用免维护电流感应电源方式，无需更换电池。

所述故障采集仪7包括依次连接的通信处理模块、数据处理模块和移动天线，并通过所述移动天线连接移动通讯调制解调器6,所述故障采集仪7可以将多个故障指示器8的故障信息集中进行处理，并且能够将处理好的数据信息利用移动天线通过移动网络发送给移动通讯调制解调器6，本实施例所述故障采集仪7具体为fjgrf-433。

所述故障采集仪7内安装有可充电锂电池，可以使用太阳能电池板对其充电。

所述移动通讯调制解调器6上设有移动无线收发天线，所述移动通讯调制解调器通过移动无线收发天线从故障采集仪7接收到故障点信息，通过在智能通信网关5中配置的通信规约，将该故障信息进行上传，同时也对处理好的故障信息以短信的方式通过移动无线收发天线发送给移动通讯终端设备9，本实施例所述移动通讯调制解调器6具体为usr-gprs-730。

本实施例所述智能接触网监控分析主机1具体为研华工控机610l，所述以太网交换机2为华为s2700，所述通信管理机3为kf6510s，所述保护测控装置4为kf6571(也称“电铁故障测距装置”)，所述智能通信网关5为kf6510。

如图2所示，本发明还提出一种接触网故障定位智能监控方法，包括以下步骤：

a.通过保护测控装置4采集接触网线路的电流，如果发生故障，则生成故障报告，并通过通信管理机3发送至智能接触网监控分析主机1；

b.智能接触网监控分析主机1判断t1时间内发生的多次故障是否为同一个故障，如果是同一个故障，则返回步骤a，储存一次故障的信息；如果不是同一故障，则进行步骤c；

c.智能接触网监控分析主机1储存故障报告中的故障距离和故障名称，可在历史事件中查询；

d.当故障指示器8采集的电流超过设定的阈值时，产生故障告警信号，通过故障采集仪7、移动通讯调制解调器6和智能通信网关5传送至智能接触网监控分析主机1；

e.智能接触网监控分析主机1判断故障指示器8告警信号是否属于此次故障，如果不是，则返回步骤d；如果是，则进入步骤f；

f.智能接触网监控分析主机1储存故障指示器8的位置信息，可在历史事件中查询；

g.智能接触网监控分析主机1判断等待故障指示器8告警信息时间是否满足t2计时，如果在t2时间内，则返回步骤f，智能接触网监控分析主机1接收到的故障信号都属于本次故障；如果超过t2时间，则进入步骤h；

h.智能接触网监控分析主机1综合故障报告和故障点信息，结合供电位置关系，生成系统分析报告并在智能接触网监控分析主机界面上显示告警信息；

i.智能接触网监控分析主机1将系统分析报告通过通信管理机3和移动通讯调制解调器6发送至移动通讯终端设备9。

所述智能接触网监控分析主机1内存有接触网枢纽站股道和故障指示器分布图，在故障检测过程中根据实际故障信息显示故障点的位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。