动车组监测数据的分析系统、方法、电子设备及存储介质与流程

1.本发明属于动车组技术领域，尤其涉及一种动车组监测数据的分析系统、方法、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.随着动车组的快速发展，动车组的安全可靠运行越来越受到重视，进而对电能质量的要求也越来越高。在动车组实际应用中，各种因素都会导致牵引网系统不能提供良好的电能质量，如电网谐波、电压闪变、电压畸变、频率偏差等，同时动车组在运行中的各种部件的频繁操作如主断路器操作、升降弓等操作也会产生过压过流现象，进而影响电能质量。因此，需要对动车组监测的抽样数据以及过压过流数据进行分析，以便对动车组电能质量以及过压过流现象进行分析评估及治理，设计一种基于动车组监测数据的分析系统及方法尤为重要。
3.目前，现有分析系统主要有以下问题，一是在动车组过压过流过电流监测系统所采集的海量数据中，大多是从实际的动车组电压互感器和电流互感器采集得到的，这些原始的数据受到数据格式不一致性、数据量大等因素的影响，不可避免地存在着监测数据处理的问题；二是在动车组监测数据分析系统及方法中，最重要的就是数据分析模块，基于动车组监测数据的分析系统主要是分析电能质量数据以及谐波分析，功能较为单一，无法刻画电能质量情况及变化趋势，也无法综合刻画过压过流数据与电能质量之间的逻辑关系，进而无法评估电能质量，未能充分挖掘海量数据的价值。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种动车组监测数据的分析系统、方法、电子设备及存储介质，解决了抽样数据以及过电压数据的数据格式转换问题，解决了现有分析系统功能单一、无法全面分析评估电能质量以及过电压现象的问题。
5.为了达到上述发明目的，一方面本发明提供了本发明提供了一种动车组监测数据的分析方法，包括以下步骤：
6.s1、分别将动车组抽样数据、过压过流数据以及设置的动车组参数信息存储至位于上位机的磁盘中，并对抽样数据、过压过流数据的数据格式进行转换；
7.s2、根据动车组参数信息，分别对经格式转换后的动车组抽样数据和过压过流数据进行分析，以及利用数据库生成电能质量报表和过压过流报表，完成动车组监测数据的分析。
8.第二方面，一种动车组监测数据的分析系统，包括：
9.存储子系统，用于分别将动车组抽样数据、过压过流数据以及设置的动车组参数信息存储至位于上位机的磁盘中，并对抽样数据、过压过流数据的数据格式进行转换；
10.分析子系统，用于根据动车组参数信息，分别对经格式转换后的动车组抽样数据和过压过流数据进行分析，以及利用数据库生成电能质量报表和过压过流报表，完成动车
组监测数据的分析。
11.第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的动车组监测数据的分析方法的步骤。
12.第四方面，本发明提供了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所述的动车组监测数据的分析方法的步骤。
13.本发明的有益效果是：
14.本发明对抽样数据进行分析评估，提取了各个维度的特征信息，包括时域信息、频域信息、谐波信息以及电能质量信息，形成了一套较为完善的电能质量分析评估体系；本发明对过压过流数据进行分析评估，包括时域分析、频域分析以及波形重构分析，其中，波形重构分析通过电压互感器传递函数重构反演出电压互感器一次侧过压过流波形，能真实地展现接触网一侧的过压过流波形特征；本发明通过对数据库中电能质量和过压过流进行查询生成电能质量报表和过压过流报表。本发明结合电能质量报表、过压过流报表以及抽样数据和过压过流数据的分析结果，能高效完成动车组监测数据的处理分析，有助于有效提升处理动车组海量监测数据的能力。
附图说明
15.图1为本发明的方法流程图。
16.图2为本发明中步骤s2分步骤的流程图。
17.图3为本发明中波形重构的分步骤的流程图。
18.图4为本发明中步骤a1分步骤的流程图。
19.图5为本发明中步骤a3分步骤流程图。
20.图6为本发明实施例中重构结果对比图。
21.图7为本发明的系统结构示意图。
22.图8为本发明中分析子系统的结构示意图。
具体实施方式
23.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
24.本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现一种方法、系统、电子设备或计算机程序产品，因此，本发明可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、微代码、驻留软件等)，或硬件和软件结合的形式。
25.实施例1
26.针对现有技术的缺点，本发明的目的是解决动车组领域现有技术存在的各种因素导致牵引网不能给动车组提供良好的电能质量，无法分析评估电能质量以及过压过流现象。本发明提出一种基于动车组监测数据的分析方法，既能够分析抽样数据，又能够分析过压过流数据，如图1所示，包括步骤s1～s2：
27.s1、分别将动车组抽样数据、过压过流数据以及设置的动车组参数信息存储至位于上位机的磁盘中，并对抽样数据、过压过流数据的数据格式进行转换；
28.s2、根据动车组参数信息，分别对经格式转换后的动车组抽样数据和过压过流数据进行分析，以及利用数据库生成电能质量报表和过压过流报表，完成动车组监测数据的分析。
29.本发明实施例中，先在上位机内搭建数据磁盘和分析系统，并将磁盘中二进制数据转换为十进制，再对磁盘中存储的抽样数据、过压过流数据进行分析，其中，磁盘用于存储抽样数据文件、过压过流数据文件、数据库文件以及动车组配置文件；分析系统包括对抽样数据、过压过流数据进行分析以及对数据库进行查询。本发明首先需根据配置文件载入设置参数信息，然后基于设置的参数信息进行抽样分析、过电压数据分析以及数据库查询。
30.本发明实施例中，对磁盘的数据进行转换其为：首先获取配置文件中的设置参数信息，再通过文件路径读取二进制数据，再将二进制数据转换为十进制数据。
31.本发明实施例中，对抽样数据分析包括：时域分析、频谱分析、谐波分析和电能质量计算，对过压过流数据的分析包括：时域分析、频域分析及波形重构等分析。
32.本发明实施例中，时域分析、频谱分析包括抽样数据的幅值和频率；波形重构分析对过压过流数据进行重构分析，还原为电压互感器一次侧过压过流数据；网压谐波分析包括抽样数据的基波、总谐波含量以及各次谐波含量，所述网流谐波分析包括抽样数据的基波、总谐波含量以及各次谐波含量。
33.本发明实施例中，抽样数据(采用400ms的数据、采样频率为20k进行分析)，其中，时域分析包括：有效值、峰值，并以图的方式实时显示波形；频域分析包括：傅里叶分析，并以图的方式实时显示频谱波形；谐波分析包括：总谐波畸变率、各次谐波含量，并以柱状图的方式显示频谱波形；电能质量计算包括：抽样数据有效值、抽样数据频率、频率偏差、电压偏差、电压闪变、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率，并以图的方式实时显示1分钟的抽样数据有效值。
34.本发明实施例中，过压过流数据(采用200ms的数据、采样频率为10m进行分析)，其中，时域分析包括：有效值、峰值、过压过流持续时间、系统启动后过压过流累计发生次数、过压过流发生时刻，并以图的方式实时显示波形；频域分析包括：傅里叶分析，并以图的方式实时显示频谱波形；波形重构包括：重构后的有效值、重构后的峰值，并以图的方式实时显示波形。
35.本发明实施例中，数据库查询包括电能质量报表和过压过流报表，其中，电能质量报表展示电能质量计算结果，其包括抽样数据有效值、抽样数据频率、频率偏差、电压偏差、电压闪变、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、总谐波畸变率和各次谐波含量；过压过流报表包括：序号、设备号、通道号、故障级别、状态码、过压过流峰值、过压过流发生时刻和过压过流故障简述。
36.本发明实施例中，设置的动车组参数信息包括：列车类型、电压互感器型号、采样频率、抽样频率、触发通道、预触发时间、触发总时间以及触发阈值。
37.本发明实施例中，首先从配置文件里自动载入设置参数信息，包括列车类型、互感器型号、采样频率、抽样频率、触发通道、预触发时长、总触发时长和触发阈值，然后根据以上参数信息对抽样数据、过电压数据和数据库数据进行分析，其中对于抽样数据，根据设置
的动车组参数信息获取列车类型、抽样频率、电压互感器变比、电流互感器变比、分压器变比将抽样数据还原为动车组一次侧数据；对于过压过流数据，根据设置的动车组参数信息获取列车类型、采样频率、电压互感器变比、电流互感器变比、分压器变比、触发通道、预触发时长、总触发时长和触发阈值将过电压数据还原为动车组一侧过电压数据。根据设置的动车组参数信息可设置数据库的查询条件，进行电能质量分析结果以及过压过流信息的查询。
38.本发明实施例中，本发明既能够分析抽样数据，又能够分析过压过流数据。对抽样数据进行时域分析、频域分析、谐波分析(可计算到第100次谐波)以及电能质量分析，计算功率、电压偏差、电压闪变等各个参数，同时通过图和表的形式展现各个电能质量变化趋势；对过压过流数据进行重构，反演真实的电压互感器一次侧过压过流波形，同时还能够通过数据库查询电能质量信息及过压过流信息，系统操作简单，较好的数据处理性能。根据电能质量各个参数的计算结果给出各个参数的变化趋势，分别与国标值比较，并划分等级，找出不合格的电能质量数据。同时结合指标类型、动车组运行线路、列车操作信息及故障信息、数据库电能质量信息、抽样数据及过压过流数据多维度进行时间、空间的关联分析，预测电能质量的变化趋势，并通过图和表的形式展现。
39.本发明实施例中，本发明对抽样数据进行分析评估，提取了各个维度的特征信息，包括时域信息、频域信息、谐波信息以及电能质量信息，形成了一套较为完善的电能质量分析评估体系；本发明对过压过流数据进行分析评估，包括时域分析、频域分析以及波形重构分析，其中，波形重构分析通过电压互感器传递函数重构反演出电压互感器一次侧过压过流波形，能真实地展现接触网一侧的过压过流波形特征；本发明通过对数据库中电能质量和过压过流进行查询生成电能质量报表和过压过流报表。本发明结合电能质量报表、过压过流报表以及抽样数据和过压过流数据的分析结果，能高效完成动车组监测数据的处理分析，有助于有效提升处理动车组海量监测数据的能力。
40.实施例2
41.针对实施例1的步骤s2，如图2所示，其包括以下步骤分步骤s201～s204：
42.s201、根据动车组配置文件载入动车组参数信息；
43.s202、根据动车组参数信息，对经格式转换后的抽样数据分别进行时域分析、频谱分析、谐波分析以及电能质量分析；
44.s203、根据动车组参数信息，对经格式转换后的过压过流数据分别进行时域分析、频谱分析以及波形重构分析；
45.s204、根据动车组参数信息，对数据库中过压过流数据进行查询，生成过压过流报表，并根据电能质量分析结果生成电能质量报表，完成动车组监测数据的分析。
46.本发明实施例中，时域分析、频谱分析包括对抽样数据的幅值和频率分析，网压谐波分析包括抽样数据的基波、总谐波含量以及各次谐波含量，网流谐波分析包括抽样数据的基波、总谐波含量以及各次谐波含量。
47.本发明实施例中，电能质量分析包括对抽样数据的网压有效值、网流有效值、网压频率、网流频率、频率偏差、电压偏差、电压闪变、瞬时功率、有功功率、无功功率和功率因数。
48.本发明实施例中，电能质量报表为电能质量计算结果，包括：网压网流有效值、网
压网流频率、频率偏差、电压偏差、电压闪变、有功功率、无功功率、功率因数、视在功率、总谐波畸变率、各次谐波含量；过压过流报表包括：序号、设备号、通道号、故障级别、状态码、过电压峰值、过电压发生时刻、过电压故障简述。以上报表生成过程是通过数据库中特定的数据库报表导出语句生成报表的，其中，特定的数据库报表导出语句为数据库生成报表的代码。
49.本发明实施例中，波形重构分析：从配置文件中获取设置的动车组参数信息，并根据设置的动车组参数信息将采集的电压互感器二次侧过电压数据，在对电压互感器二次侧过电压数据进行重构，还原为一次侧过电压数据。
50.本发明实施例中，本发明基于动车组抽样数据、过压过流数据以及数据库数据，分别对抽样数据以及过压过流进行分析、对数据库进行查询。对抽样数据进行分析，获取了抽样数据的时域及频域特征，并计算电能质量计算结果。对过压过流数据进行分析，利用电压互感器二次侧电压以及电压互感器宽频带传递特征，重构出互感器一次侧电压，即过电压信号。对数据库进行查询，获取电能质量计算结果信息以及过压过流信息。本发明从电能质量以及过压过流两方面出发，从多个维度分析了电能质量及过压过流，完善了动车组电能质量及过压过流的数据分析方法及系统功能，对电能质量综合评估及过电压分类识别提供了有效的数据支撑及理论依据。
51.实施例3
52.针对实施例2的步骤s203中波形重构分析包括以下步骤，如图3所示，其包括以下分步骤a1～a3：
53.a1、测量动车组电压互感器的宽频带传递特征；
54.a2、根据动车组参数信息，采集动车组发生过压过流时电压互感器二次侧电压；
55.a3、根据所述电压互感器二次侧电压和宽频带传递特征，重构得到动车组过压过流信号。
56.本发明实施例中，本发明基于动车组电压互感器宽频带传递特征，通过扫频法测量发生过压过流时电压互感器二次侧电压，利用电压互感器二次侧电压以及电压互感器宽频带传递特征，重构出互感器一次侧电压，即过压过流信号。本发明从电压互感器宽频带传递特征出发，全面考虑电压互感器在高频(相对50hz工频)时的非线性特性，完善了目前获取动车组过压过流数据方法，能够获取更为准确的动车组过压过流，对由于过压过流造成的事故进行准确溯源以及后续的事故预防提供了有效的数据支撑。
57.实施例4
58.针对实施例3中步骤a1，如图4所示，其包括以下分步骤a101～a106：
59.a101、产生单频点正弦信号，将所述单频点正弦信号注入至电压互感器一次侧；
60.a102、同时测量电压互感器一次侧和二次侧信号；
61.a103、分别记录所述电压互感器一次侧和二次侧信号的幅值以及相位差，其中，所述相位差为该单频点的相频特性；
62.a103、根据所述电压互感器一次侧和二次侧的幅值，确定电压互感器在该单频点的幅频特性；
63.a105、以固定频率间隔改变信号频率，并判断所述频率信号是否达到预设的频率阈值，若是，则确定电压互感器在改变信号频率后的相频特性和幅频特性，并进入步骤
a106，否则，返回步骤a101；
64.a106、将得到的多个单频点幅频特性和相频特性根据频率递增排序组合，得到电压互感器的宽频带传递特征，并进入步骤a2。
65.本发明实施例中，为获取动车组电压互感器宽频带传递特征，进行扫频测量。
66.本发明实施例中，可采用信号发生器以及示波器进行扫频测量。以需获得电压互感器1mhz～5mhz之间的电压互感器的宽频带传递特征为例。通过信号发生器产生单频点正弦信号并注入到电压互感器一次侧，利用示波器同时测量电压互感器一次侧和二次侧信号，确定电压互感器在该单频点的相频特性和幅频特性。以一定的频率间隔改变信号频率，如以10khz为间隔，递增到5mhz结束，若达到预设的频率阈值，则确定电压互感器在改变频率后的相频特性和幅频特性，并将1mhz～5mhz之间多个单频点幅频特性和相频特性根据频率递增排序组合，得到电压互感器1mhz～5mhz之间的电压互感器的宽频带传递特征h(ω)，包括电压互感器宽频带传递特征的幅频特性a(ω)和电压互感器宽频带传递特征的相频特性φ(ω)。
67.h(ω)＝a(ω)*e
i*φ(ω)
68.其中，h(ω)表示电压互感器的宽频带传递特征，a(ω)表示电压互感器宽频带传递特征的幅频特性，e表示自然常数，i表示虚数单位，φ(ω)表示电压互感器宽频带传递特征的相频特性。
69.本发明实施例中，本发明可利用示波器同时测量电压互感器一次侧和二次侧信号，记录一次侧和二次侧信号的幅值m1和m2，以及相位差φ，两者幅值相除(一次侧/二次侧)即为电压互感器在该单频点处的幅频特性a，相位差φ(一次侧相位减二次侧相位)即为该单频点的相频特性。即：
[0070][0071]
本发明实施例中，本发明首先确定一单频点的相频特性和幅频特性，再以一定的频率间隔改变信号频率，以获取改变信号频率后的相频特性和幅频特性，并将多个单频点幅频特性和相频特性按频率递增进行排序组合，以获取更为准确的电压互感器的宽频带传递特征，为后续获取更为准确的过压过流数据提供基础。
[0072]
实施例5
[0073]
针对实施例3中步骤a3，如图5所示，其包括以下分步骤a301～a304：
[0074]
a301、对所述电压互感器二次侧电压进行快速傅里叶变换，得到二次侧频域信号，并将所述二次侧频域信号转换为零频率点对称的二次侧频域对称信号；
[0075]
a302、对所述宽频带传递特征的负频率进行补充，并对补充后的宽频带传递特征进行线性插值处理，得到新的宽频带传递特征；
[0076]
a303、根据所述新的宽频带传递特征和二次侧频域对称信号，计算得到一次侧频域信号；
[0077]
a304、对所述一次侧频域信号进行逆快速傅里叶变换，重构得到过压过流信号，并对重构得到的过压过流信号进行平滑处理，得到动车组过压过流信号。
[0078]
本发明实施例中，测量动车组发生过压过流时的电压互感器二次侧电压，根据上述已经测量得到的互感器宽频带传递特征，利用重构算法重构电压互感器一次侧信号，即
为过压过流信号。重构过程如下：
[0079]
(1)以一定的采样频率测量得到的二次侧电压v2(t)并保存，对二次侧电压进行快速傅里叶变换(fft)，得到二次侧频域信号v2(ω)，将此时的频域信号转换为关于零频率点对称的数据，包括二次侧频域对称信号的幅频特性mag(ω)，二次侧频域对称信号的相频特性pha(ω)，其中采样频率不大于步骤s1中获取宽频带传递特征的最大信号频率。
[0080]
(2)上述测量得到的宽频带传递特征进行补充负频率部分，保证频率分布关于零频点对称，负频率与正频率的幅频特性相等，相频特性相反。对补充负频率后的宽频带传递特征进行线性插值，保证频率间隔与频率间隔相同，最终得到新的宽频带传递特征h1(ω)，包括新宽频带传递特征的幅频特性a1(ω)和新宽频带传递特征的相频特性φ1(ω)。
[0081]
(3)将二次侧频域对称信号与宽频带传递特征相乘，即幅频特性相乘，相频特性相加，得到一次侧频域信号v1(ω)。将得到的一次侧频域信号进行逆快速傅里叶变换(ifft)即可得到一次侧时域信号v1(t)，即为重构得到的过压过流信号。
[0082]
(4)对重构得到的过压过流信号再利用平滑算法进行平滑处理，消除数据振荡，最终获取动车组过压过流信号。
[0083]
本发明实施例中，平滑算法包括但不限于moving平滑算法、局部回归平滑算法、局部加权回归平滑算法、sg平滑算法、稳健局部回归平滑算法或稳健局部加权回归平滑算法。
[0084]
本发明实施例中，重构过程包括快速傅里叶变换以及逆快速傅里叶变换，将采集发生过压过流时的二次侧电压信号进行快速傅里叶变换得到二次侧频域信号，将二次侧频域信号与宽频带传递特性进行相乘，即幅值相乘，相位相加得到过压过流频域信号，最后对过压过流频域信号进行逆快速傅里叶变换以及平滑处理即得到过压过流(时域)数据。
[0085]
本发明实施例中，图6为实施例中所重构结果，其重构结果与实际结果基本一致，有效地改善了目前动车组过压过流获取方法的缺陷。
[0086]
本发明实施例中，根据发生过压过流时电压互感器二次侧电压以及互感器宽频带传递特征，利用重构算法获得一次侧电压，即过压过流，弥补了当前获取过压过流方法无法考虑在宽频带内互感器的传递特征的缺陷，有效地改善了获取的过压过流数据的准确度。
[0087]
实施例6
[0088]
针对实施例5中，其中重构的过压过流信号的表达式如下：
[0089]v1
(t)＝ifft(v1(ω))
[0090][0091][0092]v2
(ω)＝fft(v2(t))＝mag(ω)*e
i*pha(ω)
[0093]
其中，v1(t)表示重构的过压过流信号，ifft(
·
)表示逆快速傅里叶变换，v1(ω)表示一次侧频域信号，v2(ω)表示二次侧频域对称信号，h1(ω)表示新的宽频带传递特征，mag(ω)表示二次侧频域对称信号的幅频特性，a1(ω)表示新宽频带传递特征的幅频特性，e表示自然常数，i表示虚数单位，pha(ω)表示二次侧频域对称信号的相频特性，φ1(ω)表示新宽频带传递特征的相频特性，fft(
·
)表示快速傅里叶变换，v2(t)表示以固定频率测量得到的二次侧电压。
[0094]
本发明实施例中，本发明根据发生过压过流时电压互感器二次侧电压以及电压互
感器宽频带传递特征，利用重构算法获得一次侧电压，即过压过流。本发明弥补了当前获取过压过流方法无法考虑在宽频带内电压互感器传递特性的缺陷，有效地改善了获取的过压过流数据的准确度，同时本发明考虑了电压互感器宽频带内的传递特性，获取了更为准确的过压过流数据，对由于过压过流造成的事故进行准确溯源以及后续的事故预防提供了有效的数据支撑。
[0095]
综上，本发明实施例中的动车组监测数据的分析系统，首先，对抽样数据进行分析评估，提取了各个维度的特征信息，包括时域信息、频域信息、谐波信息以及电能质量信息，形成了一套较为完善的电能质量分析评估体系；其次，本发明对过压过流数据进行分析评估，包括时域分析、频域分析以及波形重构分析，其中，波形重构分析通过电压互感器传递函数重构反演出电压互感器一次侧过压过流波形，能真实地展现接触网一侧的过压过流波形特征，即波形重构分析根据发生过压过流时电压互感器二次侧电压以及互感器宽频带传递特征，利用重构算法获得一次侧电压，即过压过流，本发明波形重构弥补了当前获取过压过流方法无法考虑在宽频带内互感器的传递特性的缺陷，有效地改善了获取的过压过流数据的准确度，同时本发明考虑了电压互感器宽频带内的传递特征，获取了更为准确的过压过流数据，对由于过压过流造成的事故进行准确溯源以及后续的事故预防提供了有效的数据支撑；再者，本发明通过对数据库中电能质量和过压过流进行查询生成电能质量报表和过压过流报表。本发明结合电能质量报表、过压过流报表以及抽样数据和过压过流数据的分析结果，能高效完成动车组监测数据的处理分析，有助于有效提升处理动车组海量监测数据的能力。
[0096]
实施例7
[0097]
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种动车组监测数据的分析系统，由于该系统解决的原理与动车组监测数据的分析方法相似，因此该系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不在赘述。
[0098]
图7是本发明实施例中动车组监测数据的分析系统的结构框图，如图7所示，动车组监测数据的分析系统包括：
[0099]
存储子系统，用于分别将动车组抽样数据、过压过流数据以及设置的动车组参数信息存储至位于上位机的磁盘中，并对抽样数据、过压过流数据的数据格式进行转换；
[0100]
分析子系统，用于根据动车组参数信息，分别对经格式转换后的动车组抽样数据和过压过流数据进行分析，以及利用数据库生成电能质量报表和过压过流报表，完成动车组监测数据的分析。
[0101]
在其中一种实施例中，如图8所示，所述分析子系统包括：
[0102]
参数载入模块，用于根据动车组配置文件载入动车组参数信息；
[0103]
第一分析模块，用于根据动车组参数信息，对经格式转换后的抽样数据分别进行时域分析、频谱分析、谐波分析以及电能质量分析；
[0104]
第二分析模块，用于根据动车组参数信息，对经格式转换后的过压过流数据分别进行时域分析、频谱分析以及波形重构分析；
[0105]
数据库查询模块，用于根据动车组参数信息，对数据库中过压过流数据进行查询，生成过压过流报表，并根据电能质量分析结果生成电能质量报表，完成动车组监测数据的分析。
[0106]
在其中一种实施例中，所述第二分析模块包括：
[0107]
时域分析子模块，用于根据动车组参数信息，对经格式转换后的过压过流数据进行幅值分析；
[0108]
频谱分析子模块，用于根据动车组参数信息，对经格式转换后的过压过流数据进行频率分析；
[0109]
重构子模块，用于根据动车组参数信息，对动车组过压过流数据进行重构分析，得到动车组过压过流信号。
[0110]
在其中一种实施例中，所述重构子模块包括：
[0111]
测量单元，用于测量动车组电压互感器的宽频带传递特征；
[0112]
采集单元，用于根据动车组参数信息，采集动车组发生过压过流时电压互感器二次侧电压；
[0113]
重构单元，用于根据所述电压互感器二次侧电压和宽频带传递特征，重构得到动车组过压过流信号。
[0114]
在其中一种实施例中，所述测量单元包括：
[0115]
信号发生子单元，用于产生单频点正弦信号，将所述单频点正弦信号注入至电压互感器一次侧；
[0116]
第一计算子单元，用于同时测量电压互感器一次侧和二次侧信号；
[0117]
第二计算子单元，用于分别记录所述电压互感器一次侧和二次侧信号的幅值以及相位差，其中，所述相位差为该单频点的相频特性；
[0118]
第三计算子单元，用于根据所述电压互感器一次侧和二次侧的幅值，确定电压互感器在该单频点的幅频特性；
[0119]
判断子单元，用于以固定频率间隔改变信号频率，并判断所述信号频率是否达到预设的频率阈值，若是，则确定电压互感器在改变信号频率后的相频特性和幅频特性，否则，继续迭代；
[0120]
宽频带传递特征确定子单元，用于将得到的多个单频点幅频特性和相频特性根据频率递增排序组合，得到电压互感器的宽频带传递特征。
[0121]
在其中一种实施例中，所述重构单元包括：
[0122]
第四计算子单元，用于对所述电压互感器二次侧电压进行快速傅里叶变换，得到二次侧频域信号，并将所述二次侧频域信号转换为零频率点对称的二次侧频域对称信号；
[0123]
第五计算子单元，用于对所述宽频带传递特征的负频率进行补充，并对补充后的宽频带传递特征进行线性插值处理，得到新的宽频带传递特征；
[0124]
第六计算子单元，用于根据所述新的宽频带传递特征和二次侧频域对称信号，计算得到一次侧频域信号；
[0125]
第七计算子单元，用于对所述一次侧频域信号进行逆快速傅里叶变换，重构得到过压过流信号，并对重构得到的过压过流信号进行平滑处理，得到动车组过压过流信号。
[0126]
在其中一种实施例中，所述重构得到的过压过流信号的表达式如下：
[0127]v1
(t)＝ifft(v1(ω))
[0128]
[0129][0130]v2
(ω)＝fft(v2(t))＝mag(ω)*e
i*pha(ω)
[0131]
其中，v1(t)表示重构的过压过流信号，ifft(
·
)表示逆快速傅里叶变换，v1(ω)表示一次侧频域信号，v2(ω)表示二次侧频域对称信号，h1(ω)表示新的宽频带传递特征，mag(ω)表示二次侧频域对称信号的幅频特性，a1(ω)表示新宽频带传递特征的幅频特性，e表示自然常数，i表示虚数单位，pha(ω)表示二次侧频域对称信号的相频特性，φ1(ω)表示新宽频带传递特征的相频特性，fft(
·
)表示快速傅里叶变换，v2(t)表示以固定频率测量得到的二次侧电压。
[0132]
本发明实施例中，本技术可以根据动车组监测数据的分析系统方法进行功能单元的划分，例如可以将各个功能划分为各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成单元即可以采用硬件的形式来实现，也可以采用软件功能单元的形式来实现。需要说明的是，本发明中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
[0133]
本发明实施例中，动车组监测数据的分析系统为了实现动车组监测数据的分析方法的原理与有益效果，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本发明所公开的实施例描述的各示意单元及算法步骤，本发明能够以硬件和/或硬件和计算机软件结合的形式来实现，某个功能以硬件还是计算机软件驱动的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件，可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0134]
综上，本发明实施例中的动车组监测数据的分析系统，首先，对抽样数据进行分析评估，提取了各个维度的特征信息，包括时域信息、频域信息、谐波信息以及电能质量信息，形成了一套较为完善的电能质量分析评估体系；其次，本发明对过压过流数据进行分析评估，包括时域分析、频域分析以及波形重构分析，其中，波形重构分析通过电压互感器传递函数重构反演出电压互感器一次侧过压过流波形，能真实地展现接触网一侧的过压过流波形特征，即波形重构分析根据发生过压过流时电压互感器二次侧电压以及互感器宽频带传递特征，利用重构算法获得一次侧电压，即过压过流，本发明波形重构弥补了当前获取过压过流方法无法考虑在宽频带内互感器的传递特性的缺陷，有效地改善了获取的过压过流数据的准确度，同时本发明考虑了电压互感器宽频带内的传递特征，获取了更为准确的过压过流数据，对由于过压过流造成的事故进行准确溯源以及后续的事故预防提供了有效的数据支撑；再者，本发明通过对数据库中电能质量和过压过流进行查询生成电能质量报表和过压过流报表。本发明结合电能质量报表、过压过流报表以及抽样数据和过压过流数据的分析结果，能高效完成动车组监测数据的处理分析，有助于有效提升处理动车组海量监测数据的能力。
[0135]
实施例8
[0136]
本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1～6任一项所述的动车组监测数据的分析方法的步骤。例如：处理器执行计算机程序时可以实现如下内容：
[0137]
s1、分别将动车组抽样数据、过压过流数据以及设置的动车组参数信息存储至位
于上位机的磁盘中，并对抽样数据、过压过流数据的数据格式进行转换；
[0138]
s2、根据动车组参数信息，分别对经格式转换后的动车组抽样数据和过压过流数据进行分析，以及利用数据库生成电能质量报表和过压过流报表，完成动车组监测数据的分析。
[0139]
本发明实施例中，电子设备可以包括：处理器，存储器，总线和通信接口，处理器、通信接口和存储器通过总线连接，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器运行该计算机程序时执行本技术前述实施例1～6任一所提供的动车组监测数据的分析方法的部分或全部步骤。
[0140]
综上，本发明实施例中的动车组监测数据的分析系统，首先，对抽样数据进行分析评估，提取了各个维度的特征信息，包括时域信息、频域信息、谐波信息以及电能质量信息，形成了一套较为完善的电能质量分析评估体系；其次，本发明对过压过流数据进行分析评估，包括时域分析、频域分析以及波形重构分析，其中，波形重构分析通过电压互感器传递函数重构反演出电压互感器一次侧过压过流波形，能真实地展现接触网一侧的过压过流波形特征，即波形重构分析根据发生过压过流时电压互感器二次侧电压以及互感器宽频带传递特征，利用重构算法获得一次侧电压，即过压过流，本发明波形重构弥补了当前获取过压过流方法无法考虑在宽频带内互感器的传递特性的缺陷，有效地改善了获取的过压过流数据的准确度，同时本发明考虑了电压互感器宽频带内的传递特征，获取了更为准确的过压过流数据，对由于过压过流造成的事故进行准确溯源以及后续的事故预防提供了有效的数据支撑；再者，本发明通过对数据库中电能质量和过压过流进行查询生成电能质量报表和过压过流报表。本发明结合电能质量报表、过压过流报表以及抽样数据和过压过流数据的分析结果，能高效完成动车组监测数据的处理分析，有助于有效提升处理动车组海量监测数据的能力。
[0141]
实施例9
[0142]
本发明实施例提供了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实施例1～6任一项所述的动车组监测数据的分析方法的步骤。例如：处理器执行计算机程序时可以实现如下内容：
[0143]
s1、分别将动车组抽样数据、过压过流数据以及设置的动车组参数信息存储至位于上位机的磁盘中，并对抽样数据、过压过流数据的数据格式进行转换；
[0144]
s2、根据动车组参数信息，分别对经格式转换后的动车组抽样数据和过压过流数据进行分析，以及利用数据库生成电能质量报表和过压过流报表，完成动车组监测数据的分析。
[0145]
综上，本发明实施例中的动车组监测数据的分析系统，首先，对抽样数据进行分析评估，提取了各个维度的特征信息，包括时域信息、频域信息、谐波信息以及电能质量信息，形成了一套较为完善的电能质量分析评估体系；其次，本发明对过压过流数据进行分析评估，包括时域分析、频域分析以及波形重构分析，其中，波形重构分析通过电压互感器传递函数重构反演出电压互感器一次侧过压过流波形，能真实地展现接触网一侧的过压过流波形特征，即波形重构分析根据发生过压过流时电压互感器二次侧电压以及互感器宽频带传递特征，利用重构算法获得一次侧电压，即过压过流，本发明波形重构弥补了当前获取过压过流方法无法考虑在宽频带内互感器的传递特性的缺陷，有效地改善了获取的过压过流数
据的准确度，同时本发明考虑了电压互感器宽频带内的传递特征，获取了更为准确的过压过流数据，对由于过压过流造成的事故进行准确溯源以及后续的事故预防提供了有效的数据支撑；再者，本发明通过对数据库中电能质量和过压过流进行查询生成电能质量报表和过压过流报表。本发明结合电能质量报表、过压过流报表以及抽样数据和过压过流数据的分析结果，能高效完成动车组监测数据的处理分析，有助于有效提升处理动车组海量监测数据的能力。
[0146]
上述计算机可读存储介质可以中由任何类型的易失性或非易失性存储设备或他们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，可擦除可维和只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘，可读存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息，可读存储介质也可以是处理器组成部分，处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(asic)中，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于动车组监测数据的分析系统中。
[0147]
本发明实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品，因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且本发明可采用一个或多个其中包括有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。参照根据本发明实施例的方法、设备(装置)、和计算机程序产品的流程和/或方框图来描述的，应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中每一流程和/或方框图、以及流程图和/或方框图的结合，可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图中一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0148]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。