本发明涉及接触网补偿装置监控领域，具体涉及一种监控接触网补偿坠坨高度变化的方法及系统。
背景技术：
接触网补偿装置运行状态受施工质量、维修投入、环境变化等方面影响而易于发生故障，如：动滑轮倾斜与补偿绳偏磨、承锚补偿绳与线锚双环杆相摩擦、坠砣抱箍无法起到固定作用、桥上等震动较大处所滑轮固定螺栓松动，可能发生补偿绳脱槽故障，而各种故障直接反映在补偿坠砣位置的突变上，因此对补偿坠砣连续观测具有实际意义。
现有技术的缺点在于：补偿器靠坠陀串的重力使线索的张力保持平衡。当温度变化时，线索的伸缩使坠陀串上升和下降，当坠陀串升降超出允许范围时，如下降过多使坠陀串底面接触地面或上升过多使坠陀耳环孔卡在定滑轮槽中，都会使补偿器失去补偿作用。而目前的接触网补偿装置运行状态需要由人工来测量确定，无法做到大数据的实时分析预警，也耗费大量人力。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种监控接触网补偿坠坨高度变化的方法，可以有效对接触网补偿装置的工作状态进行监控预警。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种监控接触网补偿坠坨高度变化的方法，包括以下步骤：
s01：故障建模，根据坠砣高度的大数据进行纵向和横向或多个维度的大数据分析建立补偿装置的故障模型；
s02：数据采集，检测坠砣的高度以及现场温度和光线并发送给控制中心；
s03：数据处理，根据现场温度、光线、坠砣高度的数据匹配故障模型；
s04：故障预警，根据步骤s03匹配的故障模型作出相应的故障模型预警；
s05：故障处理，根据步骤s04中作出的故障判断执行相应的故障排除。
进一步的，所述的步骤s01中的故障模型包括动滑轮倾斜与补偿绳偏磨预警、承锚补偿绳与线锚双环杆相摩擦预警、坠砣抱箍无法起到固定作用预警、震动较大处滑轮固定螺栓松动预警、可能发生补偿绳脱槽故障预警。
进一步的，所述的步骤s02中的数据采集为定点式采集，每天采集20～30次。
进一步的，所述的步骤s03中的数据处理具体包括以下子步骤：
s11：定义标准环境下的坠砣高度的最大上升值a、最大下降值b；
s12：根据温度和光线的数据结果调整最大上升值a、最大下降值b，具体包括温度高于标准温度增加最大下降值b，温度小于标准温度增加最大上升值a；
s13：根据调整后的最大上升值a、最大下降值b作为坠砣高度对比基准并匹配故障模型。
进一步的，还包括接触网补偿装置检调，检调周期为每年一次。
进一步的，还包括电源配置，具体步骤如下：
s21：计算蓄电池电量；
s22：根据系统配置计算每天的耗电量；
s23：统计光照时间和光照强度，并计算光伏电池的功率得出蓄电池充满的时间；
s24：根据光伏电池充满蓄电池的时间预先在蓄电池内储备足够时间的电能。
进一步的，所述步骤s23中需要考虑阴雨天气，蓄电池中对应的增加相应的电能，增加电能=阴雨天数×每天的耗电量。
一种监控接触网补偿坠坨高度变化的系统，包括以下模块：
坠砣高度监控模块：负责跟踪采集坠砣高度数据及其相关的温度数据，并且对数据进行暂存、上传；同时提供本地管理接口，以便在初始安装及维护时修正调整数据，及提供巡检员打卡，并进行网络模块，及供电单元的管理管理；
应用服务器：部署在企业内部或云端进行采集数据的存贮，服务器时间戳下发、执行模块远程维护升级；
远程管理管理终端：历史数据查询，预警异常数据，接触网维护诊断，巡检员跟踪、实时和非实时的任务下发；
移动管理监控端：用于维护人员及时接受预警信息以及补偿装置的工作状态；
电源模块：包括硅能蓄电池和光伏电池；
使用运营商提供的低速率网络，将坠砣高度监控模块集的数据及模块运行数据上传到云端应用服务器，应用服务器根据接收到的数据做出补偿装置工作状态的判断，同时将信息推送给远程管理管理终端和移动管理监控端。
本发明的有益效果是：通过坠砣的状态建立补偿装置的故障模型，再根据实际检测到的坠砣状态与故障模型进行匹配，从而准确的获知补偿装置的工作状态，整个过程无需人工参与，减少了工作量。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种监控接触网补偿坠坨高度变化的方法，包括以下步骤：
s01：故障建模，根据坠砣高度的大数据进行纵向和横向或多个维度的大数据分析建立补偿装置的故障模型；
s02：数据采集，检测坠砣的高度以及现场温度和光线并发送给控制中心；
s03：数据处理，根据现场温度、光线、坠砣高度的数据匹配故障模型；
s04：故障预警，根据步骤s03匹配的故障模型作出相应的故障模型预警；
s05：故障处理，根据步骤s04中作出的故障判断执行相应的故障排除。
进一步的，所述的步骤s01中的故障模型包括动滑轮倾斜与补偿绳偏磨预警、承锚补偿绳与线锚双环杆相摩擦预警、坠砣抱箍无法起到固定作用预警、震动较大处滑轮固定螺栓松动预警、可能发生补偿绳脱槽故障预警。
进一步的，所述的步骤s02中的数据采集为定点式采集，每天采集20～30次。
进一步的，所述的步骤s03中的数据处理具体包括以下子步骤：
s11：定义标准环境下的坠砣高度的最大上升值a、最大下降值b；
s12：根据温度和光线的数据结果调整最大上升值a、最大下降值b，具体包括温度高于标准温度增加最大下降值b，温度小于标准温度增加最大上升值a；
s13：根据调整后的最大上升值a、最大下降值b作为坠砣高度对比基准并匹配故障模型。
补偿器靠坠陀串的重力使线索的张力保持平衡。当温度变化时，线索的伸缩使坠陀串上升和下降，当坠陀串升降超出允许范围时，如下降过多使坠陀串底面接触地面或上升过多使坠陀耳环孔卡在定滑轮槽中，都会使补偿器失去补偿作用。因此用补偿器的a、b值来限定坠陀串的升降范围。坠陀杆耳环孔中心至补偿（定）滑轮下沿的距离为a值。由坠陀串下面一块坠陀的底面至地面（或基础面）的距离称为补偿器的b值。补偿器a、b值随温度变化而发生变化，接触线和承力索补偿器的a、b值不相等。
因此，我们只需要实时检量到a、b值的变化情况，就可直接知道补尝装置的运行情况，从而确定整个接触网是否运行安全。
进一步的，还包括接触网补偿装置检调，检调周期为每年一次。按照补偿器检调补偿器检调一般一年一次，通常在四、五月份，周期为12个月，在检修调整补偿器时，要做好《补偿器检修记录》的填写工作，如检调计划的拟制、实施、监控、跟踪、归档，以及实施式的工作指派，工作进度、典型故障记录，都可以在本系统中完成，实现作业的信息化和自动化。
进一步的，还包括电源配置，具体步骤如下：
s21：计算蓄电池电量；
s22：根据系统配置计算每天的耗电量；
s23：统计光照时间和光照强度，并计算光伏电池的功率得出蓄电池充满的时间；
s24：根据光伏电池充满蓄电池的时间预先在蓄电池内储备足够时间的电能。
进一步的，所述步骤s23中需要考虑阴雨天气，蓄电池中对应的增加相应的电能，增加电能=阴雨天数×每天的耗电量。
如图1所示：
一种监控接触网补偿坠坨高度变化的系统，包括以下模块：
坠砣高度监控模块：负责跟踪采集坠砣高度数据及其相关的温度数据，并且对数据进行暂存、上传；同时提供本地管理接口，以便在初始安装及维护时修正调整数据，及提供巡检员打卡，并进行网络模块，及供电单元的管理管理；
应用服务器：部署在企业内部或云端进行采集数据的存贮，服务器时间戳下发、执行模块远程维护升级；
远程管理管理终端：历史数据查询，预警异常数据，接触网维护诊断，巡检员跟踪、实时和非实时的任务下发；
移动管理监控端：用于维护人员及时接受预警信息以及补偿装置的工作状态；
电源模块：包括硅能蓄电池和光伏电池；
使用运营商提供的低速率网络，将坠砣高度监控模块集的数据及模块运行数据上传到云端应用服务器，应用服务器根据接收到的数据做出补偿装置工作状态的判断，同时将信息推送给远程管理管理终端和移动管理监控端。
通过对采集数据进行纵向和横向或多个维度的大数据分析，就可以轻而易举的推断出异常数据。纵向分析既同一个锚段内历史数据和理论曲线比对，是否偏离理论曲线值，在坠砣高度监控模块和在服务器里，都嵌入了理论曲线模型，数值受到这个模型的监控，在坠砣高度监控模块发现监控值偏离时，立刻激活预警，同时服务器中的模型进行细算，进行比较以及匹配锚段及资产信息，以便进行精准分析。
经过大数据分析后和积累后，可以建立不同条件下的摆动和振动模型，更进一步的提高预警的高度,同时逐步完善预警库，而形成预警信息，或可能的故障，如：动滑轮倾斜与补偿绳偏磨预警、承锚补偿绳与线锚双环杆相摩擦预警、坠砣抱箍无法起到固定作用预警、桥上等震动较大处滑轮固定螺栓松动预警、可能发生补偿绳脱槽故障预警。
下面以一个具体实施例进行说明：
一种监控接触网补偿坠坨高度变化的系统主要由以下几个模块组成：坠砣高度监控模块、nb-iot网络（或数传网络）、应用服务器、远程管理管理终端、移动管理监控端。
其中，由于是户外使用时，我们特别对蓄电池的使用进行了必要的认证，和运算处理：
目前系统控制板均采用12v的硅能蓄电池供电,电流为400ma,因此系统功率为12×0.4=4.8w.
按照一天采集24次，每次5分钟，用时24×5=120分钟，为2小时。
系统合计用电：4.8w×2h=9.6wh.
按每天平均日照4h计算，4小时中，充饱蓄电池所需要的电流计算：
9.6wh/12v=0.8ah
0.8ah/4h=0.2a
9-12v电池供电对应的太阳能组件电池电压为18v
太阳能组件功率计算18v×0.2a=3.6w
所需太阳能组件需要考虑阴雨3天而配置超额功率
3.6w×3=10.8w
硅能蓄电池多储存3天所需要的容量(3天合计6小时)：
（10.8w/12v）×6h=5.4ah=5400mah
备注：假定充电当天太阳能同时提供电力给监控模块，不使用电池容量
并且使用了定时设备来定时运行监控装置，以达到节约资源，让系统能长久稳定的运行。
坠砣高度监控模块：
该模块为核心模块，主要负责跟踪采集坠砣高度数据及其相关的温度数据，并且对数据进行暂存、上传，以及应用服务器发起的实时和非实时的任务执行，同时提供本地管理接口，以便在初始安装及维护时修正调整数据，及提供巡检员打卡，并进行网络模块，及供电单元的管理管理。
nb-iot网络（或数传网络）
使用运营商提供的低速率网络，将监控模块采集的数据及模块运行数据上传到云端应用服务器，同时接收云端应用服务器下发的任务，时间戳，及模块软件升级。
应用服务器
部署在企业内部或云端进行采集数据的存贮，服务器时间戳下发、执行模块远程维护升级。
远程管理管理终端
历史数据查询，预警异常数据，接触网维护诊断，巡检员跟踪、实时和非实时的任务下发。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。