[发明专利]基于移频信号的轨道电路故障监测平台及其监测方法

说明书

一种基于移频信号的轨道电路故障监测平台及其监测方法，所述监测平台是在LabVIEW上设计完成，对前端检测数据进行实时处理；所述监测方法是通过便携式移频信号检测仪检测出钢轨中移频信号的关键参数，再将数据上传至云端服务器，所述监测系统从云端服务器实时下载移频信号的时频信息，并提取移频信号的时域、频域特征值作为故障特征量，运用自适应神经模糊推理系统进行故障分类，最终给出ZPW‑2000A无绝缘轨道电路的预警信息。本发明有效利用移频信号来监测轨道电路故障，可作为铁路电务段室外监测的补充。

技术领域

本发明涉及一种ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路故障诊断系统及其故障诊断方法，尤其是一种基于移频信号的轨道电路故障监测平台及其监测方法。

技术背景

ZPW-2000A无绝缘轨道电路作为铁路运输的基础安全设备，已被确立为今后铁路发展的统一制式，然而其使用环境复杂，利用钢轨作为导线传输信号，易受外界环境因素或人为干扰，常有故障发生，成为影响列控系统运行安全性和可靠性的关键因素。轨道电路是一种非线性耦合系统，当其出现故障时可能导致电路结构和电路耦合变化，从而导致其中的传输信号—移频信号发生变化，给故障诊断提供故障特征。

国内外现场使用的轨道电路诊断与维护措施主要有：人工巡检、信号集中监测系统、电务检测车和综合检测列车，为实现信号设备的状态维修提供可靠保证，但是这些手段存在效率低、监测不全面、时效性差及费用高等不足。

在ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障诊断领域，现有公开技术：如博士论文《无绝缘轨道电路故障诊断方法研究》（孙上鹏．北京交通大学，2014.）中，首次提出了应用二端口网络来对轨道电路进行建模，并采用支持向量机的方法完成轨道电路的故障识别；如公开号为：CN 106202886 A公开了一种《基于模糊粗糙集与决策树的轨道电路红光带定位方法》，该发明专利可快速准确地定位轨道电路的故障点，极大地降低了故障诊断的盲目性和复杂性。然而目前存在的的问题一是轨道电路发生故障时的大量信息未得到有效利用；二是诊断方法没有融入到实际系统中，无法形成工程化应用；再如公开号为：CN 106202886 A公开了《一种用于轨道移频信号的便携式检测仪及其检测方法》，介绍了一款移频信号检测装置，可检测ZPW-2000A移频信号的频率及有效值，本发明中提到的便携式移频信号检测仪即沿用此装置。

发明内容

现有道电路故障诊断方法多采用电压电流信号有效值进行判断，针对其判断过程复杂且频域信息常被忽略的问题，本发明提供一种基于移频信号的轨道电路故障监测平台及其监测方法，目的是提高轨道电路故障监测手段的便携性、实时性和有效性，以此作为现有轨道电路监测方法的补充。

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明采取如下的技术方案。

一种基于移频信号的轨道电路故障监测平台，包括数据接收模块、在线监测模块、特征提取模块、故障诊断模块、故障预警模块和数据存储模块；其特征在于：所述轨道电路故障监测平台是将数据接收模块、在线监测模块、特征提取模块、故障诊断模块、故障预警模块和数据存储模块集于一体，并在LabVIEW上设计完成，对前端检测数据进行实时处理，实现对轨道电路故障进行实时监测；

所述数据接收模块是通过ActiveX控件，访问云端网址，下载监测数据；

所述在线监测模块是根据监测数据实时显示移频信号的时域波形图及频谱图，并计算移频信号的载频、低频调制频率、幅值等参数，以判断移频信号是否正常；

所述特征提取模块是从时域和频域信号中提取故障特征量；

所述故障诊断模块是以时域和频域特征量作为ANFIS诊断模型的输入，对轨道电路进行智能故障诊断；

所述故障预警模块是将诊断结果进行分析对比，给出最终的预警结果；

所述数据存储模块是进行轨道参数及历史数据的存储。