[发明专利]基于动态监测数据的铁路信号设备质量评价方法及装置

权利要求书

1.一种基于动态监测数据的铁路信号设备质量评价方法，其特征在于，该方法自动接收信号集中监测采集的设备及报警信息，自动根据设备、报警、电气特性信息进行分析形成数据清洗及算法所需的数据缓存，并利用核心算法形成质量评价的最终结果；

所述的方法具体包括以下步骤：

1)信号集中监测服务器采集设备电气特性信息，自动采集或者通过智能接口获取设备状态，形成信号设备报警及恢复信息；

2)接口服务器为质量评价相关信息的入口，通过与信号集中监测服务器连接，实现数据的接入；通过设备信息识别，进行自动化设备信息更新，保持与信号集中监测服务器保持设备信息的一致性；

3)数据库服务器通过与业务平台结合，过滤掉电务生产过程中的无效报警，并为质量评价指标的计算进行分析数据的缓存，提高质量评价指标计算的准确性和计算效率；

4)报警指标计算模块进行报警质量评价指标计算，形成该指标的计算得分；

5)超标时长指标计算模块进行超标时长评价指标计算，形成该指标的计算得分；

6)电气特性波动指标计算模块进行电气特性质量评价指标计算，形成该指标的计算得分；

7)由总计算模块进行综合指标的计算和数据管理；

8)指标计算图表展示模块提供对质量评价指标的用户展示，用户可定制查看不同设备类型、管辖范围、评价指标加持下的质量评价结果；

所述的电气特性波动指标计算模块具体计算如下：

针对信号设备的各类电气特性而言，部分的设备电气特性值随着时间的推移保持相对稳定是设备状态优秀的表现，即部分的设备电气特性随时间的推移出现频繁的、较大幅度的波动，是设备状态异常的前兆，针对此类的设备电气特性值，可以用电气特性值的波动幅度，来作为衡量设备质量的指标，单系数计算公式为：

其中，N_总数是设备数量，l_电是根据电气特性波动影响程度计算的动态权重，H_j是单个设备单个电气特性波动指标，n_{电气特性数}是单个设备的各类电气特性数量。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态监测数据的铁路信号设备质量评价方法，其特征在于，所述的报警指标计算模块具体计算如下：

信号设备报警发生频次，指在单位时间内信号设备报警发生的次数，在单位时间内报警发生的次数越多，表明设备发生故障的可能性就越大，设备质量评价的结果对应的指标也会更差；所以，在质量评价体系的设备报警指标中，增加报警次数及时间因子，单系数计算公式为：

其中，u是根据报警等级、报警类型评估设定的动态权重，n是同类报警的数量，T是时间跨度。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态监测数据的铁路信号设备质量评价方法，其特征在于，所述的超标时长指标计算模块具体计算如下：

针对信号设备电气特性超限报警，自设备报警发生的时刻起，代表设备的电气特性数据超过了限定的预警值，设备状态出现了异常；而设备超标的时长，则表征了设备处于异常状态下的时间长度，可以一定程度的反应设备故障隐患大小，所以，在质量评价体系的设备报警指标中，增加报警次数及时间因子，单系数计算公式为：

其中，z是根据电气特性报警等级、报警类型评估设定的动态权重，t是设备超标时长，t′是时间跨度。

4.根据权利要求1所述的一种基于动态监测数据的铁路信号设备质量评价方法，其特征在于，所述的总计算模块进行综合指标的计算具体为：

将3种指标进行带权重的加权并按统计范围的设备数量进行平均，得到设备质量评价的综合指标。

5.根据权利要求4所述的一种基于动态监测数据的铁路信号设备质量评价方法，其特征在于，采用动态权重的计算方法来计算设备质量评价指标，利用机器学习的思路进行设计，通过对3种指标计算结果的分析进行权重动态分配，并根据积累的数据结果不断进行优化，从而保证整体设备质量评价指标更准确；

其中，Q₁、Q₂、Q₃是三种指标计算结果，N_总数是设备数量，计算结果即为动态权重下的设备质量评价指标。

6.一种基于动态监测数据的铁路信号设备质量评价装置，其特征在于，包括：

接口服务器：QInterface软件为推理机中的数据接口，负责获取质量评价所需的设备信息、报警信息、电气特性信息，并将其转发给QDataManager，可设置为独立的接口服务器；

数据库服务器：QDataManager为推理机中的数据处理模块，与数据库紧密联系，进行无效数据的过滤和预分析；

应用服务器：QCaculator为推理机中的计算模块，与QSever紧密联系，提供质量评价指标的逻辑计算；QServer为推进机中的用户展示模块，与QCaculator紧密联系，提供可供用户查询的质量评价结果展示界面；

所述装置的具体工作过程如下：

1)信号集中监测服务器采集设备电气特性信息，自动采集或者通过智能接口获取设备状态，形成信号设备报警及恢复信息；

2)接口服务器为质量评价相关信息的入口，通过与信号集中监测服务器连接，实现数据的接入；通过设备信息识别，进行自动化设备信息更新，保持与信号集中监测服务器保持设备信息的一致性；

3)数据库服务器通过与业务平台结合，过滤掉电务生产过程中的无效报警，并为质量评价指标的计算进行分析数据的缓存，提高质量评价指标计算的准确性和计算效率；

4)报警指标计算模块进行报警质量评价指标计算，形成该指标的计算得分；

5)超标时长指标计算模块进行超标时长评价指标计算，形成该指标的计算得分；

6)电气特性波动指标计算模块进行电气特性质量评价指标计算，形成该指标的计算得分；

7)由总计算模块进行综合指标的计算和数据管理；

8)指标计算图表展示模块提供对质量评价指标的用户展示，用户可定制查看不同设备类型、管辖范围、评价指标加持下的质量评价结果；

所述的电气特性波动指标计算模块具体计算如下：

针对信号设备的各类电气特性而言，部分的设备电气特性值随着时间的推移保持相对稳定是设备状态优秀的表现，即部分的设备电气特性随时间的推移出现频繁的、较大幅度的波动，是设备状态异常的前兆，针对此类的设备电气特性值，可以用电气特性值的波动幅度，来作为衡量设备质量的指标，单系数计算公式为：

其中，N_总数是设备数量，l_电是根据电气特性波动影响程度计算的动态权重，H_j是单个设备单个电气特性波动指标，n_{电气特性数}是单个设备的各类电气特性数量。