[发明专利]一种基于功率数值分析的道岔卡阻故障智能预警方法

权利要求书

1.一种基于功率数值分析的道岔卡阻故障智能预警方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1.事先采集大量非故障特征功率数值建立容量为K²的分析样本集{F}；

S2.依次求得参考预警上限值、预警下限值、参考预警中间值；

S3.实际运营时以有限个当前已连续搬动产生的特征功率值作为输入序列；

S4.挖掘并拟合输入序列的变化规律并预测后一时段功率值序列；

S5.计算预测的后一段功率值分别处于三级异常值区间的概率；

S6.以所得概率值及大小关系构建概率预警决策树输出多级预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于功率数值分析的道岔卡阻故障智能预警方法，其特征在于，所述步骤S2的具体实施方法为：

计算样本集数据矩阵的DCT系数，将样本集按顺序排列成K×K的数据矩阵P，对数据矩阵P进行DCT变换得到系数矩阵C，即

C＝DCT(P) (1)

DCT变换后，原数据矩阵反映均值、主要变化幅度的绝大多数能量集中在了系数矩阵左上角的直流系数和低频系数上，反映数据边界、对比度的部分能量集中在了系数矩阵斜中间的中频系数上，反映数据“杂波”、“噪声”这些突兀信息的少量能量集中在右下角的高频系数上；

确定参考预警上限值，利用图像压缩中常用的zigzag扫描法从左上角第1个系数开始锯齿形扫描至左下角，保留对角线和对角线左上方的中、低频系数，并将对角线右下方的高频系数置零得到系数矩阵C′，将系数矩阵C′进行DCT逆变换得到数据矩阵P′，即

P′＝IDCT(C′) (2)

新数据矩阵P′均值和原矩阵一致，但波动方差变小，实现了样本数据第一度平滑、聚拢，因此取矩阵P′最大值元素为参考预警上限值F_h，即

F_h＝max({P′(i,j)}),i＝1,...,K且j＝1,...,K (3)

确定参考预警下限值，对系数矩阵C再次利用zigzag顺序扫描，仅保留直流系数和低频系数，滤去中频和高频系数得到新系数矩阵C″，对系数矩阵C″进行DCT逆变换得到新数据矩阵P″，即

P″＝IDCT(C″) (4)

新数据矩阵P″的波动方差进一步减小，实现了样本数据第二度平滑、聚拢，因此同样取矩阵P″最大值元素为参考预警下限值F_l，即

F_l＝max({P″(i,j)}),i＝1,...,K且j＝1,...,K (5)

确定参考预警中间值，前面已得到参考预警值范围为[F_l,F_h]，这里取范围中值为参考预警中间值F_m，即

3.根据权利要求2所述的一种基于功率数值分析的道岔卡阻故障智能预警方法，其特征在于，所述步骤S3中的序列记为{F⁽⁰⁾(i)}；采集个数视用户需求而定，记为N，则有i＝1,2,...,N。