本發(fā)明涉及高速鐵路的牽引供電網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷及預(yù)警方法，特別涉及高速鐵路牽引供電信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前高速鐵路的電氣化鐵路的供電系統(tǒng)，因用電量大、分布距離廣，故而形成相對(duì)獨(dú)立的電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)，我國(guó)國(guó)土幅員遼闊，列車運(yùn)行跨度大，列車在運(yùn)行過程中受到天氣環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境等多方面因素的影響，牽引網(wǎng)電纜、承載電纜的桿塔、供電的變電所等設(shè)備會(huì)受到惡劣氣候甚至雷電大氣過電壓的侵襲，電氣設(shè)備易出現(xiàn)各種故障，故障的原因、時(shí)間及位置都不易在第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到，這些故障對(duì)變電所和機(jī)車的穩(wěn)定運(yùn)行和維護(hù)，以及故障清除帶來了一定的困難，為了保障變電所和列車的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)牽引網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、對(duì)故障時(shí)間和位置的掌握提出了更高的要求。
現(xiàn)有的電氣牽引網(wǎng)供電系統(tǒng)的主要電氣參量包括：變電所的電壓和電流、機(jī)車的電壓和電流，現(xiàn)有的變電所之間的電氣參量并不同步且無法相互傳輸，無法對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行高頻分量的精準(zhǔn)測(cè)量，實(shí)際測(cè)得數(shù)據(jù)的實(shí)用性和可靠性相對(duì)較低，且很多數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)參量無法獲取，因此，需要對(duì)現(xiàn)有的牽引供電系統(tǒng)的電氣參量進(jìn)行高精度同步采集和高頻率分析。
此外，現(xiàn)行的牽引供電系統(tǒng)的分析和仿真軟件都是基于非同步的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算的，現(xiàn)行的分析軟件很難進(jìn)行動(dòng)態(tài)、快速的實(shí)際情況分析，對(duì)故障的分析和定位能力有所欠缺?，F(xiàn)行的運(yùn)行工況復(fù)雜、數(shù)據(jù)量極大，依靠現(xiàn)有的分析平臺(tái)的可靠性越來越低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
（一）發(fā)明目的：為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)變電所電氣參量、桿塔電氣參量及機(jī)車電氣參量進(jìn)行高精度同步數(shù)據(jù)采集和分析的監(jiān)測(cè)產(chǎn)品和監(jiān)測(cè)方法，為鐵路局、機(jī)務(wù)段、供電段、機(jī)車車輛廠、鐵路設(shè)計(jì)院等單位對(duì)牽引供電系統(tǒng)和機(jī)車車輛電氣裝備設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、檢修、故障預(yù)警、事故調(diào)查分析等提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和決策支持。
（二）技術(shù)方案：為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)方案提供一種高速鐵路牽引供電信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：設(shè)置在鐵路沿線桿塔上的觸發(fā)機(jī)構(gòu)、第一電氣信號(hào)采集裝置、電氣信號(hào)收發(fā)裝置、信號(hào)同步裝置、信號(hào)處理器、無線通信發(fā)射器和為各裝置提供電源的獨(dú)立電源；
相鄰桿塔的電氣信號(hào)收發(fā)裝置互連，鐵路變電所的第二電氣采集裝置與相鄰桿塔的電氣信號(hào)收發(fā)裝置連接；
桿塔的電氣信號(hào)收發(fā)裝置及第一電氣信號(hào)采集裝置分別與信號(hào)同步裝置連接，信號(hào)同步裝置與信號(hào)處理器連接，觸發(fā)機(jī)構(gòu)與無線通信發(fā)射器連接，信號(hào)處理器與無線通信發(fā)射器連接；
機(jī)車上還設(shè)有與桿塔無線通信發(fā)射器連接的無線通信接收器；
觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)無線通信發(fā)射器將同步的電氣信號(hào)發(fā)送到機(jī)車的無線通信接收器中。
優(yōu)選的，機(jī)車上還設(shè)有第三電氣信號(hào)采集裝置、信號(hào)同步裝置和信號(hào)處理器，機(jī)車上設(shè)有與智能調(diào)度服務(wù)器連接的3G網(wǎng)絡(luò)通信裝置及定位機(jī)車位置的GPS定位裝置。
優(yōu)選的，觸發(fā)機(jī)構(gòu)包括支撐載板、分層框架、防塵外殼及二級(jí)阻尼旋轉(zhuǎn)裝置，支撐載板與防塵外殼固定連接，分層框架設(shè)置在防塵外殼內(nèi)，第一電氣信號(hào)采集裝置、電氣信號(hào)收發(fā)裝置、信號(hào)同步裝置、信號(hào)處理器及無線通信發(fā)射器分布設(shè)置在分層框架上，防塵外殼頂部通過活動(dòng)擺臂與桿塔側(cè)壁鉸接；
防塵外殼包括矩形本體和矩形本體正面的截面為三角形的通信箱體，無線通信發(fā)射器設(shè)置在通信箱體內(nèi)，無線通信發(fā)射器的無線天線設(shè)置在通信箱體的外側(cè)楞邊上；
二級(jí)阻尼旋轉(zhuǎn)裝置包括裝置觸動(dòng)的導(dǎo)風(fēng)板及傳到外力的配合齒輪組。
優(yōu)選的，所述導(dǎo)風(fēng)板為具有收口結(jié)構(gòu)的O型板，O型板的方向朝向列車行進(jìn)相反方向。
優(yōu)選的，二級(jí)阻尼旋轉(zhuǎn)裝置包括導(dǎo)風(fēng)板、一級(jí)板支架、二級(jí)阻尼支架及配合齒輪組，配合齒輪組與支撐載板底部的齒輪盤連接，配合齒輪組通過支撐柱、軸承組固定在二級(jí)阻尼支架上，二級(jí)阻尼支架固定在支撐載板上，導(dǎo)風(fēng)板具有迎風(fēng)面，氣流通過時(shí)擠壓導(dǎo)風(fēng)板的迎風(fēng)面，導(dǎo)風(fēng)板受到風(fēng)壓隨氣流方向移動(dòng)，通過配合齒輪組傳導(dǎo)風(fēng)壓至支撐載板底部的齒輪盤并使齒輪盤緩慢旋轉(zhuǎn)，齒輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)支撐載板向機(jī)車行進(jìn)方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪盤與復(fù)位彈簧連接，氣流減弱后復(fù)位彈簧使齒輪盤向初始方向旋轉(zhuǎn)并控制支撐載板向機(jī)車行進(jìn)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
優(yōu)選的，二級(jí)阻尼裝置包括與支撐載板底部的齒輪盤連接的配合齒輪組及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)與無線通信發(fā)射器連接，機(jī)車車頭設(shè)置有觸發(fā)桿塔無線通信發(fā)射器的無線觸發(fā)模塊，無線觸發(fā)模塊的觸發(fā)距離為5-50米。
優(yōu)選的，桿塔的第一電氣信號(hào)采集裝置、鐵路變電所的第二電氣采集裝置、機(jī)車的第三電氣采集裝置均包括數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算帶有時(shí)間參數(shù)的電氣信號(hào)的諧波分析得到諧波信號(hào)。
優(yōu)選的，機(jī)車上包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，諧波信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。
優(yōu)選的，桿塔的信號(hào)處理器包括存儲(chǔ)器，經(jīng)信號(hào)同步裝置、信號(hào)處理器處理的信號(hào)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)無線通信發(fā)射器將最近時(shí)間間隔段的同步電氣信號(hào)發(fā)送到機(jī)車的無線通信接收器中。
優(yōu)選的，智能調(diào)度服務(wù)器將列車收集到的變電所電氣信號(hào)、桿塔電氣信號(hào)及機(jī)車電氣信號(hào)匯總顯示在調(diào)度顯示屏上的對(duì)應(yīng)列車地圖上形成列車運(yùn)行電氣狀態(tài)圖。
優(yōu)選的，智能調(diào)度服務(wù)器設(shè)有調(diào)度比對(duì)模塊，調(diào)度比對(duì)模塊將變電所電氣信號(hào)、桿塔電氣信號(hào)及機(jī)車電氣信號(hào)按固定時(shí)間間隔做比對(duì)處理，比對(duì)結(jié)果大于報(bào)警閾值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，根據(jù)報(bào)警信號(hào)篩選比對(duì)處理信號(hào)中包含的時(shí)間參數(shù)和位置參數(shù)。
優(yōu)選的，電氣信號(hào)的諧波分析方法為：通過傅里葉變換將時(shí)域的離散信號(hào)進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)展開并得到離散的頻譜，從離散的頻譜中篩選各次諧波對(duì)應(yīng)的譜線，計(jì)算得出諧波的電流參數(shù)和電壓參數(shù)。
優(yōu)選的，變電所和桿塔信號(hào)的同步方法為：變電所和桿塔上均包括GPS同步器，該GPS同步器的時(shí)間精度<1μs。
優(yōu)選的，桿塔的無線通信發(fā)射裝置與機(jī)車的無線通信方法為：桿塔上設(shè)置有基于WIFI的基站。
高速鐵路牽引供電信號(hào)監(jiān)測(cè)方法：包括如下步驟：
S1：鐵路變電所的第二電氣采集裝置采集鐵路變電所的電氣信號(hào)，電氣信號(hào)包括時(shí)間參數(shù)，數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算帶有時(shí)間參數(shù)的電氣信號(hào)的諧波分析得到變電所諧波信號(hào)；
S2：變電所諧波信號(hào)發(fā)送至變電所相鄰桿塔的電氣信號(hào)收發(fā)裝置；
S3：桿塔的第一電氣信號(hào)采集裝置采集桿塔設(shè)備的電氣信號(hào)，電氣信號(hào)包括時(shí)間參數(shù)，數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算帶有時(shí)間參數(shù)的電氣信號(hào)的諧波分析得到桿塔諧波信號(hào)；
S4：桿塔將接收到的變電所諧波信號(hào)通過電氣信號(hào)收發(fā)裝置順次發(fā)送至相鄰桿塔中，桿塔將桿塔諧波信號(hào)通過電氣信號(hào)收發(fā)裝置順次發(fā)送至相鄰桿塔中，當(dāng)桿塔同時(shí)受到兩個(gè)方向傳送的變電所諧波信號(hào)和桿塔諧波信號(hào)時(shí)停止繼續(xù)發(fā)送；
S5：桿塔的信號(hào)同步裝置根據(jù)時(shí)間參數(shù)同步變電所諧波信號(hào)和桿塔諧波信號(hào)并發(fā)送至信號(hào)處理器中，信號(hào)處理器將變電所諧波信號(hào)和桿塔諧波信號(hào)增加桿塔位置參數(shù)，信號(hào)處理器分析牽引網(wǎng)電氣信號(hào)狀態(tài)、故障并得到處理信號(hào)，處理信號(hào)發(fā)送至無線通信發(fā)射裝置并處于待發(fā)射狀態(tài)；
S6：桿塔上的觸發(fā)機(jī)構(gòu)接收到機(jī)車的觸發(fā)信號(hào)后，將無線通信發(fā)送裝置中的處理信號(hào)發(fā)送至機(jī)車，通過機(jī)車的3G網(wǎng)絡(luò)通信裝置將反應(yīng)沿途牽引網(wǎng)狀態(tài)的處理信號(hào)發(fā)送至智能調(diào)度服務(wù)器。
（三）有益效果：本發(fā)明提供的高速鐵路牽引供電信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1，對(duì)高速鐵路沿線的變電所進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳送機(jī)信號(hào)同步處理，解決現(xiàn)有技術(shù)中多個(gè)變電所之間信號(hào)無法同步采集的問題；
2，多個(gè)桿塔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信號(hào)匯總及同步處理，解決現(xiàn)有的牽引網(wǎng)系統(tǒng)電氣信號(hào)監(jiān)控不及時(shí)、不同步的問題；
3，每個(gè)桿塔都作為一個(gè)信號(hào)采集基站，匯總最近變電所及變電所與該桿塔之間所有桿塔的電氣信號(hào)，列車經(jīng)過時(shí)匯總該桿塔的所有電氣信號(hào)，用于牽引網(wǎng)、變電所、桿塔及機(jī)車的信號(hào)采集和分析用，可反映牽引網(wǎng)的電氣信號(hào)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，同時(shí)避免對(duì)牽引網(wǎng)整體數(shù)據(jù)采集而造成的數(shù)據(jù)量過大，機(jī)車采集經(jīng)過的桿塔的電氣信號(hào)最為接近牽引網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，反映牽引網(wǎng)的真實(shí)運(yùn)行情況，利用機(jī)車的通信、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅信號(hào)更加可靠，也降低了信號(hào)設(shè)備的成本；
4，桿塔采集到的變電所及多個(gè)桿塔的信號(hào)自動(dòng)分層并通過觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)后發(fā)送最近的數(shù)據(jù)至機(jī)車，進(jìn)一步減少了對(duì)牽引網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的信息量，同時(shí)，由于僅反映最近的信號(hào)數(shù)據(jù)，仍可以真實(shí)反映出牽引網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)和真實(shí)運(yùn)行情況，傳輸信號(hào)量的進(jìn)行也減少了對(duì)牽引網(wǎng)供電系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集所消耗的能量；
5，所有采集到的同步信號(hào)都存儲(chǔ)在桿塔或機(jī)車中，作為初步處理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，方便了對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析利用；
6，由于采集到的同步信號(hào)可實(shí)時(shí)反映牽引網(wǎng)的狀態(tài)，因此可通過設(shè)置信號(hào)數(shù)據(jù)閾值等簡(jiǎn)單方式實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控和故障報(bào)警的功能；
7，由于采集到的同步信號(hào)可實(shí)時(shí)反映牽引網(wǎng)的狀態(tài)，因此可在顯示屏上顯示出這些實(shí)時(shí)狀態(tài)信號(hào)形成牽引網(wǎng)信號(hào)地圖及故障地圖等可視化狀態(tài)分析結(jié)果，方便對(duì)牽引網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及方便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的時(shí)間、位置及原因，可及時(shí)排查故障、解除潛在危險(xiǎn)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明高速鐵路牽引供電信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的觸發(fā)機(jī)構(gòu)的示意圖。
10-支撐載板；11-分層框架；12-防塵外殼；13-二級(jí)阻尼旋轉(zhuǎn)裝置；14-活動(dòng)擺臂；15-桿塔側(cè)壁；16-矩形本體；17-通信箱體；18-外側(cè)楞邊；19-導(dǎo)風(fēng)板；20-收口結(jié)構(gòu)；21-一級(jí)板支架；22-二級(jí)阻尼支架；23-配合齒輪組；24-齒輪盤。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其他方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖，需要注意的是，此附圖僅作為示例，并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對(duì)本發(fā)明的實(shí)際要求保護(hù)范圍構(gòu)成限制。
現(xiàn)有的電氣牽引網(wǎng)供電系統(tǒng)的主要電氣參量包括：變電所的電壓和電流、機(jī)車的電壓和電流，現(xiàn)有的變電所之間的電氣參量并不同步且無法相互傳輸，無法對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行高頻分量的精準(zhǔn)測(cè)量，實(shí)際測(cè)得數(shù)據(jù)的實(shí)用性和可靠性相對(duì)較低，且很多數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)參量無法獲取，因此，需要對(duì)現(xiàn)有的牽引供電系統(tǒng)的電氣參量進(jìn)行高精度同步采集和高頻率分析。
現(xiàn)行的牽引供電系統(tǒng)的分析和仿真軟件都是基于非同步的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算的，現(xiàn)行的分析軟件很難進(jìn)行動(dòng)態(tài)、快速的實(shí)際情況分析，對(duì)故障的分析和定位能力有所欠缺?，F(xiàn)行的運(yùn)行工況復(fù)雜、數(shù)據(jù)量極大，依靠現(xiàn)有的分析平臺(tái)的可靠性越來越低。
本技術(shù)方案提供一種對(duì)變電所電氣參量、桿塔電氣參量及機(jī)車電氣參量進(jìn)行高精度同步數(shù)據(jù)采集和分析的監(jiān)測(cè)產(chǎn)品和監(jiān)測(cè)方法，為鐵路局、機(jī)務(wù)段、供電段、機(jī)車車輛廠、鐵路設(shè)計(jì)院等單位對(duì)牽引供電系統(tǒng)和機(jī)車車輛電氣裝備設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、檢修、故障預(yù)警、事故調(diào)查分析等提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和決策支持。
一種高速鐵路牽引供電信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：設(shè)置在鐵路沿線桿塔上的觸發(fā)機(jī)構(gòu)、第一電氣信號(hào)采集裝置、電氣信號(hào)收發(fā)裝置、信號(hào)同步裝置、信號(hào)處理器、無線通信發(fā)射器和為各裝置提供電源的獨(dú)立電源；
觸發(fā)機(jī)構(gòu)接收到機(jī)車發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)后，啟動(dòng)桿塔的無線通信發(fā)射器向機(jī)車發(fā)送采集及存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，觸發(fā)信號(hào)包括：通過列車經(jīng)過的陣風(fēng)觸動(dòng)或列車發(fā)送的無線觸發(fā)信號(hào)觸動(dòng)。
相鄰桿塔的電氣信號(hào)收發(fā)裝置互連，鐵路變電所的第二電氣采集裝置與相鄰桿塔的電氣信號(hào)收發(fā)裝置連接；
可在所有的桿塔上設(shè)置觸發(fā)機(jī)構(gòu)、信號(hào)處理器及無線通信發(fā)射器，或者在固定間隔數(shù)量的桿塔上設(shè)置觸發(fā)機(jī)構(gòu)、信號(hào)處理器及無線通信發(fā)射器，如間隔5根桿塔設(shè)置一套觸發(fā)機(jī)構(gòu)、信號(hào)處理器及無線通信發(fā)射器，用于與機(jī)車發(fā)送數(shù)據(jù)。
桿塔的電氣信號(hào)收發(fā)裝置及第一電氣信號(hào)采集裝置分別與信號(hào)同步裝置連接，信號(hào)同步裝置與信號(hào)處理器連接，觸發(fā)機(jī)構(gòu)與無線通信發(fā)射器連接，信號(hào)處理器與無線通信發(fā)射器連接；
機(jī)車上還設(shè)有與桿塔無線通信發(fā)射器連接的無線通信接收器；
觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)無線通信發(fā)射器將同步的電氣信號(hào)發(fā)送到機(jī)車的無線通信接收器中。
對(duì)高速鐵路沿線的變電所進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳送機(jī)信號(hào)同步處理，解決現(xiàn)有技術(shù)中多個(gè)變電所之間信號(hào)無法同步采集的問題；多個(gè)桿塔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信號(hào)匯總及同步處理，解決現(xiàn)有的牽引網(wǎng)系統(tǒng)電氣信號(hào)監(jiān)控不及時(shí)、不同步的問題；每個(gè)桿塔都作為一個(gè)信號(hào)采集基站，匯總最近變電所及變電所與該桿塔之間所有桿塔的電氣信號(hào)，列車經(jīng)過時(shí)匯總該桿塔的所有電氣信號(hào)，用于牽引網(wǎng)、變電所、桿塔及機(jī)車的信號(hào)采集和分析用，可反映牽引網(wǎng)的電氣信號(hào)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，同時(shí)避免對(duì)牽引網(wǎng)整體數(shù)據(jù)采集而造成的數(shù)據(jù)量過大，機(jī)車采集經(jīng)過的桿塔的電氣信號(hào)最為接近牽引網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，反映牽引網(wǎng)的真實(shí)運(yùn)行情況，利用機(jī)車的通信、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅信號(hào)更加可靠，也降低了信號(hào)設(shè)備的成本。
桿塔采集到的變電所及多個(gè)桿塔的信號(hào)自動(dòng)分層并通過觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)后發(fā)送最近的數(shù)據(jù)至機(jī)車，進(jìn)一步減少了對(duì)牽引網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的信息量，同時(shí)，由于僅反映最近的信號(hào)數(shù)據(jù)，仍可以真實(shí)反映出牽引網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)和真實(shí)運(yùn)行情況，傳輸信號(hào)量的進(jìn)行也減少了對(duì)牽引網(wǎng)供電系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集所消耗的能量。
所有采集到的同步信號(hào)都存儲(chǔ)在桿塔或機(jī)車中，作為初步處理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，方便了對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析利用；由于采集到的同步信號(hào)可實(shí)時(shí)反映牽引網(wǎng)的狀態(tài)，因此可通過設(shè)置信號(hào)數(shù)據(jù)閾值等簡(jiǎn)單方式實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控和故障報(bào)警的功能；由于采集到的同步信號(hào)可實(shí)時(shí)反映牽引網(wǎng)的狀態(tài)，因此可在顯示屏上顯示出這些實(shí)時(shí)狀態(tài)信號(hào)形成牽引網(wǎng)信號(hào)地圖及故障地圖等可視化狀態(tài)分析結(jié)果，方便對(duì)牽引網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及方便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的時(shí)間、位置及原因，可及時(shí)排查故障、解除潛在危險(xiǎn)。
機(jī)車上還設(shè)有第三電氣信號(hào)采集裝置、信號(hào)同步裝置和信號(hào)處理器，機(jī)車上設(shè)有與智能調(diào)度服務(wù)器連接的3G網(wǎng)絡(luò)通信裝置及定位機(jī)車位置的GPS定位裝置。
機(jī)車的信號(hào)處理器可比對(duì)牽引網(wǎng)的電氣信號(hào)數(shù)據(jù)與自身設(shè)備的電氣信號(hào)數(shù)據(jù)，可及時(shí)分析出經(jīng)過的路段的牽引網(wǎng)故障問題并及時(shí)發(fā)送至智能調(diào)度服務(wù)器。
觸發(fā)機(jī)構(gòu)包括支撐載板10、分層框架11、防塵外殼12及二級(jí)阻尼旋轉(zhuǎn)裝置13，支撐載板10與防塵外殼12固定連接，分層框架11設(shè)置在防塵外殼12內(nèi)，第一電氣信號(hào)采集裝置、電氣信號(hào)收發(fā)裝置、信號(hào)同步裝置、信號(hào)處理器及無線通信發(fā)射器分布設(shè)置在分層框架11上，防塵外殼12頂部通過活動(dòng)擺臂14與桿塔側(cè)壁15鉸接；
防塵外殼12包括矩形本體16和矩形本體16正面的截面為三角形的通信箱體17，無線通信發(fā)射器設(shè)置在通信箱體17內(nèi)，無線通信發(fā)射器的無線天線設(shè)置在通信箱體17的外側(cè)楞邊18上；
二級(jí)阻尼旋轉(zhuǎn)裝置13包括裝置觸動(dòng)的導(dǎo)風(fēng)板19及傳到外力的配合齒輪組23。
所述導(dǎo)風(fēng)板19為具有收口結(jié)構(gòu)20的O型板，O型板的方向朝向列車行進(jìn)相反方向。
二級(jí)阻尼旋轉(zhuǎn)裝置13包括導(dǎo)風(fēng)板19、一級(jí)板支架21、二級(jí)阻尼支架22及配合齒輪組23，配合齒輪組23與支撐載板10底部的齒輪盤24連接，配合齒輪組23通過支撐柱、軸承組固定在二級(jí)阻尼支架22上，二級(jí)阻尼支架22固定在支撐載板10上，導(dǎo)風(fēng)板19具有迎風(fēng)面，氣流通過時(shí)擠壓導(dǎo)風(fēng)板19的迎風(fēng)面，導(dǎo)風(fēng)板19受到風(fēng)壓隨氣流方向移動(dòng)，通過配合齒輪組23傳導(dǎo)風(fēng)壓至支撐載板10底部的齒輪盤24并使齒輪盤24緩慢旋轉(zhuǎn)，齒輪盤24轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)支撐載板10向機(jī)車行進(jìn)方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪盤24與復(fù)位彈簧連接，氣流減弱后復(fù)位彈簧使齒輪盤24向初始方向旋轉(zhuǎn)并控制支撐載板10向機(jī)車行進(jìn)相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
二級(jí)阻尼裝置包括與支撐載板10底部的齒輪盤24連接的配合齒輪組23及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)與無線通信發(fā)射器連接，機(jī)車車頭設(shè)置有觸發(fā)桿塔無線通信發(fā)射器的無線觸發(fā)模塊，無線觸發(fā)模塊的觸發(fā)距離為5-50米。
桿塔的第一電氣信號(hào)采集裝置、鐵路變電所的第二電氣采集裝置、機(jī)車的第三電氣采集裝置均包括數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算帶有時(shí)間參數(shù)的電氣信號(hào)的諧波分析得到諧波信號(hào)。
機(jī)車上包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，諧波信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。
桿塔的信號(hào)處理器包括存儲(chǔ)器，經(jīng)信號(hào)同步裝置、信號(hào)處理器處理的信號(hào)按時(shí)間順序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸發(fā)無線通信發(fā)射器將最近時(shí)間間隔段的同步電氣信號(hào)發(fā)送到機(jī)車的無線通信接收器中。
智能調(diào)度服務(wù)器將列車收集到的變電所電氣信號(hào)、桿塔電氣信號(hào)及機(jī)車電氣信號(hào)匯總顯示在調(diào)度顯示屏上的對(duì)應(yīng)列車地圖上形成列車運(yùn)行電氣狀態(tài)圖。
智能調(diào)度服務(wù)器設(shè)有調(diào)度比對(duì)模塊，調(diào)度比對(duì)模塊將變電所電氣信號(hào)、桿塔電氣信號(hào)及機(jī)車電氣信號(hào)按固定時(shí)間間隔做比對(duì)處理，比對(duì)結(jié)果大于報(bào)警閾值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，根據(jù)報(bào)警信號(hào)篩選比對(duì)處理信號(hào)中包含的時(shí)間參數(shù)和位置參數(shù)。
電氣信號(hào)的諧波分析方法為：通過傅里葉變換將時(shí)域的離散信號(hào)進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)展開并得到離散的頻譜，從離散的頻譜中篩選各次諧波對(duì)應(yīng)的譜線，計(jì)算得出諧波的電流參數(shù)和電壓參數(shù)。
變電所和桿塔信號(hào)的同步方法為：變電所和桿塔上均包括GPS同步器，該GPS同步器的時(shí)間精度<1μs。
桿塔的無線通信發(fā)射裝置與機(jī)車的無線通信方法為：桿塔上設(shè)置有基于WIFI的基站。
高速鐵路牽引供電信號(hào)監(jiān)測(cè)方法：包括如下步驟：
S1：鐵路變電所的第二電氣采集裝置采集鐵路變電所的電氣信號(hào)，電氣信號(hào)包括時(shí)間參數(shù)，數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算帶有時(shí)間參數(shù)的電氣信號(hào)的諧波分析得到變電所諧波信號(hào)；
S2：變電所諧波信號(hào)發(fā)送至變電所相鄰桿塔的電氣信號(hào)收發(fā)裝置；
S3：桿塔的第一電氣信號(hào)采集裝置采集桿塔設(shè)備的電氣信號(hào)，電氣信號(hào)包括時(shí)間參數(shù)，數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算帶有時(shí)間參數(shù)的電氣信號(hào)的諧波分析得到桿塔諧波信號(hào)；
S4：桿塔將接收到的變電所諧波信號(hào)通過電氣信號(hào)收發(fā)裝置順次發(fā)送至相鄰桿塔中，桿塔將桿塔諧波信號(hào)通過電氣信號(hào)收發(fā)裝置順次發(fā)送至相鄰桿塔中，當(dāng)桿塔同時(shí)受到兩個(gè)方向傳送的變電所諧波信號(hào)和桿塔諧波信號(hào)時(shí)停止繼續(xù)發(fā)送；
S5：桿塔的信號(hào)同步裝置根據(jù)時(shí)間參數(shù)同步變電所諧波信號(hào)和桿塔諧波信號(hào)并發(fā)送至信號(hào)處理器中，信號(hào)處理器將變電所諧波信號(hào)和桿塔諧波信號(hào)增加桿塔位置參數(shù)，信號(hào)處理器分析牽引網(wǎng)電氣信號(hào)狀態(tài)、故障并得到處理信號(hào)，處理信號(hào)發(fā)送至無線通信發(fā)射裝置并處于待發(fā)射狀態(tài)；
S6：桿塔上的觸發(fā)機(jī)構(gòu)接收到機(jī)車的觸發(fā)信號(hào)后，將無線通信發(fā)送裝置中的處理信號(hào)發(fā)送至機(jī)車，通過機(jī)車的3G網(wǎng)絡(luò)通信裝置將反應(yīng)沿途牽引網(wǎng)狀態(tài)的處理信號(hào)發(fā)送至智能調(diào)度服務(wù)器。
以上內(nèi)容是對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)選的實(shí)施例的說明，可以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員更充分地理解本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案。但是，這些實(shí)施例僅僅是舉例說明，不能認(rèn)定本發(fā)明創(chuàng)造的具體實(shí)施方式僅限于這些實(shí)施例的說明。對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演和變換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。