铁路牵引变电所动模试验平台数据处理方法及处理系统与流程

本发明涉及数据处理，尤其涉及一种铁路牵引变电所动模试验平台数据处理方法及处理系统。

背景技术：

1、铁路牵引变电所是指将通过电力传输线输送至发电厂的电能变换成适合铁路机车车辆所需的电压，并分送到接触网或接触轨的场所。随着我国电气化铁路的迅猛发展，牵引供电系统由简单的单线直接供电方式逐步向复杂的at供电方式演化。铁路的牵引供电系统也越来越复杂，因此供电系统在发生短路、过载等故障时，牵引供电系统设备保护、重合闸、备自投、故障测距等功能逻辑也变得更加复杂。由于条件的限制，大部分故障无法依靠传统静态模拟手段复现，无论是对于故障原因的调查，还是对保护等二次设备的性能验证，都必须要依靠动态仿真技术反映系统在故障状态下的实际工作状态。

2、铁路牵引变电所动模试验平台包括实时仿真机、数模转换单元、功率放大单元和数字io单元等，通过实时仿真机运行牵引变电所数字模型，模拟实际运行出现的各类故障，对牵引变电所、分区所中牵引变压器保护装置、自耦变压器保护装置、馈线保护装置、备自投装置、故障测距装置进行各类运行拓扑和模式下动作的可靠性和选择性验证。

3、在试验过程中，应当记录每次试验的试验条件、输出波形、被测装置反馈等信号。但是，动模试验平台数据处理过程中存在以下技术问题：

4、1)测试结果数据占用存储空间过大。

5、由于铁路牵引供电系统模式复杂，动模试验依照检验细则应当考虑牵引变压器7种接线方式、at供电和直接供电模式、馈线断路器接入/隔离开关接入模式等多种系统结构，故障类型应当考虑金属性故障、经过渡电阻短路故障、间歇性故障、发展性故障、频率偏移、流互饱和、压互饱和等，但受限于rtlab(real time labratory，实时数字仿真实验平台)等实时仿真系统录波功能设置，每次用例只能选择固定录波时间，因此每次试验形成的试验数据量在10gb左右，数量在3000～5000左右文件、每个文件包含50～60个通道录波数据。

6、2)测试结果数据特征值不明显。

7、测试用例覆盖了正常、异常各类工况，因此检测结果包含动作、不动作、延时动作、延时恢复等各种工况，动作时间从试验开始速动至延时30s动作等各种工况；但测试结果数据特征值不明显。

8、3)测试结果缺乏自动结果判定。

9、传统rtds(real time digital simulator，实时数字仿真仪)或者rtlab系统只提供数据查看的软件，不能自动判定试验结果通过与否，人工分析录波文件工作量大且效率差，不能满足实际需求的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种铁路牵引变电所动模试验平台数据处理方法及处理系统，以根据用例特征保留有效数据信息，压缩数据量，并根据录波信息进行自动测试结果判定。

2、本发明提供一种铁路牵引变电所动模试验平台数据处理方法，其包括以下步骤：

3、在实时仿真系统中运行电气化铁路牵引变电所动模试验数字模型；通过测试软件控制用例按照测试步骤运行；在每个测试时用例完成生成一个录波文件，录波文件以“测试用例名称+测试时间”命名；

4、数据处理主机以文件读取方式从实时仿真系统下载录波文件；

5、数据处理主机根据格式解析所述录波文件对应的测试用例名称，根据测试用例名称访问测试时用例数据库，形成配置文件用例配置信息；

6、数据处理主机根据用例配置信息中有效开关量通道信息和用例配置信息字段中动作通道值，提取有效开关量通道数据，记录开关量动作变位时间和输出开关量动作soe记录文件；

7、数据处理主机向数据分析主机发送数据处理完成信息；

8、数据分析主机通过通信方式读取数据处理主机存储的用例配置信息、输出开关量动作soe记录文件和录波文件；

9、数据分析主机读取输出开关量动作soe记录文件，如果输出开关量动作soe记录文件为空，则对录波文件进行直接绘图，形成图片，将动作时间记录文件作为空文件；如果输出开关量动作soe记录文件不为空，则通过soe记录计算动作时间并记录动作时间记录文件；

10、数据分析主机读取用例配置信息中的判定准则，并与动作时间记录文件进行对比，生成记录结果；

11、数据分析主机根据记录结果生成测试报告。

12、根据本发明提供的铁路牵引变电所动模试验平台数据处理方法，所述数据分析主机读取用例配置信息中的判定准则，并与动作时间记录文件进行对比，生成记录结果，具体包括：

13、如果动作时间记录文件为空，用例配置信息要求动作，将用例试验结果判定为不合格，存储录波文件、动作时间记录文件和用例配置信息；

14、如果动作时间记录文件为空，用例配置信息要求不动作，将用例试验结果判定为合格，并以图片的形式存储用例试验结果；

15、如果动作时间记录文件为不为空，用例配置信息要求动作，根据动作时间与规定的动作时间比对，判定用例试验结果合格或不合格；用例配置信息要求不动作，将用例试验结果判定为不合格，具体包括：

16、如果将用例试验结果判定为不合格，记录存储录波文件、动作时间记录文件和用例配置信息；

17、如果将用例试验结果判定为合格，生成全部波形录波图像、放大用例开始前后0.2s的图片并存储、放大故障触发前后0.2s的图片并存储以及放大各soe信号产生前后0.2s的图片并存储，记录动作时间记录文件和用例配置信息。

18、根据本发明提供的铁路牵引变电所动模试验平台数据处理方法，所述配置文件用例配置信息包括字段和字段值，所述字段包括用例名称、第一故障时间、第一故障类型、转换时间、第二故障时间、第二故障类型、故障状态标识、故障状态、动作通道和动作值；所述字段值根据测试用例设置。

19、采用上述任一项所述的铁路牵引变电所动模试验平台数据处理方法，本发明还提供了一种铁路牵引变电所动模试验平台数据处理系统，其包括实时仿真系统、数据处理主机和数据分析主机；所述实时仿真系统用于运行铁路牵引变电所实时仿真模型，用例完成后生成录波文件；所述数据处理主机用于获取录波文件并根据录波文件的用例名称信息从数据库中读取输出用例配置信息，并从录波文件中计算输出开关量动作soe记录文件；所述数据分析主机用于将开关量动作soe记录文件转换为最终存储文件，并对测试结果进行自动判定。

20、根据本发明提供的铁路牵引变电所动模试验平台数据处理系统，所述数据分析主机分析输出开关量动作soe记录文件和用例配置信息，计算输出开关量动作soe记录文件并输出形成动作时间记录文件，将动作时间记录文件与用例配置信息进行比较；通过调用绘图函数将录波文件转换为一系列图片及动作时间数据进行存储。

21、根据本发明提供的铁路牵引变电所动模试验平台数据处理系统，还包括时间同步装置和人机显示界面，所述时间同步装置用于通过授时协议对所述数据处理主机、数据分析主机和人机显示界面进行时间同步；所述人机显示界面用于显示输出处理过程，并用于获取开始或停止指令以进行相应操作。

22、进一步地，本发明提供的铁路牵引变电所动模试验平台数据处理系统还包括交换机，所述实时仿真系统、数据处理主机、数据分析主机、时间同步装置和人机显示界面均与所述交换机连接，通过所述交换机进行数据交换。

23、进一步地，所述实时仿真系统采用实时仿真平台，所述实时仿真平台上运行有电气化铁路牵引变电所动模试验数字模型，所述动模试验数字模型包括电源、牵引变压器、断路器、馈线、自耦变压器和互感器。

24、进一步地，输出开关量动作soe记录文件采用csv格式；所述录波文件转换成的图片采用png格式。

25、进一步地，所述数据分析主机的存储结果中包含各个操作的时间戳，能够通过所述人机显示界面进行查询。

26、本发明提供的一种铁路牵引变电所动模试验平台数据处理方法通过将通过用例的数据文件转换为图片格式存储，能够大大降低无效数据占用硬盘空间，同时，对于关键数据进行放大图和数据双重保存，能够保留测试数据的全部细节；通过数据分析主机自动分析，不需要依赖人工对大量原始波形进分析，直接输出测试结果，能够提高检测效率。