牽引供電系統(tǒng)故障的基于模型診斷方法研究.pdf

1、牽引供電系統(tǒng)能否穩(wěn)定可靠的工作直接影響到列車的安全運(yùn)行，一旦牽引供電系統(tǒng)發(fā)生故障造成供電中斷，不僅影響所供電線路的列車的正常運(yùn)行，在當(dāng)前大密度大流量的鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，甚至可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，使多條線路運(yùn)行不暢，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。為了快速準(zhǔn)確地分析判定事故原因并采取相關(guān)措施盡快恢復(fù)供電，在深入研究故障機(jī)理和診斷方法的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)了很多人工智能系統(tǒng)用于牽引供電系統(tǒng)的故障診斷，其中專家系統(tǒng)最為成功。但專家系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)收集困難且積累周期長(zhǎng)，基

2、于模型診斷的方法是根據(jù)待診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行診斷的，彌補(bǔ)了專家系統(tǒng)的不足。因此本文嘗試將基于模型診斷的方法應(yīng)用于牽引供電系統(tǒng)故障診斷，并對(duì)其中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行分析探討。
　　首先，針對(duì)現(xiàn)有智能搜索算法最小碰集實(shí)現(xiàn)率較低的缺點(diǎn)，提出了將二進(jìn)制粒子群和遺傳算法相結(jié)合的算法，并就算法中適應(yīng)度函數(shù)的構(gòu)造、最小碰集保證策略、算法終止條件的選取等問(wèn)題做了探討分析。通過(guò)編程驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法較標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制粒子群算法有較高的搜索效率，

3、較標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法有更快的收斂速度。同時(shí)算法對(duì)系統(tǒng)規(guī)模不敏感，能在較短時(shí)間內(nèi)求出幾乎100％的最小碰集。
　　其次，將基于模型診斷的方法引入牽引供電系統(tǒng)故障診斷中，給出了一個(gè)牽引供電系統(tǒng)故障診斷方案。并以京津城際永樂(lè)段為例，詳細(xì)論述了系統(tǒng)元件抽象、系統(tǒng)建模、離線沖突集獲取、系統(tǒng)在線故障匹配等基于模型診斷的關(guān)鍵步驟。通過(guò)編程對(duì)Simulink仿真故障數(shù)據(jù)進(jìn)行求解分析，結(jié)果表明基于模型診斷方法能快速準(zhǔn)確地診斷出接觸網(wǎng)故障和AT所母線故障等

4、單一或復(fù)合故障。同時(shí)針對(duì)測(cè)量元件故障導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的情況，給出一個(gè)診斷策略，使診斷系統(tǒng)在某個(gè)測(cè)量元件故障時(shí)仍能正常工作。
　　再次，根據(jù)牽引變壓器故障特點(diǎn)，將變壓器故障分為突發(fā)性電氣回路突發(fā)性故障和潛伏性故障。對(duì)于電氣回路突發(fā)性故障，用一致性推理和溯因推理相結(jié)合的方法進(jìn)行診斷，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法切實(shí)可行。對(duì)于潛伏性故障，提出用一致性推理和專家系統(tǒng)結(jié)合的方法，并分析了其實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
　　最后，將解析模型引入牽引供電系統(tǒng)的故障診