一種鐵道機車風源數據分析方法及智能管理系統與流程
2023-06-03 11:17:51 1
本發明涉及鐵道機車風源數據分析管理領域，尤其涉及一種鐵道機車風源數據分析方法及智能管理系統。
背景技術：
隨著鐵路運輸的發展，現在機車普遍安裝有風源系統為客車車列內部提供開門、清潔和其它風動裝置的空氣動力源，這就使得機車每時每刻都在產生大量的有關風源的數據；
但是，目前機車風源系統並沒有統一的數據分析系統，對於機車風源系統管理的相關產品機車風源智能管理裝置，也僅實現了數據的實時採集和存儲功能，所能夠體現的功能並不完善，使得系統的價值並不突出。而機車風源系統作為機車運用過程中的關鍵系統，對機車運用安全起著至關重要的作用，必須進行全面的管理才能實時確保其狀態正常。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種鐵道機車風源數據分析方法及智能管理系統，解決了目前機車風源系統沒有統一的機車風源數據分析系統的問題。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種鐵道機車風源數據分析方法，所述的方法的步驟如下：
S1、對記錄有原始數據的文件進行選擇；
S2、對文件進行解析和數據處理；
S3、對解析後的數據進行時間區的選取和篩選；
S4、選擇查詢條件進行重要數值條件過濾；
S5、根據選擇的查詢條件統計分析得到分析結果。
所述的原始數據包括流量數據、速度數據、壓力數據和壓縮機啟停狀態數據。
所述的文件包括二進位文件，一個文件夾中含有的二進位文件數目為n個，其中n為大於等於1，小於等於20的整數，每個二進位文件的擴展名均為「.CHT」。
所述S2的具體步驟如下：
S21、對每秒數據記錄生成來源進行標識；
S22、採用插值法或默認取值法對原始數據中每秒真實記錄存在的數據進行處理，使得解析後的結果在每秒都存在記錄。
所述S21的具體步驟如下：
S211、當前一秒數據記錄存在時，則該記錄為真實數據記錄，直接按記錄表的規則進行各欄位值的解析；
S212、當前一秒數據記錄不存在時，壓縮機啟停Ⅰ端和壓縮機啟停Ⅱ數字量均按0默認值設定，流量按數值0默認值設定，速度和壓力採用插值法將相鄰存在數據記錄的兩點所對應的壓力和速度直接連成一條線段，該兩點之間沒有記錄的數據點按線段進行線性插值設定。
所述S22中的插值法的步驟如下：
A1、判斷當前數據和上一條數據記錄是否在同一開關機時間段內；
A2、如果不是在同一開關機時間段內，則判斷是否出現漏秒記錄，根據漏秒數得到是漏秒記錄還是補秒記錄；
A3、根據漏秒數循環插入補秒記錄到數據列表末尾；
A4、將當前數據添加到數據列表末尾；
所述S22中的默認取值法的步驟如下：
B1、在插入補秒記錄時，對每條數據先判斷是漏秒記錄還是補秒記錄；
B2、如果是漏秒記錄則將速度和壓力按照線性補值，其它和上一秒數據相同。
B3、如果是補秒記錄則將速度和壓力按照線性補值，流量和壓縮機啟停補0值，其它和上一秒數據相同。
所述的漏秒記錄的解析處理方法的步驟如下：
S221、如果兩條真實記錄之間漏卻1秒數據時，則插入那條記錄；
S222、壓縮機啟停的狀態與前面那一秒的記錄保持不變，流量也與前面那一秒的記錄保持不變；壓力和速度用插值法計算得到。
所述S3中的時間區即裝置主機每次開關機的時間段，包括開機記錄和關機記錄；所述的開機記錄為解析時間區的第一條記錄，所述關機記錄為解析時間區的最後一條記錄。
所述S5中的統計分析包括壓縮機啟停工況分析、壓力統計分析和流量統計分析；所述的壓縮機啟停工況分析的步驟如下：
S511、獲取篩選時間段內的數據，根據模式定義得到所有的模式結果集合；
S512、根據所有的模式結果集合得到小計結果；
S513、根據所有的小計結果得到總計結果；
S514、根據所有的模式結果集合、小計結果和總計結果生成表格報表；
所述的壓力統計分析的步驟如下：
S521、獲取篩選時間段內的數據，得到需要統計的壓力範圍；
S522、結合壓力範圍、篩選數據及需要統計的壓力量進行循環比較，得到所選壓力範圍各種對應的分布次數；
S523、根據單個範圍次數與總次數之間所佔百分比生成壓力統計圖；
所述的流量統計分析的步驟如下：
S531、獲取篩選時間段內的數據；
S532、對每個流量的每個值進行累加求和；
S533、根據各自求和結果生成流量統計圖。
一種鐵道機車風源數據智能管理系統，包括數據解析模塊、智能分析模塊、波形分析模塊、數據列表模塊、壓縮機啟停工況統計模塊、壓力統計模塊和流量統計模塊；
所述的數據解析模塊為數據分析的起點，主要是提供後續所有數據分析的數據接口，實現文件選擇、文件解析、時間篩選、時間區選擇和重要數值條件過濾的功能；
所述的智能分析模塊主要實現數據解析完成後對流量、壓力、速度及壓縮機啟停工況進行一系列的自動分析，並將分析結果以列表的形式進行展示；
所述的波形分析模塊主要實現將勾選時間段內的數據按照值與時間的線性關係進行圖形繪製分析，包括流量、壓力、速度、壓縮機啟停工況的曲線繪製；
所述的數據列表模塊主要實現顯示過濾後的數據，根據勾選項顯示所需展示的列及翻頁和數據列表excel導出；
所述的壓縮機啟停工況統計模塊主要實現對篩選時間段內的壓縮機的啟停狀態進行統計，並根據勾選項顯示所需展示的列統計結果導出excel；所述的壓縮機啟停狀態包括Ⅰ端啟動、Ⅰ端停止、Ⅱ端啟動、Ⅱ端停止、雙端啟動、雙端停止；
所述的壓力統計模塊主要實現對篩選時間段內的每個壓力的分布情況進行統計；
所述的流量統計模塊主要實現對篩選時間段內的每個流量的綜合進行統計。
本發明的有益效果是：一種鐵道機車風源數據分析方法及智能管理系統，能夠對機車風源智能管理裝置收集的數據進行統一的綜合處理，經過數據分析，智能判斷等手段，呈現機車風源系統運行過程中對應時點的實際狀態；對特定數據具有較強的篩選功能，定位準確，並可根據設置形成對應圖表，使數據具有較強的可視性，與機車風源智能管理裝置協同能夠使整個管理系統功能更加完善；若機車風源系統出現問題，可輔助機務及相關單位進行故障問題分析處理，同時通過大量數據的收集，總結風源系統運用過程規律，為提高機車運用效能，改進設計提供數據支持。
附圖說明
圖1為數據分析方法流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不局限於以下所述。
如圖1所示，一種鐵道機車風源數據分析方法，所述的方法的步驟如下：
S1、對記錄有原始數據的文件進行選擇；
S2、對文件進行解析和數據處理；
S3、對解析後的數據進行時間區的選取和篩選；
S4、選擇查詢條件進行重要數值條件過濾；
S5、根據選擇的查詢條件統計分析得到分析結果。
所述的原始數據包括流量數據、速度數據、壓力數據和壓縮機啟停狀態數據。
所述的文件包括二進位文件，一個文件夾中含有的二進位文件數目為n個，其中n為大於等於1，小於等於20的整數，每個二進位文件的擴展名均為「.CHT」。
所述S2的具體步驟如下：
S21、對每秒數據記錄生成來源進行標識；
S22、採用插值法或默認取值法對原始數據中每秒真實記錄存在的數據進行處理，使得解析後的結果在每秒都存在記錄。
所述S21的具體步驟如下：
S211、當前一秒數據記錄存在時，則該記錄為真實數據記錄，直接按記錄表的規則進行各欄位值的解析；
S212、當前一秒數據記錄不存在時，壓縮機啟停Ⅰ端和壓縮機啟停Ⅱ數字量均按0默認值設定，流量按數值0默認值設定，速度和壓力採用插值法將相鄰存在數據記錄的兩點所對應的壓力和速度直接連成一條線段，該兩點之間沒有記錄的數據點按線段進行線性插值設定。
所述S22中的插值法的步驟如下：
A1、判斷當前數據和上一條數據記錄是否在同一開關機時間段內；
A2、如果不是在同一開關機時間段內，則判斷是否出現漏秒記錄，根據漏秒數得到是漏秒記錄還是補秒記錄；
A3、根據漏秒數循環插入補秒記錄到數據列表末尾；
A4、將當前數據添加到數據列表末尾；
所述S22中的默認取值法的步驟如下：
B1、在插入補秒記錄時，對每條數據先判斷是漏秒記錄還是補秒記錄；
B2、如果是漏秒記錄則將速度和壓力按照線性補值，其它和上一秒數據相同。
B3、如果是補秒記錄則將速度和壓力按照線性補值，流量和壓縮機啟停補0值，其它和上一秒數據相同。
所述的漏秒記錄的解析處理方法的步驟如下：
S221、如果兩條真實記錄之間漏卻1秒數據時，則插入那條記錄；
S222、壓縮機啟停的狀態與前面那一秒的記錄保持不變，流量也與前面那一秒的記錄保持不變；壓力和速度用插值法計算得到。
所述S3中的時間區即裝置主機每次開關機的時間段，包括開機記錄和關機記錄；所述的開機記錄為解析時間區的第一條記錄，所述關機記錄為解析時間區的最後一條記錄。
所述S5中的統計分析包括壓縮機啟停工況分析、壓力統計分析和流量統計分析；所述的壓縮機啟停工況分析的步驟如下：
S511、獲取篩選時間段內的數據，根據模式定義得到所有的模式結果集合；
S512、根據所有的模式結果集合得到小計結果；
S513、根據所有的小計結果得到總計結果；
S514、根據所有的模式結果集合、小計結果和總計結果生成表格報表；
所述的壓力統計分析的步驟如下：
S521、獲取篩選時間段內的數據，得到需要統計的壓力範圍；
S522、結合壓力範圍、篩選數據及需要統計的壓力量進行循環比較，得到所選壓力範圍各種對應的分布次數；
S523、根據單個範圍次數與總次數之間所佔百分比生成壓力統計圖；
所述的流量統計分析的步驟如下：
S531、獲取篩選時間段內的數據；
S532、對每個流量的每個值進行累加求和；
S533、根據各自求和結果生成流量統計圖。
一種鐵道機車風源數據智能管理系統，包括數據解析模塊、智能分析模塊、波形分析模塊、數據列表模塊、壓縮機啟停工況統計模塊、壓力統計模塊和流量統計模塊；
所述的數據解析模塊為數據分析的起點，主要是提供後續所有數據分析的數據接口，實現文件選擇、文件解析、時間篩選、時間區選擇和重要數值條件過濾的功能；
所述的智能分析模塊主要實現數據解析完成後對流量、壓力、速度及壓縮機啟停工況進行一系列的自動分析，並將分析結果以列表的形式進行展示；
所述的波形分析模塊主要實現將勾選時間段內的數據按照值與時間的線性關係進行圖形繪製分析，包括流量、壓力、速度、壓縮機啟停工況的曲線繪製；
所述的數據列表模塊主要實現顯示過濾後的數據，根據勾選項顯示所需展示的列及翻頁和數據列表excel導出；
所述的壓縮機啟停工況統計模塊主要實現對篩選時間段內的壓縮機的啟停狀態進行統計，並根據勾選項顯示所需展示的列統計結果導出excel；所述的壓縮機啟停狀態包括Ⅰ端啟動、Ⅰ端停止、Ⅱ端啟動、Ⅱ端停止、雙端啟動、雙端停止；
所述的壓力統計模塊主要實現對篩選時間段內的每個壓力的分布情況進行統計；
所述的流量統計模塊主要實現對篩選時間段內的每個流量的綜合進行統計。
由於機車風源系統的數據採集類型多、數據量大等特點，加之機車內部環境制約不太可能在機車上搭建一套完整的數據分析系統。機車風源智能管理裝置數據分析軟體結合軟體編程技術，實行地面分析，對機車風源智能管理裝置收集的數據進行統一的綜合處理，經過數據分析，智能判斷等手段，呈現機車風源系統運行過程中對應時點的實際狀態。
地面分析系統的數據處理採用計算機作為載體，通過編寫數據處理軟體來實現，軟體能夠非常迅速的完成大量數據的整理，對特定數據具有較強的篩選功能，定位準確，並可根據設置形成對應圖表，使數據具有較強的可視性。與機車風源智能管理裝置協同能夠使整個管理系統功能更加完善，同時具有十分友好的可視化人機互動界面。
若機車風源系統出現問題，可輔助機務及相關單位進行故障問題分析處理，同時通過大量數據的收集，總結風源系統運用過程規律，為提高機車運用效能，改進設計提供數據支持。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。