本技术涉及计算机数据处理，具体涉及一种接触网定位器测试载荷谱生成方法和装置。
背景技术：
1、接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，提供驱动能量；接触网定位器是连接接触线的重要零部件，当列车高速通过时，定位器良好的工作状态是保障高速铁路机车受流平顺、稳定运行的必要条件。因此准确预测定位器疲劳寿命具有一定的重要性。
2、现有技术下，预测定位器疲劳寿命的方式是进行定位器疲劳寿命试验。但目前对定位器疲劳寿命试验多采用等幅振动疲劳试验，例如根据弓网仿真结果，选取定位器振动过程中的位移最大循环幅值，以定位器振动主频为加载频率，确定接触网定位器的疲劳试验方案。
3、然而，以利用恒幅载荷谱进行定位器疲劳试验，简化了定位器复杂的振动过程，试验结果较为保守。由于按定位器振动最大载荷制定试验参数，忽略了定位器振动过程中诸多的疲劳载荷信息，存在导致预测定位器疲劳寿命准确性较低的问题。而如何生成较大可能代表零部件全寿命周期下的载荷数据的载荷试验参数，尽可能涵盖多的疲劳载荷信息成为相关领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本技术实施例提出的一种接触网定位器测试载荷谱生成方法和装置，解决当前接触网定位器测试中数据在覆盖全周期下的载荷数据方面出现的欠缺。
2、第一方面，一种实施例中提供一种接触网定位器测试载荷谱生成方法，所述方法包括：
3、采用弓网耦合系统中的元节点模拟接触网定位器受到的物理作用，对所述元节点进行动力学方程耦合，计算得到元节点的初始位移载荷向量；所述元节点的初始位移载荷向量表示所述定位器受目标载荷的物理作用产生的形变总和；所述目标载荷表示使定位器结构或构件产生内力和变形的外力总和；获得符合所述初始位移载荷向量分布的概率密度分布，在预设位置生成满足所述概率密度分布的补充位移载荷向量，与所述初始位移载荷向量共同组成外推位移载荷向量；采用雨流计数法对所述外推位移载荷向量进行循环计数，得到所述外推位移载荷向量循环的载荷幅值、载荷均值以及循环频次；根据所述载荷幅值、所述载荷均值以及所述循环频次，将所述外推位移载荷向量进行分级，得到对接触网定位器进行测试的载荷谱。
4、一种实施例中，对所述元节点进行动力学方程耦合的弓网耦合模型表示为公式（1）：
5、 （1）
6、其中，m表示弓网耦合系统的质量矩阵，d表示弓网耦合系统的阻尼矩阵，k表示弓网耦合系统的刚度矩阵，为表示元节点受到的物理作用对应的目标载荷；为弓网耦合系统的加速度向量，为弓网耦合系统的速度向量，为初始位移载荷向量。
7、一种实施例中，获得所述初始位移载荷向量的概率密度分布，包括：
8、采用雨流计数法对所述初始位移载荷向量进行循环计数，得到多次循环的初始位移载荷向量；
9、获取每个所述初始位移载荷向量循环次数占所有初始位移载荷向量循环次数的循环比例，和多次循环的初始位移载荷向量中的循环初始值和循环终止值；
10、根据所述循环比例设置核密度估计算法模型的自适应因子；
11、根据所述自适应因子，在所述预设位置放置核函数，将所述循环初始值和所述循环终止值带入所述核函数进行计算；
12、叠加每个计算后的所述核函数获得所述概率密度分布。
13、一种实施例中，所述根据所述循环比例设置核密度估计算法模型的自适应因子，包括：
14、将所述循环比例带入公式（2），得到中间值；
15、 （2）
16、其中，为中间值，表示对中间值进行对数计算，表示第个初始位移载荷向量循环次数占总循环次数之比，表示第个初始位移载荷向量的循环初始值，表示第个初始位移载荷向量的循环终止值，是多次循环的初始位移载荷向量的数量；
17、将所述中间值带入公式（3），得到所述自适应因子；
18、 （3）
19、表示自适应因子。
20、一种实施例中，所述核函数表示为公式（4）；
21、 （4）
22、其中，表示第个初始位移载荷向量的循环初始值，表示第个初始位移载荷向量的循环终止值，表示自适应因子，表示按照概率密度分布生成的外推位移载荷向量的循环初始值，表示按照概率密度分布生成的外推位移载荷向量的循环终止值；
23、根据所述自适应因子，在所述预设位置放置核函数，将所述循环初始值和所述循环终止值带入所述核函数进行计算，包括：
24、将所述自适应因子带入核函数，在所述预设位置放置带入自适应因子的核函数，将所述循环初始值和所述循环终止值带入所述带入自适应因子的核函数进行计算。
25、一种实施例中，叠加每个计算后的所述核函数获得所述概率密度分布，包括：
26、采用公式（5）实现对个计算后的所述核函数的叠加，得到所述外推位移载荷向量满足的所述概率密度分布；
27、 （5）
28、其中，为外推位移载荷向量满足的所述概率密度分布，，，表示初始位移载荷向量经过雨流计数后的均值的标准差，表示初始位移载荷向量经过雨流计数后的幅值的标准差，是多次循环的初始位移载荷向量的数量；表示按照概率密度分布生成的外推位移载荷向量的循环初始值，表示按照概率密度分布生成的外推位移载荷向量的循环终止值。
29、执行s21，对初始载荷向量进行雨流计数后得到的多次循环的初始位移载荷向量。
30、一种实施例中，根据所述载荷幅值、所述载荷均值以及所述循环频次，将所述外推位移载荷向量进行分级，得到对接触网定位器进行测试的载荷谱，包括：
31、在所述载荷幅值中查找位移载荷幅值极大值；
32、基于疲劳损伤具有等损伤性的条件，生成所述比值系数；
33、对所述比值系数与所述位移载荷幅值极大值进行乘积运算，得到载荷循环幅值节点，基于所述载荷循环幅值节点和所述载荷均值节点建立所述载荷谱的框架，在所述载荷谱的框架中填入所述循环频次，得到所述对接触网定位器进行测试的载荷谱。
34、第二方面，一种实施例中提供接触网定位器测试载荷谱生成装置，所述装置包括：
35、动力学方程耦合模块，用于采用弓网耦合系统中的元节点模拟接触网定位器受到的物理作用，对所述元节点进行动力学方程耦合，计算得到元节点的初始位移载荷向量；所述元节点的初始位移载荷向量表示所述定位器受目标载荷的物理作用产生的形变总和；所述目标载荷表示使定位器结构或构件产生内力和变形的外力总和；
36、载荷外推模块，用于获得符合所述初始位移载荷向量分布的概率密度分布，在预设位置生成满足所述概率密度分布的补充位移载荷向量，与所述初始位移载荷向量共同组成外推位移载荷向量；
37、循环计数模块，用于采用雨流计数法对所述外推位移载荷向量进行循环计数，得到所述外推位移载荷向量循环的载荷幅值、载荷均值以及循环频次；
38、分级模块，用于根据所述载荷幅值、所述载荷均值以及所述循环频次，将所述外推位移载荷向量进行分级，得到对接触网定位器进行测试的载荷谱。
39、一种实施例中，载荷外推模块包括：
40、循环计数子模块，用于采用雨流计数法对所述初始位移载荷向量进行循环计数，得到多次循环的初始位移载荷向量；获取每个所述初始位移载荷向量循环次数占所有初始位移载荷向量循环次数的循环比例，和多次循环的初始位移载荷向量中的循环初始值和循环终止值；
41、计算子模块，用于根据所述循环比例设置核密度估计算法模型的自适应因子；
42、叠加子模块，用于根据所述自适应因子，在所述预设位置放置核函数，将所述循环初始值和所述循环终止值带入所述核函数进行计算；叠加每个计算后的所述核函数获得所述概率密度分布。
43、一种实施例中，所述分级模块包括：
44、查找子模块，用于在所述载荷幅值中查找位移载荷幅值极大值；
45、系数生成子模块，用于基于疲劳损伤具有等损伤性的条件，生成所述比值系数；
46、分级子模块，用于对所述比值系数与所述位移载荷幅值极大值进行乘积运算，得到载荷循环幅值节点节点，基于所述载荷循环幅值节点节点和所述载荷均值节点建立所述载荷谱的框架，在所述载荷谱的框架中填入所述循环频次，得到所述对接触网定位器进行测试的载荷谱。
47、本技术的有益效果是：
48、本技术实施例提出的接触网定位器测试载荷谱生成方法，基于时速列车400km运行条件下的弓网耦合仿真模型，模拟接触网定位器在列车时速400km运行场景中受到的载荷，获取表示定位器疲劳载荷信息的初始位移载荷向量，得到初始位移载荷向量的概率分布，基于初始位移载荷向量推出定位器全生命周期的疲劳载荷信息应该符合的第一概率分布，再按照对疲劳载荷信息进行外推，补充的疲劳载荷信息满足定位器在全生命周期的真实受力规律；进一步的，再对外推后的疲劳载荷信息进行循环计数，得到循环的载荷信息，进一步模拟定位器在应用场景中的重复受力情况，最后根据conover系数对循环的载荷信息进行分级，得到的八级载荷谱由不同幅值的块谱组成，能够近似模拟结构的实际位移，能够很好地模拟疲劳载荷累计频次曲线，同时更加真实地反映了定位器的疲劳特性。
1.一种接触网定位器测试载荷谱生成方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的接触网定位器测试载荷谱生成方法，其特征在于，对所述元节点进行动力学方程耦合的弓网耦合模型表示为公式（1）：
3.根据权利要求1所述的接触网定位器测试载荷谱生成方法，其特征在于，获得所述初始位移载荷向量的概率密度分布，包括：
4.根据权利要求3所述的接触网定位器测试载荷谱生成方法，其特征在于，所述根据所述循环比例设置核密度估计算法模型的自适应因子，包括：
5.根据权利要求3所述的接触网定位器测试载荷谱制作，其特征在于，所述核函数表示为公式（4）；
6.根据权利要求5所述的接触网定位器测试载荷谱生成方法，其特征在于，叠加每个计算后的所述核函数获得所述概率密度分布，包括：
7.根据权利要求1所述的接触网定位器测试载荷谱生成方法，其特征在于，根据所述载荷幅值、所述载荷均值以及所述循环频次，将所述外推位移载荷向量进行分级，得到对接触网定位器进行测试的载荷谱，包括：
8.一种接触网定位器测试载荷谱生成装置，其特征在于，所述接触网定位器测试载荷谱生成装置包括：
9.根据权利要求8所述的接触网定位器测试载荷谱生成装置，其特征在于，载荷外推模块包括：
10.根据权利要求8所述的接触网定位器测试载荷谱生成装置，其特征在于，所述分级模块包括：
