CN110955947A - 一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法和系统，包括以下步骤：S1：获取全线路或线网中所有电力设备的运行状态；S2：根据S1中电力设备的运行状态构造拓扑连接关系子图；S3：以各主变电所有效的电源源节点为搜索起点，采用图论搜索算法对S2中拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，并将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色。本发明的目的在于提供一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法，通过该方法对轨道交通线路或线网供电方式进行拓扑着色，可判断出具体车站设备由哪一个主变电所供电以及是否存在车站单侧供电、接触网跨牵引所供电、合联络开关跨供电分区供电以及倒送电等情况。

Description

一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法和系统

技术领域

本发明涉及轨道交通监控技术领域，尤其涉及一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法和系统。

背景技术

随着我国轨道交通行业的迅猛发展，城市轨道交通线路的不断增多，综合监控系统的应用也越来越广泛，既有的综合监控拓扑着色算法，由于轨道交通的行业特点，车站之间网络隔离，一般采用相邻两个车站各自采集本站设备数据，独立进行拓扑计算，然后根据各自的计算结果进行接触轨的着色。

这种方法的实现流程是：车站综合监控系统获取本站电力设备的运行状态(传输线电压、电流、开关状态等)，根据获取的电压电流值和开关状态判断各设备、传输线、接触网是否带电。

这种方法存在的问题是：在轨道交通行业中有供电分区的设计，但实际运营时，由于设备故障等意外情况，存在跨站传输电压与反向供电等问题，车站自行计算的方法，无法判断当前线路的供电方式，无法判断车站由具体哪一个主变电所供电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法和系统，通过该方法或系统对轨道交通线路或线网供电方式进行拓扑着色，可判断出具体车站设备由哪一个主变电所供电以及是否存在车站单侧供电、接触网跨牵引所供电、合联络开关跨供电分区供电以及倒送电等情况。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法，包括以下步骤：

S1：获取全线路或线网中所有电力设备的运行状态；

S2：根据S1中电力设备的运行状态构造拓扑连接关系子图；

S3：以各主变电所有效的电源源节点为搜索起点，采用图论搜索算法对S2中拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，并将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色。

各车站综合监控系统实时获取本站所有电力设备运行状态的数据，并上传至轨道交通控制中心，轨道交通控制中心收到全线路或线网的电力设备运行状态，同时对电源设备的是否带电、开断设备是否闭合进行判断。根据开断设备的分合状态将整个轨道交通线路或线网拓扑成多个连通子图；根据电源设备的带电状态划分为有效电源节点和无效电源节点。轨道交通控制中心根据电源的状态和连通子图，划分为含有有效电源节点的拓扑连接关系子图和含有无效电源节点的拓扑连接关系子图。轨道交通控制中心系统根据主变电所工作状态，以正常供电的主变电所进线端为搜索起点，用图论搜索算法遍历全线路或线网的拓扑节点，并根据供电主所对应的颜色定义进行拓扑着色。最后轨道交通控制中心系统将拓扑着色的结果发送给控制中心大屏工作站与各电调工作站，通知HMI刷新画面。

通过判断出当前车站、接触网由哪一个主变电所供电，再与正常情况(即设计要求)中的供电情况做对比，就能得出当前车站、接触网是否属于正常供电，如果属于非正常供电，就可以通过当前实际由哪个主变电所供电，来判断出具体的非正常状态。

进一步地，所述S1中电力设备的运行状态包括开断设备是否闭合以及电源设备是否带电。

进一步地，所述S2具体包括：

S21：同时对电源设备、开断设备的运行状态进行判断，若电源设备处于带电状态，则判断为有效电源节点；否则，判断为无效电源节点；若开断设备处于闭合状态，则将两个设备拓扑节点连通；否则，将两个设备拓扑节点断开；

S22：读取全线路或线网中的拓扑节点、所述拓扑节点对应的设备以及有效电源节点生成拓扑连接关系子图。

一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色系统，包括：

输入模块，用于获取全线路或线网中所有电力设备的运行状态，并将获取的电力设备运行状态传输至处理模块；

处理模块，用于接收电力设备的运行状态，根据电力设备的运行状态构造拓扑连接关系子图，采用图论搜索算法对拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色，并将拓扑着色后的拓扑连接关系子图传输至输出模块；

输出模块，用于接收拓扑着色后的拓扑连接关系子图，并进行对外输出、显示。

进一步地，所述处理模块具体用于：

同时对电源设备、开断设备的运行状态进行判断，若电源设备处于带电状态，则判断为有效电源节点；否则，判断为无效电源节点；若开断设备处于闭合状态，则将两个设备拓扑节点连通；否则，将两个设备拓扑节点断开；

读取全线路或线网中的拓扑节点、所述拓扑节点对应的设备以及有效电源节点生成拓扑连接关系子图；

采用图论搜索算法对拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色，并将拓扑着色后的拓扑连接关系子图传输至输出模块。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

通过一种新的拓扑着色方法，完成对轨道交通线路或线网供电方式的分析和拓扑着色，可判断出具体车站设备由哪一个主变电所供电。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种城市轨道交通拓扑着色方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，

一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法，获取全线路或线网中所有开断设备、电源设备的运行状态，并同时对开断设备和电源设备的运行状态进行判断，若开断设备处于闭合状态，则将两个设备拓扑节点连通；否则，将两个设备拓扑节点断开；若电源设备处于带电状态，则判断为有效电源节点；否则，判断为无效电源节点。读取全线路或线网中的拓扑节点、所述拓扑节点对应的设备以及有效电源节点生成拓扑连接关系子图，以各主变电所有效的电源源节点为搜索起点，采用图论搜索算法对拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，并将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色。

各车站综合监控系统实时获取本站所有电力设备运行状态的数据，并上传至轨道交通控制中心，轨道交通控制中心收到全线路或线网的电力设备运行状态，同时对电源设备的是否带电、开断设备是否闭合进行判断。根据开断设备的分合状态将整个轨道交通线路或线网拓扑成多个连通子图；根据电源设备的带电状态划分为有效电源节点和无效电源节点。轨道交通控制中心根据电源的状态和连通子图，划分为含有有效电源节点的拓扑连接关系子图和含有无效电源节点的拓扑连接关系子图。轨道交通控制中心系统根据主变电所工作状态，以正常供电的主变电所进线端为搜索起点，用图论搜索算法遍历全线路或线网的拓扑节点，并根据供电主所对应的颜色定义进行拓扑着色。最后轨道交通控制中心系统将拓扑着色的结果发送给控制中心大屏工作站与各电调工作站，通知HMI刷新画面。

在本实施例中，拓扑节点编号索引表(T_TAG_ID)如表1所示，两两邻接关系输入表(T_EDGE_LIST)如表2所示，

表1

表2

轨道交通控制中心进行拓扑分析时，一方面读取表1中的所有内容，下位设备上传设备状态后，首先和前一次设备状态做对比，若设备两次状态相同，不做任何操作；否则，根据表2中FD_EDGE_TAGNAME字段读取开断设备的状态，如果开断设备状态为合闸，则在构造图中连通两个拓扑节点；否则，在构造图中断开两个节点。另一方面根据表1中FD_TAGTYPE字段，读取属于电源类型的拓扑节点，并根据对应的FD_TAGNAME字段读取其电压值，若电源正常供电，视为电源节点，否则，视为无效电源节点；以有效的电源节点为搜索起点，用图论搜索算法进行节点遍历，并将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行着色。

一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色系统，包括：

输入模块，用于获取全线路或线网中所有电力设备的运行状态，并将获取的电力设备运行状态传输至处理模块；

处理模块，用于接收电力设备的运行状态，根据电力设备的运行状态构造拓扑连接关系子图，采用图论搜索算法对拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色，并将拓扑着色后的拓扑连接关系子图传输至输出模块；

输出模块，用于接收拓扑着色后的拓扑连接关系子图，并进行对外输出、显示。

所述电力设备的运行状态包括开断设备是否闭合以及电源设备是否带电。

所述处理模块具体用于：

同时对电源设备、开断设备的运行状态进行判断，若电源设备处于带电状态，则判断为有效电源节点；否则，判断为无效电源节点；若开断设备处于闭合状态，则将两个设备拓扑节点连通；否则，将两个设备拓扑节点断开；

读取全线路或线网中的拓扑节点、所述拓扑节点对应的设备以及有效电源节点生成拓扑连接关系子图；

采用图论搜索算法对拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色，并将拓扑着色后的拓扑连接关系子图传输至输出模块。

各车站综合监控系统实时获取本站所有电力设备运行状态的数据，并上传至轨道交通控制中心，轨道交通控制中心安装有拓扑分析软件模块，并配置全线路或线网设备属性以及设备邻接关系，轨道交通控制中心收到全线路或线网的电力设备运行状态，一方面根据开断设备的分合状态将整个轨道交通线路或线网拓扑成多个连通子图；另一方面轨道交通控制中心系统根据主变电所工作状态，以正常供电的主变电所进线端为搜索起点，用图论搜索算法遍历全线路或线网的拓扑节点，并根据供电主所对应的颜色定义进行拓扑着色。最后轨道交通控制中心系统将拓扑着色的结果发送给控制中心大屏工作站与各电调工作站，通知HMI刷新画面。

通过判断出当前车站、接触网由哪一个主变电所供电，再与正常情况(即设计要求)中的供电情况做对比，就能得出当前车站、接触网是否属于正常供电，如果属于非正常供电，就可以通过当前实际由哪个主变电所供电，来判断出具体的非正常状态。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取全线路或线网中所有电力设备的运行状态；

S2：根据S1中电力设备的运行状态构造拓扑连接关系子图；

S3：以各主变电所有效的电源源节点为搜索起点，采用图论搜索算法对S2中拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，并将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色。

2.根据权利要求1所述的一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法，其特征在于，所述S1中电力设备的运行状态包括开断设备是否闭合以及电源设备是否带电。

3.根据权利要求2所述的一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S21：同时对电源设备、开断设备的运行状态进行判断，若电源设备处于带电状态，则判断为有效电源节点；否则，判断为无效电源节点；若开断设备处于闭合状态，则将两个设备拓扑节点连通；否则，将两个设备拓扑节点断开；

S22：读取全线路或线网中的拓扑节点、所述拓扑节点对应的设备以及有效电源节点生成拓扑连接关系子图。

4.一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色系统，其特征在于，包括：

输入模块，用于获取全线路或线网中所有电力设备的运行状态，并将获取的电力设备运行状态传输至处理模块；

处理模块，用于接收电力设备的运行状态，根据电力设备的运行状态构造拓扑连接关系子图，采用图论搜索算法对拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色，并将拓扑着色后的拓扑连接关系子图传输至输出模块；

输出模块，用于接收拓扑着色后的拓扑连接关系子图，并进行对外输出、显示。

5.根据权利要求4所述的一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色系统，其特征在于，所述电力设备的运行状态包括开断设备是否闭合以及电源设备是否带电。

6.根据权利要求5所述的一种用于城市轨道交通电力的拓扑着色系统，其特征在于，所述处理模块具体用于：

同时对电源设备、开断设备的运行状态进行判断，若电源设备处于带电状态，则判断为有效电源节点；否则，判断为无效电源节点；若开断设备处于闭合状态，则将两个设备拓扑节点连通；否则，将两个设备拓扑节点断开；

读取全线路或线网中的拓扑节点、所述拓扑节点对应的设备以及有效电源节点生成拓扑连接关系子图；

采用图论搜索算法对拓扑连接关系子图中的节点进行遍历，将被遍历的节点按其源节点所对应颜色进行拓扑着色，并将拓扑着色后的拓扑连接关系子图传输至输出模块。

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