CN113071538B - 一种单线at牵引网列车运行方向辨识方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种单线AT牵引网列车运行方向辨识方法及系统。本发明主要是通过采集AT牵引网各个分段T线与F线电流相量值后，通过计算判断数据，首先判断列车运行在哪个分段，然后在根据该分段的电流比例辨识列车的运行方向。本发明提出了列车运行方向辨识方法，完善牵引网列车状态测控方法，为列车与单线AT牵引网继电保护配合提供了重要基础。本发明算法原理简单可靠，实施方便，可直接应用于既有测控系统，便于工程实践。

Description

一种单线AT牵引网列车运行方向辨识方法及系统
技术领域
本发明具体涉及一种单线AT牵引网列车运行方向辨识方法及系统。
背景技术
AT牵引网供电距离长、电压损失低，且有效降低钢轨电位和对沿线通讯线路的干扰，成为我国高速铁路与重载铁路优先选择的供电结构。随着同相供电与双边供电技术的发展，可以有效解电气化铁路牵引网分相问题，提升了供电能力及可靠性，但长距离供电区间对于继电保护带来新的挑战，为缩小故障停电范围，需要机车和牵引网保护配合，因此，保护系统需要对车辆运行方向进行辨识。复线电气化铁路上下行供电臂一般固定列车运行方向，但单线电气化铁路AT牵引网只存在单一供电臂，列车可以双向行驶，列车运行方向需要进一步辨识。在此背景下，通过对单线AT牵引网的电气特性分布进行研究，提出列车运行方向判定方法，完善列车运行状态辨识，为列车与单线AT牵引网继电保护配合提供了重要基础。
发明内容
本发明的目的在于完善单线电气化铁路AT牵引网列车运行状态辨识，提供一种单线电气化铁路AT牵引网列车运行方向辨识方法，及时、准确地辨识列车运行方向，为列车与牵引网继电保护配合提供了重要依据。
本发明的技术方案为：
一种电气化AT牵引网列车运行方向辨识方法，假设AT牵引网包括n个分段，其特征在于，包括以下步骤：
S1、实时测量每个分段T线首端电流相量
Figure GDA0003323458680000011
和末端电流相量
Figure GDA0003323458680000012
F线首端电流相量
Figure GDA0003323458680000013
和末端电流相量
Figure GDA0003323458680000014
S2、通过如下公式计算t时刻分段运行状态判断数据Sm：
Figure GDA0003323458680000015
其中，m∈n；
判断Sm>Sset是否成立，Sset为电流整定值，若是，则进入步骤S3，否则，更新m后重复步骤S2；
S3、确定列车运行在分段m，计算分段m中t时刻电流比例Rn(t)：
Figure GDA0003323458680000021
计算分段m中t+△t时刻电流比例，△t是设定的时延，Rn(t+△t)：
Figure GDA0003323458680000022
由下式获取列车运行方向辨识判断数据△Dn：
△Dn＝k(Rn(t)-Rn(t+△t))
其中，k为可靠系数；
判断△Dn>0是否成立，若是，则辨识结果为列车运行方向为从分段m指向分段m-1，否则，继续判断△Dn<0是否成立，若是，则辨识结果为列车运行方向为从分段m-1指向分段m，否则，△Dn＝0，辨识结果为列车原地取流，处于停车状态。
根据上述的方法，本发明还提出与其对应的辨识系统，包括数据采集单元、分段运行状态辨识单元和列车运行方向辨识单元；
所述数据采集单元用于实施采集AT牵引网每个分段T线首端电流相量
Figure GDA0003323458680000023
和末端电流相量
Figure GDA0003323458680000024
F线首端电流相量
Figure GDA0003323458680000025
和末端电流相量
Figure GDA0003323458680000026
并将采集到的数据传输到分段运行状态辨识单元和列车运行方向辨识单元；
所述分段运行状态辨识单元接收数据采集单元采集的数据，并计算t时刻分段运行状态判断数据Sm，通过判断Sm>Sset是否成立来确定列车运行在分段m中，若是，则将分段运行状态辨识结果发送到列车运行方向辨识单元进行方向辨识，否则，更新m值后继续进行分段运行状态辨识；
所述列车运行方向辨识单元根据接收到的数据采集单元采集的数据，计算分段m中t与t+△t时刻电流比例，根据列车运行方向辨识判断数据△Dn进行列车运行方向辨识，具体为若△Dn>0，列车运行方向为从分段m指向分段m-1，若△Dn<0，列车运行方向为从分段m-1指向分段m，若△Dn＝0，列车原地取流，处于停车状态。
进一步的，数据采集单元与分段运行状态辨识单元和列车运行方向辨识单元之间是通过光纤通道进行数据传输。
本发明的有益效果为：本发明提出了列车运行方向辨识方法，完善牵引网列车状态测控方法，为列车与单线AT牵引网继电保护配合提供了重要基础。本发明算法原理简单可靠，实施方便，可直接应用于既有测控系统，便于工程实践。
附图说明
图1是本发明实施例1的列车运行方向辨识的基本流程示意图。
图2是本发明实施例1的单线AT牵引网需要采集的电流相量示意图。
图3是本发明实施例2的列车运行方向辨识系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
如图1所示，本例提供了一种单线电气化铁路AT牵引网列车运行方向辨识方法，其中，具体步骤包括：
在牵引网正常运行状态下，单线AT牵引网电流相量分布如图2所示，牵引网状态测控装置实时同步采集各个分段中T线首端电流相量
Figure GDA0003323458680000031
和末端电流相量
Figure GDA0003323458680000032
F线首端电流相量
Figure GDA0003323458680000033
和末端电流相量
Figure GDA0003323458680000034
n为牵引网分段个数，n＝1,2……N。
计算t时刻分段运行状态判据
Figure GDA0003323458680000035
m∈n。依据S取值范围分为2种情形，若Sm>Sset，确定列车运行分段m，若Sm≤Sset，分段m是非列车运行分段，无需继续辨识列车运行方向，Sset为电流整定值。
列车运行分段m的t时刻电流比例Rn(t)采用式(1)计算，t+△t时刻电流比例Rn(t+△t)采用式(2)计算，列车运行方向辨识判据△Dn由式(3)计算可得，k为可靠系数，依据△Dn取值范围分为三种情形：若△Dn>0，列车运行方向为从分段m指向分段m-1，若△Dn<0，列车运行方向为从分段m-1指向分段m，若△Dn＝0，列车原地取流，处于停车状态。
Figure GDA0003323458680000041
Figure GDA0003323458680000042
△Dn＝k(Rn(t)-Rn(△t)) (3)
实施例2
如图3所示，本例为一种牵引网列车运行方向辨识系统。所述系统在每个AT段两端设置数据采集单元，用于电流相量同步实时采集，多个数据采集单元利用光纤通道进行数据传输，将实时采集数据上送至分段运行状态辨识单元，计算列车运行状态，在获得列车运行分段后，在列车运行方向辨识单元，计算存在列车运行的分段的电流比例，依据电流比例，计算列车运行方向判据，辨识列车运行方向。

Claims (3)

1.一种单线AT牵引网列车运行方向辨识方法，假设AT牵引网包括n个分段，其特征在于，包括以下步骤：
S1、实时测量每个分段T线首端电流相量
Figure FDA0003323458670000011
和末端电流相量
Figure FDA0003323458670000012
F线首端电流相量
Figure FDA0003323458670000013
和末端电流相量
Figure FDA0003323458670000014
S2、通过如下公式计算t时刻分段运行状态判断数据Sm：
Figure FDA0003323458670000015
其中，m∈n；
判断Sm>Sset是否成立，Sset为电流整定值，若是，则进入步骤S3，否则，更新m后重复步骤S2；
S3、确定列车运行在分段m，计算分段m中t时刻电流比例Rn(t)：
Figure FDA0003323458670000016
计算分段m中t+△t时刻电流比例Rn(t+△t)：
Figure FDA0003323458670000017
由下式获取列车运行方向辨识判断数据△Dn：
△Dn＝k(Rn(t)-Rn(t+△t))
其中，k为可靠系数；
判断△Dn>0是否成立，若是，则辨识结果为列车运行方向为从分段m指向分段m-1，否则，继续判断△Dn<0是否成立，若是，则辨识结果为列车运行方向为从分段m-1指向分段m，否则，△Dn＝0，辨识结果为列车原地取流，处于停车状态。
2.用于如权利要求1所述的单线AT牵引网列车运行方向辨识方法的辨识系统，其特征在于，包括数据采集单元、分段运行状态辨识单元和列车运行方向辨识单元；
所述数据采集单元用于实施采集AT牵引网每个分段T线首端电流相量
Figure FDA0003323458670000021
和末端电流相量
Figure FDA0003323458670000022
F线首端电流相量
Figure FDA0003323458670000023
和末端电流相量
Figure FDA0003323458670000024
并将采集到的数据传输到分段运行状态辨识单元和列车运行方向辨识单元；
所述分段运行状态辨识单元接收数据采集单元采集的数据，并计算t时刻分段运行状态判断数据Sm，通过判断Sm>Sset是否成立来确定列车运行在分段m中，若是，则将分段运行状态辨识结果发送到列车运行方向辨识单元进行方向辨识，否则，更新m值后继续进行分段运行状态辨识；
所述列车运行方向辨识单元根据接收到的数据采集单元采集的数据，计算分段m中t与t+△t时刻电流比例，根据列车运行方向辨识判断数据△Dn进行列车运行方向辨识，具体为若△Dn>0，列车运行方向为从分段m指向分段m-1，若△Dn<0，列车运行方向为从分段m-1指向分段m，若△Dn＝0，列车原地取流，处于停车状态。
3.根据权利要求2所述的辨识系统，其特征在于，数据采集单元与分段运行状态辨识单元和列车运行方向辨识单元之间是通过光纤通道进行数据传输。
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