CN113193649A

CN113193649A - 一种地铁牵引能耗智能检测控制方法、系统及电子设备

Info

Publication number: CN113193649A
Application number: CN202110412596.6A
Authority: CN
Inventors: 王开康; 何俊文; 温建民; 何斌; 王沛沛; 吴江涛; 龚孟荣; 喻奇; 刘琛; 邓小训
Original assignee: China Railway Siyuan Survey and Design Group Co Ltd
Current assignee: China Railway Siyuan Survey and Design Group Co Ltd
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2041-04-16
Also published as: CN113193649B

Abstract

本发明公开了一种地铁牵引能耗智能检测控制方法、系统及电子设备。该方法包括获取牵引变电所的牵引负荷数据，并将牵引负荷数据与预设的最低能耗限值进行比对；当牵引负荷数据高于最低能耗限值时，从预设的数据库中查找与牵引负荷数据相匹配的决策信号，数据库中存储有历史牵引负荷数据以及历史牵引负荷数据所对应的历史决策信号；根据决策信号控制调整地铁供电系统的负荷状态。本发明实现了通过监测地铁能耗数据，根据历史数据和决策判断系统能耗超过限制时如何进行决策，进而对地铁能耗系统进行实时监测和控制，实现了基于实时能耗数据的系统节能优化。

Description

一种地铁牵引能耗智能检测控制方法、系统及电子设备

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种地铁牵引能耗智能检测控制方法、系统及电子设备。

背景技术

城市轨道交通是高能耗的用电大户，在全行业节能减排成为大趋势的前提下，地铁的节能减排工作势在必行。在保障安全运营的前提下完善地铁能耗监测系统是地铁节能减排工作的关键之一。

能耗监测系统的理念是在保证既有运营体系不变的情况下，收集地铁各系统的电能负荷数据，并对相关电能负荷数据进行统计与分析，但目前各城市地铁的数据采集系统仍存在一些问题。多数地铁的数据采集系统只是实现了基本的数据测量功能，而并未实现对系统的基于监测数据的控制，即“只测不控”；对地铁的节能措施也并未有效结合监测数据，多是基于专家经验，并未真正的实现能耗系统的智能监测与控制。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种地铁牵引能耗智能检测控制方法、系统及电子设备。

第一方面，本发明实施例提供了一种地铁牵引能耗智能检测控制方法，所述方法包括：

获取牵引变电所的牵引负荷数据，并将所述牵引负荷数据与预设的最低能耗限值进行比对；

当所述牵引负荷数据高于所述最低能耗限值时，从预设的数据库中查找与所述牵引负荷数据相匹配的决策信号，所述数据库中存储有历史牵引负荷数据以及所述历史牵引负荷数据所对应的历史决策信号；

根据所述决策信号控制调整地铁供电系统的负荷状态。

优选的，所述获取牵引变电所的牵引负荷数据，并将所述牵引负荷数据与预设的最低能耗限值进行比对，包括：

获取地铁供电系统的总负荷数据，并将所述总负荷数据与预设的总能耗限值进行比对，所述总负荷数据包括牵引负荷数据；

所述当所述牵引负荷数据高于所述最低能耗限值时，从预设的数据库中查找与所述牵引负荷数据相匹配的决策信号，包括：

当所述总负荷数据高于所述总能耗限值时，判断所述牵引负荷数据是否高于预设的最低能耗限值；

若所述牵引负荷数据高于预设的最低能耗限值，则从预设的数据库中查找与所述牵引负荷数据相匹配的决策信号；

若所述牵引负荷数据不高于预设的最低能耗限值，则向预设的终端发送警示信息。

优选的，所述从预设的数据库中查找与所述牵引负荷数据相匹配的决策信号，包括：

从预设的数据库中查找与所述牵引负荷数据最接近的历史牵引负荷数据；

确定所述历史牵引负荷数据在所述数据库中对应的历史决策信号，将所述历史决策信号作为所述牵引负荷数据匹配的决策信号。

优选的，所述根据所述决策信号控制调整地铁供电系统的负荷状态之后，还包括：

经过预设时间后，再次获取牵引变电所的当前牵引负荷数据；

比较所述当前牵引负荷数据与所述牵引负荷数据，基于负荷数据的增减倾向确定决策激励的有效性；

将激励结果标记至所述牵引负荷数据后，将所述牵引负荷数据存储至所述数据库。

优选的，所述方法还包括：

当所述牵引负荷数据高于预设的下一级能耗限值时，重新从所述数据库中查找与所述牵引负荷数据相匹配的决策信号，并重新根据所述决策信号控制调整地铁供电系统的负荷状态。

第二方面，本发明实施例提供了一种地铁牵引能耗智能检测控制系统，所述系统包括：

数据采集系统、记录决策模块、控制中心、牵引变电所，所述数据采集系统用于安装在所述牵引变电所的所有负荷处，记录负荷；所述数据采集系统还用于与所述记录决策模块进行信号连接，向所述记录决策模块传输负荷数据；所述记录决策模块用于存储负荷数据，并对数据进行处理，生成决策信号，并对所述决策信号进行记录；所述记录决策模块还用于与所述控制中心进行信号连接，将所述决策信号传输至所述控制中心；所述控制中心用于与所述牵引变电所、列车进行信号连接，将所述决策信号发送至所述牵引变电所和/或所述列车。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。

本发明的有益效果为：1、通过监测地铁能耗数据，根据历史数据和决策判断系统能耗超过限制时如何进行决策，进而对地铁能耗系统进行实时监测和控制，实现了基于实时能耗数据的系统节能优化。

2、通过不断收集决策和对应负荷数据，在运行中不断改善决策系统，提高了监测系统的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种地铁牵引能耗智能检测控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种地铁牵引能耗智能检测控制系统的架构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本发明的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本发明也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本发明也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本发明内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。

参见图1，图1是本申请实施例提供的一种地铁牵引能耗智能检测控制方法的流程示意图。在本申请实施例中，所述方法包括：

S101、获取牵引变电所的牵引负荷数据，并将所述牵引负荷数据与预设的最低能耗限值进行比对。

所述牵引负荷数据在本申请实施例中可以理解为牵引变电所在对列车运行控制过程中产生负荷的相关数据。

在本申请实施例中，首先将获取牵引变电所的牵引负荷数据，在得到牵引负荷数据后，将其与预先设置的最低能耗限值进行比对，以此来判断牵引负荷数据是否超过了设置的能耗限值。

S102、当所述牵引负荷数据高于所述最低能耗限值时，从预设的数据库中查找与所述牵引负荷数据相匹配的决策信号，所述数据库中存储有历史牵引负荷数据以及所述历史牵引负荷数据所对应的历史决策信号。

所述决策信号在本申请实施例中可以理解为用于控制牵引变电所对牵引变电所负荷状态进行调整的信号数据。

在本申请实施例中，将预先设置有存储历史牵引负荷数据与历史决策信号的数据库，其中存储有若干的在以往出现负荷数据超标时人工决策的决策信号。当确定牵引负荷数据高于设置的最低能耗限值时，直接从预设的数据库中查找出与此时的牵引负荷数据匹配的决策信号。

在一种可实施方式中，步骤S101包括：

步骤S102包括：

在本申请实施例中，除了牵引变电所外，整个地铁供电系统还存在有其他的能耗，为了便于判断，故首先将获取地铁供电系统的总负荷数据，首先将总负荷数据与预先设置的总能耗限值进行比对。在总负荷数据高于总能耗限值时，才会进一步判断牵引负荷数据是否高于最低能耗限值，若没有超过最低能耗限值，则说明虽然总负荷超标，但牵引变电所的负荷数据正常。由于其他负荷数据较为复杂，难以准确的进行控制调整，故这种情况下将会向预设的工作人员所对应的终端发送警示信息，提醒工作人员前往进行人工决策。若超过最低能耗限值，则说明牵引负荷数据超过限制，需要在数据库中查找匹配的决策信号。

在一种可实施方式中，所述从预设的数据库中查找与所述牵引负荷数据相匹配的决策信号，包括：

在本申请实施例中，将在数据库中查找与牵引负荷数据最接近的历史牵引负荷数据，以该历史牵引负荷数据在数据库中所对应的历史决策信号作为与所述牵引负荷数据匹配的决策信号，以该决策信号来对当前整个地铁供电系统当前的负荷状态进行调整。

S103、根据所述决策信号控制调整地铁供电系统的负荷状态。

在本申请实施例中，在根据预设的数据库得到决策信号后，将基于决策信号来控制调整整个地铁供电系统的负荷状态，以此实现对牵引变电所负荷数据的调整。

具体的，决策信号包括改变列车的运行策略、改变牵引变电所内逆变回馈装置的启动电压等。其中，改变列车的运行策略可以包括避免多辆列车在同一牵引变电所供电范围内同时启动等。这是由于牵引变电所的负荷上升的一种情况为多辆列车同时启动，同时启动则需要牵引变电所同时对多辆列车进行供电，于是大幅增长了牵引所的能耗。而通过适当的启动顺序调整来避免负荷大幅度上升。此外，若同时存在列车启动与列车制动，还能够通过传输列车制度的能量来对别的列车进行启动，这样也能够减少牵引变电所的供电能耗。

在一种可实施方式中，所述根据所述决策信号控制调整地铁供电系统的负荷状态之后，还包括：

在本申请实施例中，根据决策信号对地铁供电系统进行负荷状态调整后，将会进行计时，经过预设时间后，将再次采集获取牵引变电所的当前牵引负荷数据，将其与初始的牵引负荷数据进行比较，以此确定在执行决策信号后，负荷数据是否有减小，减小则有效，增大则无效。根据激励的结果来反向对牵引负荷数据进行标记，有效则标记为正激励，无效则标记为负激励。标记好的牵引负荷数据将存储至数据库中作为历史牵引负荷数据，且其标记的正激励或负激励能够辅助人工智能匹配算法进行迭代更新。

可能的，由于决策信号有改变列车运行策略、调整逆变回馈装置启动电压等多种方式，故可能会出现，数据库中存在数值相近或相等的历史牵引负荷数据，且每一个历史牵引负荷数据对应的历史决策信号不同。此时对牵引负荷数据进行匹配时，将激励结果作为一个重要的判断依据，即优先选择被标记为正激励的历史牵引负荷数据所对应的历史决策信号。

在一种可实施方式中，所述方法还包括：

在本申请实施例中，由于对地铁供电系统的负荷状态调整不一定有效，牵引负荷数据可能会继续增长，故设置有多级能耗限值，当牵引负荷数据达到下一级能耗限值时，便会重新查找与此刻的牵引负荷数据匹配的决策信号，重新进行负荷状态的控制调整过程。

下面将结合附图2，对本申请实施例提供的地铁牵引能耗智能检测控制系统进行详细介绍。需要说明的是，附图2所示的地铁牵引能耗智能检测控制系统，用于执行本申请图1所示实施例的方法，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参考本申请图1所示的实施例。

请参见图2，图2是本申请实施例提供的一种地铁牵引能耗智能检测控制系统的架构示意图。如图2所示，所述系统包括：

数据采集系统SCC、记录决策模块RDM、控制中心CC、牵引变电所TS，所述数据采集系统SCC用于安装在所述牵引变电所TS的所有负荷处，记录负荷；所述数据采集系统SCC还用于与所述记录决策模块RDM进行信号连接，向所述记录决策模块RDM传输负荷数据；所述记录决策模块RDM用于存储负荷数据，并对数据进行处理，生成决策信号，并对所述决策信号进行记录；所述记录决策模块RDM还用于与所述控制中心CC进行信号连接，将所述决策信号传输至所述控制中心CC；所述控制中心CC用于与所述牵引变电所TS、列车T进行信号连接，将所述决策信号发送至所述牵引变电所TS和/或所述列车T。

其中，数据采集系统SCC在地铁供电系统内记录牵引变电所TS的所有负荷数据，包括电压、电流、功率等；数据采集系统SCC与记录决策模块RDM间存在信号连接，可向记录决策模块RDM传输负荷数据；记录决策模块RDM可以存储负荷数据，并对数据进行处理，生成决策信号，并对决策信号进行记录；记录决策模块RDM与控制中心CC存在信号连接，记录决策模块RDM可将决策信号传输至控制中心CC；控制中心CC与牵引变电所TS、列车T存在信号连接，可将决策信号下发至牵引变电所TS和列车T。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件，其中硬件例如可以是现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGate Array，FPGA)、集成电路(Integrated Circuit，IC)等。

本发明实施例的各处理单元和/或模块，可通过实现本发明实施例所述的功能的模拟电路而实现，也可以通过执行本发明实施例所述的功能的软件而实现。

参见图3，其示出了本发明实施例所涉及的一种电子设备的结构示意图，该电子设备可以用于实施图1所示实施例中的方法。如图3所示，电子设备300可以包括：至少一个中央处理器301，至少一个网络接口304，用户接口303，存储器305，至少一个通信总线302。

其中，通信总线302用于实现这些组件之间的连接通信。

其中，用户接口303可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口303还可以包括标准的有线接口、无线接口。

其中，网络接口304可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。

其中，中央处理器301可以包括一个或者多个处理核心。中央处理器301利用各种接口和线路连接整个终端300内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器305内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器305内的数据，执行终端300的各种功能和处理数据。可选的，中央处理器301可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。中央处理器301可集成中央中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图像中央处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到中央处理器301中，单独通过一块芯片进行实现。

其中，存储器305可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器305包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器305可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器305可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器305可选的还可以是至少一个位于远离前述中央处理器301的存储装置。如图3所示，作为一种计算机存储介质的存储器305中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及程序指令。

在图3所示的电子设备300中，用户接口303主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器301可以用于调用存储器305中存储的地铁牵引能耗智能检测控制应用程序，并具体执行以下操作：

根据所述决策信号控制调整地铁供电系统的负荷状态。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统(包括分子存储器IC)，或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(Random AccessMemory，RAM)、磁盘或光盘等。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

Claims

1.一种地铁牵引能耗智能检测控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述决策信号控制调整地铁供电系统的负荷状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取牵引变电所的牵引负荷数据，并将所述牵引负荷数据与预设的最低能耗限值进行比对，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从预设的数据库中查找与所述牵引负荷数据相匹配的决策信号，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述决策信号控制调整地铁供电系统的负荷状态之后，还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.一种地铁牵引能耗智能检测控制系统，其特征在于，应用权利要求1-5任一项所述的方法，所述系统包括：

7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述方法的步骤。