CN114735053A - 一种轨道交通列车能耗自动计量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道交通列车能耗自动计量方法及系统，包括有与列车运行监控中心站实时通信的列车运行信息采集器、设置在列车运行监控中心站内的参数配置模块、列车监听模块以及能耗分析模块以及结果输出模块；参数配置模块中预先配置有在线运行列车的参数信息，参数信息作为能耗分析模块的第一类输入值；列车监听模块与列车运行信息采集器通信连接，实时采集列车属性信息作为能耗分析模块的第二类输入信息；能耗分析模块用于计算单列车和多列车的能耗值；结果输出模块用于对列车能耗运算结果进行可视化展示；设计有能耗分析模块够应对各种情况下的列车运行的进行实时监控、能耗实时分析，为列车高效运行时的能源调度提供数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及铁路列车能耗计量技术领域，具体的，涉及一种轨道交通列车能耗自动计量方法及系统。
背景技术
单列车的节能研究，经过40余年的积累，无论在控制策略和快速算法设计方面都已有较为丰硕的成果。但是随着地铁技术与设备的发展，列车发车间隔越来越短，多列车之间的相互干扰越来也明显，尤其是再生制动装备的投入使用，单列车区间的牵引能耗最低并不等于全路多列车的牵引能耗最低，研究基于再生制动能量吸收的多列车运行节能成为新的课题。
现在多车能耗利用未普及原因如下：
追踪列车运行利用优化控制策略实现再生能利用率提升，但驾驶策略十分复杂，人工驾驶时很难实现，对于现场数据的监测难以做到实时设计得出最优解；
缺少针对多车运行能耗监控的自动化分析工具，人工分析多车能耗对设计人员能力要求过高，作为最优时刻表设计的前置条件工作量过大，增加了设计工作量；
结合再生能量利用优化时刻表以及开发能耗监控工具，需要投入人力、实现周期长、优化效果很难提前预估等。
发明内容
本发明的目的是提出一种轨道交通列车能耗自动计量方法及系统，设计有能耗分析模块够应对各种情况下的列车运行的进行实时监控、能耗实时分析，并快速进行处理和故障预警，最后对结果进行展示，为列车高效运行时的能源调度提供数据支持。
为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种轨道交通列车能耗自动计量方法，包括如下步骤：
列车运行监控中心站的列车参数配置模块预先配置在线运行列车的参数信息，参数信息作为能耗分析模块的第一类输入值；
列车运行监控中心站的列车监听模块实时获取在线运行列车的属性信息，提取列车属性信息中的关键特征作为能耗分析模块的第二类输入值，所述能耗分析模块根据能耗运算规则进行运算；
结果输出模块对列车能耗运算结果进行可视化展示。
作为优选，所述参数信息包括车辆参数信息和线路参数信息；所述车辆参数信息包括有车辆的最大速度信息、车辆的最大加速度信息、车辆的承载量信息以及车辆的质量信息；所述线路参数信息包括线路的总里程信息、线路的支线信息、线路的沉降值信息。
作为优选，属性信息包括有列车ID信息、列车到站信息、列车速度信息、所在线路信息以及列车的偏移量信息。
作为优选，能耗分析模块根据能耗运算规则进行运算包括如下步骤：
通过单列车能耗计算公式计算单列车能耗；根据单列车之间的相互影响计算多列车能耗。
作为优选，单列车能耗计算公式为：
Ep＝Ej+Es+Ef
其中：Ep为单列车总能耗，Ej为基本阻力能耗，Es为势能变化量，Ef为辅助系统能耗。
作为优选，多列车能耗计算公式为：
Ez＝Ep*N-Ed*K
其中，其中：K为再生电能损失率；Ed为再生制动反馈到电网的能量值；Ed*K为被列车再利用的再生能量值；Ez为多列车总能耗；N为在线运行的多列车的列车数。
一种轨道交通列车能耗自动计量系统，适用于所述轨道交通列车能耗自动计量方法，包括有与列车运行监控中心站实时通信的列车运行信息采集器、设置在列车运行监控中心站内的参数配置模块、列车监听模块、能耗分析模块以及结果输出模块；所述参数配置模块中预先配置有在线运行列车的参数信息，参数信息作为能耗分析模块的第一类输入值；所述列车监听模块与列车运行信息采集器通信连接，实时采集列车属性信息作为能耗分析模块的第二类输入信息；所述能耗分析模块用于计算单列车和多列车的能耗值；所述结果输出模块用于对列车能耗运算结果进行可视化展示。
作为优选，还包括有报警模块，所述列车监听模块获取列车的属性信息后，提取属性信息中的列车关键信息与参数配置模块中的表征列车运行安全的参数信息进行比较，若列车关键信息偏离参数配置模块中相关参数的安全阈值，则报警模块发出预警提示。
作为优选，还包括有时钟模块，所述时钟模块用于设置列车监听模块与列车运行信息采集器进行通信的频率，所述时钟模块包括有主动时钟激励和被动时钟激励，所述主动时钟激励通过设置固定时间间隔进行响应，所述被动时钟激励作为列车发生故障时的特殊响应。
本发明的有益效果：一种轨道交通列车能耗自动计量方法及系统，设计有能耗分析模块够应对各种情况下的列车运行的进行实时监控、能耗实时分析，并快速进行处理和故障预警，最后对结果进行展示，为列车高效运行时的能源调度提供数据支持。
附图说明
图1为本发明的一种轨道交通列车能耗自动计量系统的结构示意图。
图中标记说明：1-列车运行监控中心站、2-列车运行信息采集器、11-参数配置模块、12-列车监听模块、13-能耗分析模块、14-结果输出模块、15-报警模块、16-时钟模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1所示，一种轨道交通列车能耗自动计量系统，包括有与列车运行监控中心站1实时通信的列车运行信息采集器2、设置在列车运行监控中心站内的参数配置模块11、列车监听模块12以及能耗分析模块13以及结果输出模块14；所述参数配置模块中预先配置有在线运行列车的参数信息，参数信息作为能耗分析模块的第一类输入值；所述列车监听模块与列车运行信息采集器通信连接，实时采集列车属性信息作为能耗分析模块的第二类输入信息；所述能耗分析模块用于计算单列车和多列车的能耗值；所述结果输出模块用于对列车能耗运算结果进行可视化展示。
还包括有报警模块15，所述列车监听模块获取列车的属性信息后，提取属性信息中的列车关键信息(包括车辆的速度信息、车辆的承载量信息)与参数配置模块中的表征列车运行安全的参数信息进行比较，若列车关键信息偏离参数配置模块中相关参数的安全阈值，则报警模块发出预警提示。
还包括有时钟模块16，所述时钟模块用于设置列车监听模块与列车运行信息采集器进行通信的频率，所述时钟模块包括有主动时钟激励和被动时钟激励，所述主动时钟激励通过设置固定时间间隔进行响应，所述被动时钟激励作为列车发生故障时的特殊响应(发现有故障，立即上报故障信息)。
一种轨道交通列车能耗自动计量方法，包括如下步骤：
列车运行监控中心站的列车参数配置模块预先配置在线运行列车的参数信息，参数信息作为能耗分析模块的第一类输入值；
列车运行监控中心站的列车监听模块实时获取在线运行列车的属性信息，提取列车属性信息中的关键特征作为能耗分析模块的第二类输入值，所述能耗分析模块根据能耗运算规则进行运算；
结果输出模块对列车能耗运算结果进行可视化展示。
参数信息包括车辆参数信息和线路参数信息；所述车辆参数信息包括有车辆的最大速度信息、车辆的最大加速度信息、车辆的承载量信息以及车辆的质量信息；所述线路参数信息包括线路的总里程信息、线路的支线信息、线路的沉降值信息。
属性信息包括有列车ID信息、列车到站信息、列车速度信息、所在线路信息以及列车的偏移量信息。
能耗分析模块根据能耗运算规则进行运算包括如下步骤：
通过单列车能耗计算公式计算单列车能耗；根据单列车之间的相互影响计算多列车能耗。
单列车能耗计算公式为：
Ep＝Ej+Es+Ef
其中：Ep为单列车总能耗，Ej为基本阻力能耗，Es为势能变化量，Ef为辅助系统能耗；
其中，a,b，c为常数，m为列车质量，s为线路总路程，g为重力加速度。
多列车能耗计算公式为：
Ez＝Ep*N-Ed*K
其中，其中：K为再生电能损失率；Ed为再生制动反馈到电网的能量值；Ed*K为被列车再利用的再生能量值；Ez为多列车总能耗；N为在线运行的多列车的列车数。
以上所述之具体实施方式为本发明一种轨道交通列车能耗自动计量方法及系统的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种轨道交通列车能耗自动计量方法，其特征在于，包括如下步骤：
列车运行监控中心站的列车参数配置模块预先配置在线运行列车的参数信息，参数信息作为能耗分析模块的第一类输入值；
列车运行监控中心站的列车监听模块实时获取在线运行列车的属性信息，提取列车属性信息中的关键特征作为能耗分析模块的第二类输入值，所述能耗分析模块根据能耗运算规则进行运算；
结果输出模块对列车能耗运算结果进行可视化展示。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车能耗自动计量方法，其特征在于，
所述参数信息包括车辆参数信息和线路参数信息；所述车辆参数信息包括有车辆的最大速度信息、车辆的最大加速度信息、车辆的承载量信息以及车辆的质量信息；所述线路参数信息包括线路的线路的总里程信息、线路的支线信息、线路的沉降值信息。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车能耗自动计量方法，其特征在于，
属性信息包括有列车ID信息、列车到站信息、列车速度信息、所在线路信息以及列车的偏移量信息。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通列车能耗自动计量方法，其特征在于，
能耗分析模块根据能耗运算规则进行运算包括如下步骤：
通过单列车能耗计算公式计算单列车能耗；根据单列车之间的相互影响计算多列车能耗。
5.根据权利要求4所述的一种轨道交通列车能耗自动计量方法，其特征在于，
单列车能耗计算公式为：
Ep＝Ej+Es+Ef
其中：Ep为单列车总能耗，Ej为基本阻力能耗，Es为势能变化量，Ef为辅助系统能耗。
6.根据权利要求5所述的一种轨道交通列车能耗自动计量方法，其特征在于，
多列车能耗计算公式为：
Ez＝Ep*N-Ed*K
其中，其中：K为再生电能损失率；Ed为再生制动反馈到电网的能量值；Ed*K为被列车再利用的再生能量值；Ez为多列车总能耗；N为在线运行的多列车的列车数。
7.一种轨道交通列车能耗自动计量系统，适用于如权利要求1-6任一项所述的轨道交通列车能耗自动计量方法，其特征在于，包括有与列车运行监控中心站实时通信的列车运行信息采集器、设置在列车运行监控中心站内的参数配置模块、列车监听模块、能耗分析模块以及结果输出模块；所述参数配置模块中预先配置有在线运行列车的参数信息，参数信息作为能耗分析模块的第一类输入值；所述列车监听模块与列车运行信息采集器通信连接，实时采集列车属性信息作为能耗分析模块的第二类输入信息；所述能耗分析模块用于计算单列车和多列车的能耗值；所述结果输出模块用于对列车能耗运算结果进行可视化展示。
8.根据权利要求7所述的一种轨道交通列车能耗自动计量系统，其特征在于：还包括有报警模块，所述列车监听模块获取列车的属性信息后，提取属性信息中的列车关键信息与参数配置模块中的表征列车运行安全的参数信息进行比较，若列车关键信息偏离参数配置模块中相关参数的安全阈值，则报警模块发出预警提示。
9.根据权利要求7所述的一种轨道交通列车能耗自动计量系统，其特征在于：还包括有时钟模块，所述时钟模块用于设置列车监听模块与列车运行信息采集器进行通信的频率，所述时钟模块包括有主动时钟激励和被动时钟激励，所述主动时钟激励通过设置固定时间间隔进行响应，所述被动时钟激励作为列车发生故障时的特殊响应。
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