CN115130063A - 一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法，包括以下步骤：导入标准输入文件，在标准输入文件中配置各元器件的模数、负荷等级、功能、需要系数；遍历所有元器件，通过元器件的端位置、层位置、负荷等级，将各元器件进行初分组；完成初分组后，通过各元器件的互斥关系、关联关系以及母线总负荷的预设条件对各元器件进行二次分组；二次分组后，将各元器件通过设定的备件原则和计算出的柜子数量，将各元器件和备用元器件放置到对应的环控柜。本发明的优点是：将轨道交通环控柜的分柜算法标准化，并提供多个元器件配置表作为算法的配置依据；为轨道交通环控柜的分柜算法提供通用化、标准化的依据，提高设计效率及准确性。

Description

一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法

技术领域

本发明属于环控柜设计技术领域，具体涉及一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法。

背景技术

环控柜体是一种功能集成化柜体结构，其内部根据使用需要，可以智能化控制制冷、排风、过滤以及照明等功能。

当前轨道交通环控柜的元器件的排布方式多种多样，没有统一的标准，排布结果随设计人员的经验、甲方要求、厂家设计原则等不同有较大的不确定性。

本领域技术人员急需一套关于环控柜内元器件的配置、分母线、分柜、备件等各流程的标准原则和算法，从而优化和规范交通环控柜设计中元器件的排布及备件流程。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法，该智能分柜算法通过将轨道交通环控柜的分柜算法标准化，并提供多个元器件配置表作为算法的配置依据；为轨道交通环控柜的分柜算法提供通用化、标准化的依据。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法，其特征在于所述智能分柜算法包括以下步骤：

（S1）导入标准输入文件，在所述标准输入文件中配置各元器件的模数、负荷等级、功能、需要系数；

（S2）遍历所有所述元器件，通过所述元器件的环控室端位置、环控室层位置、负荷等级，将各所述元器件进行初分组；完成初分组后，通过各所述元器件的互斥关系、关联关系以及母线总负荷的预设条件对各所述元器件进行二次分组；

（S3）二次分组后，将各所述元器件通过设定的备件原则和计算出的柜子数量，将各所述元器件和备用元器件放置到对应的环控柜。

步骤（S1）为：导入所述标准输入文件，在所述标准输入文件中配置所述元器件的负荷等级、功能；配置所述元器件的默认的功率因子；配置所述元器件的需要系数；根据所述元器件的功能，匹配到与所述功能相对应的功能配置表，根据所述功能配置表，配置所述元器件的模数。

步骤（S2）为：

（S2.1）遍历所有的所述元器件，执行以下循环：

根据所述元器件的负荷等级、环控室端位置、环控室层位置进行临时分组：

每个临时分组根据互斥关系分为两种互斥组，即重度互斥组和轻度互斥组；所述互斥关系是指重度互斥关键字、轻度互斥关键字；

每个临时分组根据关联关系原则（XX/*-YY），生成关联分组；其中，（XX/*-YY）是指所述元器件的编号方式，当所述元器件中的编号XX和YY分别相同时筛选为同一关联分组；

（S2.2）步骤（S2.1）中的循环结束后，根据所述元器件的环控室端位置进行初次分组，生成初分组；

（S2.3）根据所述初分组的数据，根据所述元器件的环控室层位置进行二次分组，生成二次分组；根据所述二次分组的数据以及所述元器件的负荷等级进行三次分组，生成初始母线，计算出每条所述初始母线的总容量；

（S2.4）遍历所有初始母线，执行以下循环：计算出每条所述初始母线的总容量；每条所述初始母线包含的子母线数量=总容量/初始母线最大容量；如果所述互斥组数量大于所计算的所述子母线数量，则所述子母线数量取大者；

（S2.5）首先将所述互斥组分配到所述子母线中；将所述关联分组分配到各所述子母线中；每条所述初始母线中未分配的所述元器件根据容量排序；检查每条所述初始母线中未分配的所述元器件数量是否大于0：

若大于0，则将未分配的所述元器件分配到容量最小的所述子母线中，之后更新所述子母线的总容量；返回再次检查每条所述初始母线中未分配的所述元器件数量是否大于0：

若小于等于0，则完成所述子母线的分组，循环结束。

步骤（S3）为：

（S3.1）遍历所有所述子母线，执行以下循环，计算进线容量，计算公式为：

式中，p _i 为第i个设备的容量；k _x : 第i个设备的需要系数；

根据进线容量，配置双电源进线、单电源进线的模数；计算每条子母线的散柜的模数，整柜统计柜子数量，计算出所述散柜数量，计算公式为：

式中，n _散柜 为所述子母线的散柜数量；m _sum 为所述子母线的元器件的高度之和；M为柜型的整柜柜高；

计算出所述散柜的总模数；

各所述元器件按照模数排序；各所述元器件在模数排序基础上，进一步按照功率排序；

（S3.2）按照最多备件方案执行；按照每一个所述元器件都有一个备用元器件，并计算所述元器件的总模数；判断最多备件方案的总模数是否大于等于所述散柜的总模数；

若最多备件方案的总模数小于所述散柜的总模数，则计算所述散柜的总模数减去最多备件方案的总模数后的剩余模数；增加所述元器件的“配电”功能的最小模数的备件；更新最多备件方案的总模数；之后返回再次判断最多备件方案的总模数是否大于等于所述散柜的总模数；

若最多备件方案的总模数大于等于所述散柜的总模数，则继续判断最多备件方案的总模数是否相等于所述散柜的总模数，若判断结果为否，则删除最后的一个所述备用元器件；之后继续判断最多备件方案的总模数是否相等于所述散柜的总模数，若判断结果为否，则说明最多备件方案不可行，删除所有备用元器件；

（S3.3）按照最少备件方案执行；统计模数、功率相同的所述元器件的数量，并按照逆序排序；判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；

若最小备件方案的总模数小于所述散柜的总模数，则进一步判断相同模数、功率的所述元器件是否大于等于7个，若大于等于7个则按照7个及以上相同模数、功率的所述元器件备3个备用元器件；更新最小备件方案的总模数；之后返回再次判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；

若最小备件方案的总模数大于等于所述散柜的总模数，则进一步判断相同模数、功率的所述元器件是否大于等于5个；若大于等于5个则按照7个以下且5个及以上相同模数、功率的所述元器件备2个备用元器件；更新最小备件方案的总模数；之后返回再次判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；若小于5，则进一步判断相同模数、功率的所述元器件是否大于等于3个；

若相同模数、功率的所述元器件大于等于3个，则按照5个以下且3个及以上相同模数、功率的所述元器件备1个备用元器件；更新最小备件方案的总模数；之后返回再次判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；

若相同模数、功率的所述元器件小于3个，则按照3个以下相同模数、功率的所述元器件备1个备用元器件；更新最小备件方案的总模数；之后返回再次判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；

（S3.4）判断最小备件方案的总模数是否相等于所述散柜的总模数；若是，则返回步骤（S3.1）；若否，则删除最后一个备用元器件，计算出剩余模数，并根据剩余模数配置“配电”备用元器件。

本发明的优点是：将轨道交通环控柜的分柜算法标准化，并提供多个元器件配置表作为算法的配置依据；为轨道交通环控柜的分柜算法提供通用化、标准化的依据，提高设计效率及准确性。

附图说明

图1为本发明中标准输入文件格式及示例数据表；

图2为本发明中元器件的负荷等级、功能配置表；

图3为本发明中元器件的需要系数配置表；

图4为本发明中元器件的模数配置表；

图5为本发明中柜型配置表；

图6为本发明所采用的柜型、单电源进线模数、单进浪涌的模数配置表；

图7为本发明中所支持的所有的柜型的外部模数和内部高度配置表；

图8为本发明中子母线分组流程示意图；

图9为本发明中分柜流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例：如图1-9所示，本实施例具体涉及一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法，该智能分柜算法包括以下步骤：

（S1）如图1、2、3、4、8所示，从元器件的标准输入文件开始，在标准输入文件中配置各元器件的模数、负荷等级、功能、需要系数，更具体的：

导入标准输入文件，在标准输入文件中配置元器件的负荷等级、功能；如图1所示为本实施例中标准输入文件的示例格式及数据，如图2所示为本实施例中元器件的负荷等级、功能配置的表格，其中，前三列为判断依据，后两列为判断结果，通过判断元器件的名称、使用工况和功率，来判断元器件的负荷等级和功能。需要说明的是，本实施例所支持的元器件为：马保、热继、配电、软启、变频、单电源进线、双电源进线；本实施例所支持的负荷等级为：一级负荷、二级负荷、三级负荷。

配置元器件默认的功率因子。

配置元器件的需要系数，如图3所示为元器件的需要系数配置，根据元器件的需要来进行匹配，具体需要系数参见附图3，其它情况默认为1.0。

根据元器件的功能，匹配到与该功能相对应的功能配置表，根据功能配置表，配置元器件的模数，如图4所示。

（S2）如图8所示，遍历所有元器件，通过元器件的环控室端位置、环控室层位置、负荷等级，将各元器件进行初分组；完成初分组后，通过各元器件的互斥关系、关联关系以及母线总负荷的预设条件对各元器件进行二次分组；具体如下：

（S2.1）遍历所有的元器件，执行以下循环：

根据元器件的负荷等级、环控室端位置、环控室层位置进行临时分组；

每个临时分组根据互斥关系分为两种互斥组，即重度互斥组和轻度互斥组；所述互斥关系是指重度互斥关键字、轻度互斥关键字；互斥的关键字为元器件的名称，由用户自己设定。重度互斥关键字（默认）：隧道风机；冷冻水泵；组合式空调机组。轻度互斥关键字（默认）：射流风机；风阀柜。互斥是根据用户设定的关键字和元器件的名称作为互斥的判断条件。分母线时，重度互斥的元器件是不会分配到同一条母线中。轻度互斥允许最多两个相同的轻度互斥的元器件放在同一条母线中。

每个临时分组根据关联关系原则（XX/*-YY），生成关联分组；其中，（XX/*-YY）是指元器件的编号方式，当元器件中的编号XX字段和YY字段分别相同时筛选为同一关联分组。例如，可以将“K2/XK-A1”、“K2/XHPF-A1”、“K2/DT-A1”筛选为一组元器件，节省用户手动编组的时间。关联分组时，还有个前提是负荷等级相同。后续这些一个组别的元器件可以放置在一条母线中。

需要说明的是，环控室端位置是指A端、B端、C端、D端。环控室层位置是指地上一层、地上二层、地上三层、地下一层、地下二层、地下三层、地下四层。

（S2.2）步骤（S2.1）中的循环结束后，根据元器件的环控室端位置进行初次分组，生成初分组。

（S2.3）根据初分组的数据，根据元器件的环控室层位置进行二次分组，生成二次分组；根据二次分组的数据以及元器件的负荷等级进行三次分组，生成初始母线，计算出每条初始母线的总容量。

需要说明的是，本实施例中支持的母线类型：一级负荷母线、二级负荷母线、三级负荷母线。

（S2.4）遍历所有初始母线，执行以下循环：

计算出每条初始母线的总容量；每条初始母线包含的子母线数量=总容量/初始母线最大容量；需要说明的是，本实施例所支持的子母线类型：每一级的负荷母线根据承载最大容量220kW又可以分为子母线，所以子母线分为一级负荷子母线、二级负荷子母线、三级负荷子母线；子母线的最大容量为220kW。

如果互斥组数量大于所计算的子母线数量，则子母线数量取大者.

（S2.5）首先将互斥组分配到子母线中；将关联分组分配到各子母线中；每条初始母线中未分配的元器件根据容量排序；检查每条初始母线中未分配的所述元器件数量是否大于0：

若大于0，则将未分配的元器件分配到容量最小的子母线中，之后更新子母线的最大容量；返回再次检查每条初始母线中未分配的元器件数量是否大于0：

若小于等于0，则完成子母线的分组，循环结束。

（S3）如图5、6、7、9所示，二次分组后，将各元器件通过设定的备件原则和计算出的柜子数量，将各元器件和备用元器件放置到对应的环控柜，具体如下：

（S3.1）遍历所有子母线，执行以下循环，计算进线容量，计算公式为：

式中，p _i 为第i个设备的容量；k _x : 第i个设备的需要系数。

根据进线容量，配置双电源进线、单电源进线的模数；计算每条子母线的散柜的模数，整柜统计柜子数量，计算出所述散柜数量，计算公式为：

式中，n _散柜 为所述子母线的散柜数量；m _sum 为所述子母线的元器件的高度之和；M为柜型的整柜柜高。

需要说明的是，本实施例中支持的柜型为MNS2.0、MNS3.0、Blokset、Okken、8PT、S8。柜型分为整柜、散柜。其中，整柜为一个柜子只包含一个元器件；散柜为一个柜子包含多个元器件。元器件的模数是按照柜型来配置的，如图5所示为本实施例中算法所支持的柜型及其模数、柜高和后缀；如图6所示为本实施例所采用的柜型、单电源进线模数、单进浪涌的模数的配置表，每个项目柜型不同的话，此配置表需单独配置。如图7所示的配置表为本实施例算法所支持的所有的柜型的外部模数和内部高度。其中外部模数为柜型厂家提供模数名称，高度为该模数对应的本算法的高度参数。其中“…/…”表示：“/”前面的数字表示高度，“/”前面的数字表示宽度的系数。

计算出散柜的总模数。

各元器件按照模数排序；各元器件在模数排序基础上，进一步按照功率排序。

（S3.2）按照每一个元器件都有一个备用元器件，并计算元器件的总模数；判断一个元器件加一个备用元器件的总模数是否大于等于散柜的总模数；

若一个元器件加一个备用元器件的总模数小于散柜的总模数，则计算散柜的总模数减去一个元器件加一个备用元器件的总模数后的剩余模数；增加元器件的“配电”功能的最小模数的备件；更新一个元器件加一个备用元器件的总模数；之后返回再次判断一个元器件加一个备用元器件的总模数是否大于等于散柜的总模数；

若一个元器件加一个备用元器件的总模数大于等于散柜的总模数，则继续判断一个元器件加一个备用元器件的总模数是否相等于散柜的总模数，若判断结果为否，则删除最后的一个备用元器件；之后继续判断一个元器件加一个备用元器件的总模数是否相等于所述散柜的总模数，若判断结果为否，则说明一个元器件加一个备用元器件的方案不可行，删除所有备用元器件。

（S3.3）按照最小备件方案执行；统计模数、功率相同的元器件的数量，并按照逆序排序；判断最小备件的总模数是否小于散柜的总模数；

若最小备件的总模数小于散柜的总模数，则进一步判断相同模数、功率的元器件是否大于等于7个，若大于等于7个则按照7个及以上相同模数、功率的元器件备3个备用元器件；更新最小备件的总模数；之后返回再次判断最小备件的总模数是否小于散柜的总模数；

若最小备件的总模数大于等于散柜的总模数，则进一步判断相同模数、功率的元器件是否大于等于5个；若大于等于5个则按照7个以下且5个及以上相同模数、功率的元器件备2个备用元器件；更新最小备件的总模数；之后返回再次判断最小备件的总模数是否小于散柜的总模数；若小于5，则进一步判断相同模数、功率的元器件是否大于等于3个；

若相同模数、功率的元器件大于等于3个，则按照5个以下且3个及以上相同模数、功率的元器件备1个备用元器件；更新最小备件的总模数；之后返回再次判断最小备件的总模数是否小于散柜的总模数；

若相同模数、功率的元器件小于3个，则按照3个以下相同模数、功率的元器件备1个备用元器件；更新最小备件的总模数；之后返回再次判断最小备件的总模数是否小于散柜的总模数。

（S3.4）判断一个元器件加一个备用元器件的总模数是否相等于散柜的总模数；若是，则返回步骤（S3.1）；若否，则删除最后一个备用元器件，计算出剩余模数，并根据剩余模数配置“配电”备用元器件。

本实施例的有益效果在于：将轨道交通环控柜的分柜算法标准化，并提供多个元器件配置表作为的算法的配置依据。为轨道交通环控柜的分柜算法提供通用化、标准化的依据，提高设计效率及准确性。

Claims (4)

1.一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法，其特征在于所述智能分柜算法包括以下步骤：

（S1）导入标准输入文件，在所述标准输入文件中配置各元器件的模数、负荷等级、功能、需要系数；

（S2）遍历所有所述元器件，通过所述元器件的环控室端位置、环控室层位置、负荷等级，将各所述元器件进行初分组；完成初分组后，通过各所述元器件的互斥关系、关联关系以及母线总负荷的预设条件对各所述元器件进行二次分组；

（S3）二次分组后，将各所述元器件通过设定的备件原则和计算出的柜子数量，将各所述元器件和备用元器件放置到对应的环控柜。

2.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法，其特征在于步骤（S1）为：导入所述标准输入文件，在所述标准输入文件中配置所述元器件的负荷等级、功能；配置所述元器件的默认的功率因子；配置所述元器件的需要系数；根据所述元器件的功能，匹配到与所述功能相对应的功能配置表，根据所述功能配置表，配置所述元器件的模数。

3.根据权利要求2所述的一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法，其特征在于步骤（S2）为：

（S2.1）遍历所有的所述元器件，执行以下循环：

根据所述元器件的负荷等级、环控室端位置、环控室层位置进行临时分组：

每个临时分组根据互斥关系分为两种互斥组，即重度互斥组和轻度互斥组；所述互斥关系是指重度互斥关键字、轻度互斥关键字；

每个临时分组根据关联关系原则（XX/*-YY），生成关联分组；其中，（XX/*-YY）是指所述元器件的编号方式，当所述元器件中的编号XX和YY分别相同时筛选为同一关联分组；

（S2.2）步骤（S2.1）中的循环结束后，根据所述元器件的环控室端位置进行初次分组，生成初分组；

（S2.3）根据所述初分组的数据，根据所述元器件的环控室层位置进行二次分组，生成二次分组；根据所述二次分组的数据以及所述元器件的负荷等级进行三次分组，生成初始母线，计算出每条所述初始母线的总容量；

（S2.4）遍历所有初始母线，执行以下循环：计算出每条所述初始母线的总容量；每条所述初始母线包含的子母线数量=总容量/初始母线最大容量；如果所述互斥组数量大于所计算的所述子母线数量，则所述子母线数量取大者；

（S2.5）首先将所述互斥组分配到所述子母线中；将所述关联分组分配到各所述子母线中；每条所述初始母线中未分配的所述元器件根据容量排序；检查每条所述初始母线中未分配的所述元器件数量是否大于0：

若大于0，则将未分配的所述元器件分配到容量最小的所述子母线中，之后更新所述子母线的总容量；返回再次检查每条所述初始母线中未分配的所述元器件数量是否大于0：

若小于等于0，则完成所述子母线的分组，循环结束。

4.根据权利要求3所述的一种适用于轨道交通环控柜的智能分柜算法，其特征在于步骤（S3）为：

（S3.1）遍历所有所述子母线，执行以下循环，计算进线容量，计算公式为：

式中，p _i 为第i个设备的容量；k _x : 第i个设备的需要系数；

根据进线容量，配置双电源进线、单电源进线的模数；计算每条子母线的散柜的模数，整柜统计柜子数量，计算出所述散柜数量，计算公式为：

式中，n _散柜 为所述子母线的散柜数量；m _sum 为所述子母线的元器件的高度之和；M为柜型的整柜柜高；

计算出所述散柜的总模数；

各所述元器件按照模数排序；各所述元器件在模数排序基础上，进一步按照功率排序；

（S3.2）按照最多备件方案执行；按照每一个所述元器件都有一个备用元器件，并计算所述元器件的总模数；判断最多备件方案的总模数是否大于等于所述散柜的总模数；

若最多备件方案的总模数小于所述散柜的总模数，则计算所述散柜的总模数减去最多备件方案的总模数后的剩余模数；增加所述元器件的“配电”功能的最小模数的备件；更新最多备件方案的总模数；之后返回再次判断最多备件方案的总模数是否大于等于所述散柜的总模数；

若最多备件方案的总模数大于等于所述散柜的总模数，则继续判断最多备件方案的总模数是否相等于所述散柜的总模数，若判断结果为否，则删除最后的一个所述备用元器件；之后继续判断最多备件方案的总模数是否相等于所述散柜的总模数，若判断结果为否，则说明最多备件方案不可行，删除所有备用元器件；

（S3.3）按照最少备件方案执行；统计模数、功率相同的所述元器件的数量，并按照逆序排序；判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；

若最小备件方案的总模数小于所述散柜的总模数，则进一步判断相同模数、功率的所述元器件是否大于等于7个，若大于等于7个则按照7个及以上相同模数、功率的所述元器件备3个备用元器件；更新最小备件方案的总模数；之后返回再次判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；

若最小备件方案的总模数大于等于所述散柜的总模数，则进一步判断相同模数、功率的所述元器件是否大于等于5个；若大于等于5个则按照7个以下且5个及以上相同模数、功率的所述元器件备2个备用元器件；更新最小备件方案的总模数；之后返回再次判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；若小于5，则进一步判断相同模数、功率的所述元器件是否大于等于3个；

若相同模数、功率的所述元器件大于等于3个，则按照5个以下且3个及以上相同模数、功率的所述元器件备1个备用元器件；更新最小备件方案的总模数；之后返回再次判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；

若相同模数、功率的所述元器件小于3个，则按照3个以下相同模数、功率的所述元器件备1个备用元器件；更新最小备件方案的总模数；之后返回再次判断最小备件方案的总模数是否小于所述散柜的总模数；

（S3.4）判断最小备件方案的总模数是否相等于所述散柜的总模数；若是，则返回步骤（S3.1）；若否，则删除最后一个备用元器件，计算出剩余模数，并根据剩余模数配置“配电”备用元器件。

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