[發(fā)明專利]軌道列車節(jié)省電能運(yùn)行控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210436418.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102951165A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹芳;柯博仁;唐濤;陳南鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué);陳南鳴
• 主分類號(hào): B61C17/00
• 分類號(hào): B61C17/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種軌道列車節(jié)省電能運(yùn)行控制方法。?

背景技術(shù)

各個(gè)城市軌道交通成本都非常之高，不但建設(shè)成本很高，而且正式運(yùn)營(yíng)通車后線路每年的運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本更是非常大，其中尤其以線路耗電費(fèi)用最為嚴(yán)重，致使城市軌道交通運(yùn)營(yíng)成本居高不下，這已成為城市軌道交通最為突出的一大難題。因此，降低城市軌道交通能耗，減少用電總量，成為降低城市軌道交通運(yùn)營(yíng)成本的一個(gè)最為有效的途徑。?

城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中能耗的主要形式即為用電能耗。根據(jù)對(duì)城市軌道交通用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)分析，能耗主要用于以下幾個(gè)方面：牽引供電、通風(fēng)空調(diào)、電扶梯、照明、給排水，弱電系統(tǒng)等等，其中尤其以牽引供電能耗最大，有近50％均來(lái)自于列車牽引能耗。因此，減少城市軌道交通系統(tǒng)耗能的重要途徑之一就是降低列車牽引能耗。列車牽引能耗主要用于列車運(yùn)行，因此，實(shí)現(xiàn)列車的節(jié)能運(yùn)行成為了降低列車牽引能耗最為有效的重要手段。?

現(xiàn)有軌道列車運(yùn)行節(jié)能控制的方法，均以脫機(jī)方式調(diào)節(jié)列車速度，未能針對(duì)節(jié)省電能提出在線實(shí)時(shí)的有效方法，也未同時(shí)考慮時(shí)刻表調(diào)節(jié)與列車粘著力的問(wèn)題。?

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題?

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何設(shè)計(jì)一種軌道列車節(jié)省電能運(yùn)行控制方法。?

(二)技術(shù)方案?

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種軌道列車節(jié)省電能運(yùn)行控制方法，包括以下步驟：?

S1、根據(jù)列車運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)列車站間運(yùn)行的時(shí)間-速度曲線；?

S2、利用所述曲線控制列車運(yùn)行，在列車運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)當(dāng)前牽引供電網(wǎng)或第三軌的電壓，軌道線形參數(shù)、列車所受阻力以及粘著力調(diào)節(jié)列車在下一時(shí)刻的運(yùn)行模式、速度及加速度。?

優(yōu)選地，在步驟S2中，利用三層式倒傳遞類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)列車在下一時(shí)刻的運(yùn)行模式、速度及加速度。?

優(yōu)選地，步驟S2具體包括：?

S21、將當(dāng)前所述牽引供電網(wǎng)或第三軌的電壓，軌道線形參數(shù)、列車所受阻力以及粘著力作為倒傳遞類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層的值，根據(jù)所述輸入層的值計(jì)算倒傳遞類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱藏層的值；?

S22、利用所述隱藏層的值計(jì)算倒傳遞類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層的值，所述輸出層的值包括表示運(yùn)行模式的數(shù)值、速度及加速度；?

S23、將所述輸出層的值與預(yù)設(shè)輸出目標(biāo)值比較，并調(diào)節(jié)所述輸出層的值，使得二者之間的差值最小。?

優(yōu)選地，所述運(yùn)行模式包括加速、減速、等速和惰行四種。?

優(yōu)選地，所述軌道線形參數(shù)包括軌道的坡度、曲度和速限。?

(三)有益效果?

上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：依據(jù)實(shí)時(shí)牽引供電網(wǎng)或第三軌電壓及線形現(xiàn)況，決定列車節(jié)省電能的實(shí)時(shí)運(yùn)行方式；考慮實(shí)時(shí)列車運(yùn)行粘著力，確保列車運(yùn)行時(shí)不致造成列車打滑。?

附圖說(shuō)明

圖1是列車牽引系統(tǒng)能量流示意圖；?

圖2是顯示本發(fā)明方法的示意圖；?

圖3是本發(fā)明的方法流程圖；?

圖4是三層式倒傳遞類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)示意圖。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。?

首先介紹幾種列車模型。?

列車動(dòng)力學(xué)模型?

在城市軌道交通中，列車在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到方向和大小不同的很多力的作用，受力情況較為復(fù)雜，但針對(duì)列車節(jié)能運(yùn)行控制則主要考慮列車在軌道上的縱向運(yùn)動(dòng)，因此僅研究列車運(yùn)行中縱向方向的力。這樣，列車在運(yùn)行過(guò)程受到的外力主要為：列車牽引力、列車制動(dòng)力、列車運(yùn)行阻力。?

1.列車牽引力?

由于城市軌道交通中列車是由動(dòng)車和拖車編組的，因此，其列車的牽引力則來(lái)自于各個(gè)動(dòng)車。其實(shí)動(dòng)車的本質(zhì)就是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，它通過(guò)牽引電動(dòng)機(jī)，將牽引網(wǎng)或第三軌供入的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，然后傳遞到動(dòng)車的動(dòng)輪上，動(dòng)輪通過(guò)與鋼軌的接觸和摩擦，產(chǎn)生對(duì)鋼軌的作用力，同時(shí)鋼軌對(duì)于動(dòng)輪有一個(gè)與列車運(yùn)行方向相同的反作用力，即牽引力，從而使列車能夠向前運(yùn)行。?

2.列車制動(dòng)力?