[發明專利]一種鐵路沿線風場監測與預測方法及其系統

在審

• 申請號: 202010176473.2
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111401633A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 周偉;鄒科;方聰聰;肖合婷;吳依桐;魏萬蕙;李國飛;韓天虎
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26;G06N3/04;G06N3/08;G01P5/00;G01P13/02;G01W1/02;G01W1/14
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 周云喆

本發明公開了一種鐵路沿線風場監測與預測系統，方法包括獲取鐵路沿線風場的屬性數據并保存；建立BP和RBF神經網絡模型并進行時域學習，建立風速風向預測模型，將屬性數據輸入風速風向預測模型得到風場數據；輸出風場數據并進行可視化顯示。系統包括數據讀取模塊：用于獲取鐵路沿線風場的屬性數據；數據存儲模塊：用于保存屬性數據；數據處理模塊：包括模型構建單元和數據處理單元，模型構建單元用于建立BP和RBF神經網絡模型并進行時域學習，以及建立風速風向預測模型；數據處理單元，用于將屬性數據輸入風速風向預測模型得到風場數據；數據顯示模塊：用于輸出風場數據并進行可視化顯示。本發明能夠解決無法實時預報風向和風速的技術缺陷。

技術領域

本發明涉及監測、預測領域，具體公開了一種鐵路沿線風場監測與預測方法及其系統。

背景技術

強風是導致列車事故的主要氣象災害之一，強風已成為影響城軌交通線路運輸組織和行車安全的最主要因素，一旦防控環節處置不當，都可能對高鐵運輸組織產生影響或者危及行車安全，在極端情況下甚至車毀人亡，后果不堪設想。同樣，隨著全國各大城市城軌的迅速發展，在遠離城市中心地帶的區域城軌列車處于明線運行狀態，尤其是處于暴雨和強臺風頻發區域突發地區，列車將處在惡劣風雨條件下運行的工況，多次出現由強風造成的大面積晚點現象，風速、雨量過大時甚至停運，嚴重影響旅客的正常出行。

現在的風向風速數據多依靠與天氣預報給出的數據，無法實時的對風向和風速的改變進行預報。

發明內容

本發明目的在提供一種鐵路沿線風場監測與預測方法及其系統，以解決現有技術中存在的無法實時的對風向和風速的改變進行預報的技術缺陷。

為實現上述目的，本發明提供了一種鐵路沿線風場監測與預測方法，包括以下步驟：

獲取鐵路沿線風場的屬性數據并保存；

建立BP和RBF神經網絡模型并進行時域學習，建立風速風向預測模型，將屬性數據輸入風速風向預測模型得到風場數據；

輸出風場數據并進行可視化顯示。

優選地，在獲取到屬性數據后且將屬性數據輸入風速風向預測模型前需要對屬性數據進行低通濾波預處理。

優選地，獲取鐵路沿線風場的屬性數據的數據類型可擴展和/或可刪除。

優選地，當獲取鐵路沿線風場的屬性數據并保存、將屬性數據輸入風速風向預測模型得到風場數據以及輸出風場數據并進行可視化顯示中任一過程出現錯誤時，進行初始化處理或者過程重復操作。

依托于上述方法，本發明還提供了一種鐵路沿線風場監測與預測系統，包括:

數據讀取模塊：用于獲取鐵路沿線風場的屬性數據；

數據存儲模塊：用于保存屬性數據；

數據處理模塊：包括模型構建單元和數據處理單元，模型構建單元用于建立BP和RBF神經網絡模型并進行時域學習，以及建立風速風向預測模型；數據處理單元，用于將屬性數據輸入風速風向預測模型得到風場數據；

數據顯示模塊：用于輸出風場數據并進行可視化顯示。

優選地，數據處理單元還包括數據預處理單元，數據預處理單元用于在數據讀取模塊獲取到屬性數據后且數據處理單元將屬性數據輸入風速風向預測模型前需要對屬性數據進行低通濾波預處理。

優選地，鐵路沿線風場監測與預測系統還包括設備管理模塊，設備管理模塊用于對獲取鐵路沿線風場的屬性數據的設備進行擴展和/或刪除操作。

優選地，鐵路沿線風場監測與預測系統還包括故障處理模塊，故障處理模塊用于當獲取鐵路沿線風場的屬性數據并保存、將屬性數據輸入風速風向預測模型得到風場數據以及輸出風場數據并進行可視化顯示中任一過程出現錯誤時，進行初始化處理或者過程重復操作。