[發明專利]基于雙控制平臺的軌道交通列車能耗數據監測系統及方法

在審

• 申請號: 202210242101.4
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114633777A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 龐功點;胡文斌;秦建楠;許久奇
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B61L15/00
• 分類號: B61L15/00;B61L27/70;B61L27/40;H04L67/125;H04W4/42
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種基于雙控制平臺的軌道交通列車能耗數據監測系統及方法，系統包括數據采集模塊、Linux控制平臺和終端服務器，數據采集模塊采集軌道交通列車的能耗數據，進行平滑濾波處理后發送給Linux控制平臺，并通過時間同步優化算法進行同步；Linux控制平臺將能耗數據進行匯總分析，處理好后通過4G網絡傳輸給終端服務器；同時Linux控制平臺接收終端服務器的控制指令，轉發給各采集節點用于外網通信；終端服務器接收來自Linux控制平臺的能耗數據并分類寫入到數據庫中，同時通過Linux控制平臺向各數據采集模塊發送控制指令。本發明具有無線通信、靈活性強、便攜穩定和抗干擾能力強等優點，提升了整個系統的安全可靠性。

技術領域

本發明涉及城市軌道交通能耗監測技術領域，具體涉及一種基于雙控制平臺的軌道交通列車能耗數據監測系統及方法。

背景技術

如今，環境保護和節約能源問題已成為全球性的問題，低碳及新能源亦越來越深入到我們的生活中，地鐵、輕軌等線路的開通，方便了市民的工作、購物和旅游。城市軌道交通的建設不僅縮短市民的出行時間，提高出行效率，而且帶動線路周邊地段的發展，改變城市人口分布不均的現狀，緩解城市中心人口多、空氣污染嚴重等現狀，有利于城市的可持續發展。國家的戰略發展的需求，進一步促進了城市軌道交通線路的擴展與建設，未來預計年總耗電可達400億度，約占未來全國總耗電的5％以上。盡管相對于其他的交通工具，地鐵已經算是低能耗的領先者，但面對如此布局龐大的建設，其總能耗仍不容小覷，地鐵節能已勢在必行。地鐵主要的能耗集中在兩個方面，列車牽引和通風空調，其中牽引能耗約占總能耗的一半。所以降低城市軌道交通能耗，成為降低運營成本的一個有效途徑。設計雙控制平臺的軌道交通列車能耗數據監測的低功耗系統具有十分重要的意義。

目前，大部分城市軌道交通能源數據無線采集系統具有以下不足點：1)傳統無線傳感網采集裝置功耗較高：軌道交通列車能耗監測設備，因為其安裝的特殊性，多數都需要自帶電池設備，如充電寶，這就需要作為負載的軌道交通列車的能耗監測設備，滿足低功耗的需求。2)晶振產生的時鐘偏差使設備時間戳與實現時間產生偏差：溫度因為自身的材料等因素，許多外部條件會對晶振的時鐘產生影響，比較常見的有溫度、晶振本身精度的差異和外部電路，特別是在長時間工作后，會產生較大的的時間偏差，從而對能耗數據監測后續的能耗計算等產生較大影響。3)設備安裝固定完畢后無法進行遠程交互控制：傳統的能耗監測設備都是通過現場人工的方式，如采用按鍵的方式開啟監測設備工作，以及在列車停止工作后，采集到足夠的能耗數據后，人工取下TF卡，讀取能耗數據，實現采集設備的采集控制，而當列車處于運行狀態下時，無法進行遠程交互控制，如無法遠程改變設備的時間戳，無法控制設備的啟停工作，列車停止時，功耗為零，而造成設備采集無用的數據，且造成設備自身的電池損耗問題，縮短了設備采集能耗的時間周期。無法將TF中的數據遠程讀取到終端服務器端，直到列車晚上停止工作以后才能修改其狀態，因此設備的交互性控制比較差，會造成諸多不利影響。

綜上所述，就目前的軌道交通列車能耗數據監測系統來說，在低功耗、遠程交互控制和時鐘偏差上存在著較大問題，及時準確的獲取能耗的時間戳的信息，低功耗需求，并遠程控制采集模塊的狀態成為了能耗數據監測的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于雙控制平臺的軌道交通列車能耗數據監測系統及方法，能夠在滿足正常需求成本的情況下實現整體軌道交通能耗數據的實時采集，使用戶實時查看能耗信息，對采集設備進行遠程交互控制，進而降低能耗，實現低成本運營。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于雙控制平臺的軌道交通列車能耗數據監測系統，包括數據采集模塊、Linux控制平臺和終端服務器，其中：

所述數據采集模塊，設置于各采集節點，用于對軌道交通列車的能耗數據進行實時的采集，將采集到的數據進行平滑濾波處理后通過WIFI通訊模塊實時發送給Linux控制平臺；