撰文/佟衛(wèi)國(guó)

■300450 天津南環(huán)鐵路有限公司機(jī)務(wù)分公司 天津

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鐵路電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)方法研究

撰文/佟衛(wèi)國(guó)

■300450 天津南環(huán)鐵路有限公司機(jī)務(wù)分公司 天津

本文提出一種基于多參數(shù)信息融合的鐵路電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)的檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)鐵路電力機(jī)車負(fù)荷參數(shù)的計(jì)算，并建立超負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵路電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)的準(zhǔn)確檢測(cè)。關(guān)鍵詞：鐵路電力機(jī)車；超負(fù)荷；狀態(tài)檢測(cè)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)鐵路系統(tǒng)的與運(yùn)輸壓力也越來(lái)越大，鐵路電力機(jī)車的超負(fù)荷問(wèn)題也日益嚴(yán)重。對(duì)于鐵路電力機(jī)車來(lái)說(shuō)，超負(fù)荷問(wèn)題會(huì)引發(fā)諸多問(wèn)題［1］，如加速鐵路電力機(jī)車機(jī)械機(jī)構(gòu)和電器元件的老化，降低鐵路電力機(jī)車運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，甚至由此引發(fā)交通事故，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失［2］。為了提高鐵路電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確性，本文提出一種基于多參數(shù)信息融合的鐵路電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了鐵路電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)的準(zhǔn)確檢測(cè)。

基于負(fù)荷狀態(tài)的鐵路電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)的檢測(cè)方法

a鐵路電力機(jī)車負(fù)載參數(shù)的計(jì)算

設(shè)置電力機(jī)車輸出的總功率R存在的理論負(fù)荷上限為Cmax|X（x），在時(shí)刻t的運(yùn)輸負(fù)荷為C（t）|X（x），則電力機(jī)車在t時(shí)刻的運(yùn)輸負(fù)荷狀態(tài)的計(jì)算公式為，其中，（）Xt為運(yùn)輸負(fù)荷量，機(jī)車輸出總功率R由機(jī)車交流電牽引電機(jī)ri提供，即R=［r1,r2,...,rn］。

設(shè)置電力機(jī)車的理論負(fù)荷Cmax|X（t）存在一個(gè)負(fù)荷閥值L0，在任意時(shí)刻t下，假設(shè)，則此時(shí)刻下的電力機(jī)車的負(fù)荷狀態(tài)為超負(fù)荷狀態(tài)。根據(jù)負(fù)荷閥值iL的不同，能夠?qū)﹄娏C(jī)車的負(fù)荷狀態(tài)劃分為下述兩個(gè)級(jí)別：①若則電力機(jī)車當(dāng)前的負(fù)荷狀態(tài)可以近似為②若，則電力機(jī)車處于不穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，另外由于電力機(jī)車中各個(gè)系統(tǒng)對(duì)電能消耗存在著不均衡性，因此不再用描述當(dāng)前的電力機(jī)車負(fù)荷狀態(tài)。

b電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)模型的建立

對(duì)電力機(jī)車運(yùn)輸負(fù)荷的檢測(cè)設(shè)計(jì)到很多測(cè)量參數(shù)，每一個(gè)參數(shù)都表示一個(gè)不同的信息源。若采用單一的參數(shù)對(duì)電力機(jī)車的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，將會(huì)存在較大的局限性，因此需要利用多個(gè)不同的參數(shù)通過(guò)信息融合的方法對(duì)電力機(jī)車的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，這樣能夠提高電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確率，從而獲得電力機(jī)車準(zhǔn)確的運(yùn)行狀態(tài)。

設(shè)置在電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)的過(guò)程中使用n測(cè)量參數(shù)，則可以利用這些測(cè)量參數(shù)構(gòu)建n個(gè)決策點(diǎn)和1個(gè)信息融合中心構(gòu)建鐵路電機(jī)機(jī)車的分布式負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)模型。若每個(gè)測(cè)量參數(shù)只向信息融合中心獨(dú)立傳輸電力機(jī)車運(yùn)輸負(fù)荷的檢測(cè)結(jié)果，則此檢測(cè)結(jié)果不能全面檢測(cè)電力機(jī)車的負(fù)荷狀態(tài)，如超負(fù)荷量的多少等。

設(shè)置1H為電力機(jī)車發(fā)生超負(fù)荷狀態(tài)的概率，0H為電力機(jī)車正常運(yùn)行狀態(tài)的概率，iC為第i個(gè)參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果，若檢測(cè)結(jié)果，這表明電力機(jī)車處于超負(fù)荷狀態(tài)，若則表明電力機(jī)車處于正常運(yùn)行狀態(tài)。iK為負(fù)荷的閥值。將單一參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果與負(fù)荷閥值相比較，若則電力機(jī)車處于超負(fù)荷狀態(tài)；若則電力機(jī)車處于正常運(yùn)行狀態(tài)。于負(fù)荷閥值之間差值能夠反映電力機(jī)車的負(fù)荷狀態(tài)和檢測(cè)結(jié)果的可信度。

設(shè)置單一參數(shù)對(duì)電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果的可信度iT能夠劃分為N個(gè)級(jí)別，當(dāng)時(shí)，設(shè)置則利用公式能夠?qū)z測(cè)結(jié)果的可信度進(jìn)行計(jì)算；L（Ci）＜Ki時(shí)，設(shè)置令則利用公式能夠?qū)z測(cè)結(jié)果的可信度進(jìn)行計(jì)算

多參數(shù)信息融合的鐵路電力機(jī)車超負(fù)荷的檢測(cè)系統(tǒng)中的參數(shù)數(shù)量為n，每一個(gè)參數(shù)包含的信息量iU能夠用公式進(jìn)行計(jì)算，其中，iu、iT和iO分別為電力機(jī)車負(fù)荷的狀態(tài)、可信度與負(fù)荷級(jí)別。通過(guò)向量生可信度高的檢測(cè)結(jié)果，并將其作為融合中心。

根據(jù)上述方法，利用負(fù)荷閥值與電力機(jī)車負(fù)荷的檢測(cè)結(jié)果相比，并將比較結(jié)果進(jìn)行負(fù)荷分級(jí)，通過(guò)可信度、負(fù)荷狀態(tài)與負(fù)荷級(jí)別這三個(gè)參數(shù)的信息融合對(duì)電力機(jī)車的負(fù)荷狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，最終實(shí)現(xiàn)了鐵路電力機(jī)車超負(fù)荷狀態(tài)的準(zhǔn)確檢測(cè)。

結(jié)束語(yǔ)

本文研究?jī)?nèi)容能夠?yàn)殍F路電力機(jī)車的運(yùn)輸負(fù)荷的調(diào)整、維護(hù)保養(yǎng)和車輛調(diào)度提供決策支持，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

參考：

［1］李時(shí)民，金希紅，朱茂華等.鐵路重載大功率電力機(jī)車?yán)鋮s技術(shù)研究及發(fā)展［J］.電力機(jī)車與城軌車輛，2015（6）：30-32.

［2］劉德學(xué)，方長(zhǎng)征，艾正武等.交流傳動(dòng)電力機(jī)車停放制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析［J］.機(jī)車電傳動(dòng)， 2015（1）：26-28.