一种电力机车优化操作系统技术方案

一种电力机车优化操作系统，该系统包括：列车运行监控装置，其用于提供与列车运行相关的数据；列车优化操作装置，其与列车运行监控装置连接，用于根据列车运行监控装置传输来的数据计算得到优化操作信息；列车通信网络，其与列车优化操作装置连接，用于将优化操作信息传输给列车的牵引制动系统，以控制牵引制动系统按照优化操作信息进行响应，从而实现电力机车的自动驾驶。本系统能够实现对电力机车运行的优化控制，并在最小程度改动的情况下实现了列车安全、节能、准点运行，实现了最大程度的效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通
，具体地说，涉及一种电力机车优化操作系统。
技术介绍
随着中国经济的高速发展，能源消耗逐年提高，节能减排已成为共识。近年来中国铁路运营里程不断增加，能耗支出逐年增大，铁路行业节能减排需求也被提上日程。机车消耗能源占铁路运输企业主营消耗能源的比重在70%以上，做好机车节能降耗工作对我国铁路行业实现节能减排的目标具有举足轻重的作用。在我国，截止到2013年底，全路机车有19589台，其中电力机车10627台，内燃机车8962台。随着铁路电气化的发展，未来电力机车将会越来越多。现有的机车优化操作系统主要是针对内燃机车，而目前占国内市场54.2%的电力机车确没有与之对应的优化操纵系统。基于上述情况，亟需一种能够适用于电力机车的优化操作系统。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种电力机车优化操作系统，所述系统包括:列车运行监控装置，其用于提供与列车运行相关的数据；列车优化操作装置，其与所述列车运行监控装置连接，用于根据所述列车运行监控装置传输来的数据计算得到优化操作信息；列车通信网络，其与所述列车优化操作装置连接，用于将所述优化操作信息传输给列车的牵引制动系统，以控制所述牵引制动系统按照所述优化操作信息进行响应，从而实现电力机车的自动驾驶。根据本专利技术的一个实施例，所述优化操作信息包括:优化速度曲线和/或牵引制动信息。根据本专利技术的一个实施例，所述列车运行监控装置包括LKJ2000。根据本专利技术的一个实施例，所述列车运行监控装置通过IC卡获取所述与列车运行相关的数据。根据本专利技术的一个实施例，所述列车优化操作装置通过带约束的最优化方法，根据所述列车运行监控装置、传输来的数据计算得到所述优化操作信息。根据本专利技术的一个实施例，所述优化操作装置将所述优化操作信息传输到机车的机车显示器，以通过所述机车显示器进行显示。根据本专利技术的一个实施例，所述优化操作装置将所述优化操作信息传输到所述列车运行监控装置，以通过所述列车运行监控装置的显示器进行显示。根据本专利技术的一个实施例，所述系统还包括地面装置，所述地面装置与所述列车优化操作装置连接，用于对线路数据、列车运行时刻表和/或揭示信息进行编制。根据本专利技术的一个实施例，在电力机车运行过程中，所述优化操作装置还将所述优化操作信息传输给所述地面装置，以由所述地面装置进行进一步地分析处理。根据本专利技术的一个实施例，所述系统还包括电表，其与所述优化操作装置连接，用于将所获取的列车的电能消耗数据传输给所述优化操作装置。本专利技术所提供的电力机车优化操作系统基于列车运行监控装置，充分利用了列车运行监控装置(例如LKJ2000)的线路数据、列车编组、当前速度、限速、里程坐标等信息，通过增加车载优化操作装置，实现了对电力机车运行的优化控制，从而在最小程度改动的情况下实现了最大程度的效益。在国内，机车主要是在列车运行监控装置LKJ2000监督下运行，因此通过采用LKJ2000来作为列车运行监控装置，无需再构建新的线路数据库和添加测速定位设备，这样可以最大限度地利用已有的机车设备来实现对列车运行的优化控制，以达到列车安全、节能、准点等运行目标。由于现有的机车优化操作系统主要针对的是内燃机车的优化研宄，其能耗主要通过燃油特性来预估，并有相关污染排放的要求。而对于电力机车来说，其主要实现节能的目标，通过有功电流特性来计算能耗。另外，内燃机车生产成本的结算不需要跨单位，而电力机车在线路运行时，其电力成本结算不明确，因此，本专利技术所提供的系统通过增加智能电表与相应的系统接口，不仅实现了能耗验证，还可实现了费用统计的跨区域结算功能，有助于提高铁路的信息化水平。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍:图1是根据本专利技术一个实施例的电力机车优化操作系统的结构示意图；图2是根据本专利技术另一个实施例的电力机车优化操作系统的结构示意图。【具体实施方式】以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。图1示出了本实施例所提供的电力机车优化操作系统的结构示意图。如图1所示，本实施例所提供的电力机车优化操作系统101包括列车运行监控装置102、列车优化操作装置103和列车通信网络104。本实施例中，列车运行监控装置102优选地包括LKJ2000。在国内运行的电力机车，基本都是在LKJ2000的控制下运行的。如果电力机车优化操作系统不与LKJ2000相结合，那么就导致需要另开发相应的数据编制软件以及增加测速定位单元等问题，这样也就造成机车上设备过多以及重复开发的状况。本实施例中，列车运行监控装置102是通过IC卡来获取与列车运行相关的数据的。具体地，在列车行驶前，用户首先将IC卡插入地面装置108来将从地面装置108获取到的线路数据、列车运行时刻表、揭示信息(例如临时限速信息)等与列车运行相关的数据存储到IC卡中，随后将IC插入列车运行监控装置102。这样，列车运行监控装置102便可以通过IC卡来获得与列车运行相关的数据。需要说明的是，在本专利技术其他的实施例中，列车运行监控装置102还可以通过其他合理方式(例如通过无线网络或以太网)来从地面装置获取与列车运行相关的数据，本专利技术不限于此。本实施例中，列车运行监控装置102中所存储的数据除了包括从地面装置108中所获取的线路数据、列车运行时刻表以及揭示信息等数据外，还包括其自身存储的列车运行参数和列车编组信息等数据信息。具体地，本实施例中，列车运行参数包括:机车结构参数、机车运行阻力参数、机车牵引特性曲线、机车动力制动特性曲线和机车能耗曲线等参数，列车编组信息则包括机车型号和牵引方式以及车辆型号、数量、长度和载重的信息。此夕卜，列车运行监控装置102还能够根据列车位置以及速度等数据，从其自身的线路数据库中查询得到相应的线路限速数据以及线路的坡度、曲线和分相点等数据。当然，在本专利技术的其他实施例中，列车运行监控装置中所存储的数据既可以包含以上所列项中的任一项或几项，也可以包含以上未列出的其他合理参数，本专利技术不限于此。列车优化操作装置103与列车运行监控装置102、列车通信网络104连接，其能够根据列车运行监控装置102、列车通信网络104传输来的数据计算得到优化操作信息。本实施例中，列车优化操作装置通过CAN总线从列车运行监控装置102获取到列车编组、速度、里程、限速、线路数据以及运行时刻表等与列车运行相关的数据信息，通过以太网从列车通信网络104获取到机车工况、机车档位、牵引制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力机车优化操作系统，其特征在于，所述系统包括：列车运行监控装置，其用于提供与列车运行相关的数据；列车优化操作装置，其与所述列车运行监控装置连接，用于根据所述列车运行监控装置传输来的数据计算得到优化操作信息；列车通信网络，其与所述列车优化操作装置连接，用于将所述优化操作信息传输给列车的牵引制动系统，以控制所述牵引制动系统按照所述优化操作信息进行响应，从而实现电力机车的自动驾驶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐国平，徐娟，肖功彬，方凯，肖琼辉，李辉，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43