一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法技术方案

本发明专利技术公开一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，步骤是：分析轨道交通运行特点和能耗组成，将线路车站进行类型划分；建立四层次轨道交通能源管理系统综合能效评估指标体系；基于层次分析法构造目标判断矩阵并模糊化处理，计算系统层评估指标相对于目标层的系数和分项层评估指标相对于系统层的系数；基于轨道交通能源管理系统历史统计数据，采用改进后的标准化方法计算线路各个车站的基础层评估指标数值；采用改进后的熵值法计算基础层评估指标相对于分项层的系数；计算目标层评估指标综合能效评估值，以此确定各车站综合能效排序。此种方法可避免人为判断的随意性和客观分析的数据不足，满足不同类型轨道交通线路工程需求。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法
本专利技术涉及一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法。
技术介绍
目前，随着轨道交通行业的发展以及国家节能政策的出台，轨道交通能源管理的研究也越来越受到重视，并在部分大城市得到一定的应用，随着城市的发展，轨道线路建设加快，轨道交通能耗问题也必将更为关注。但是线路各个车站运行环境不同，能耗绝对值无法准确判断各个车站能耗消耗情况，同时车站客流量、设备运行时间和环境指标变化都会对能源消耗产生影响。因此，建立一套完善的能源管理评估体系，综合评估各个车站能效情况对促进轨道交通能源管理系统建设及新线路规划具有重要的理论和现实意义。轨道交通能源管理是一个大而广的问题，现有的研究大都仅从电能消耗方面进行评估分析，没有考虑不同车站类型的定位差异，很少研究水资源使用情况、电能质量状况、能耗设备运行时间、车站客流差异、车站环境差异等带来的影响，同时缺少能源管理系统运行状况的综合评估指标体系和综合能效评估实现方法，基础数据处理多采用传统标准化方法，容易忽略原始数据差异影响，在评估分析时仅片面考虑客观数据或主观确定，各个指标系数确定方法考虑不够全面，并未考虑不同地区不同线路差异影响。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，综合轨道交通能源管理系统多方面影响因素，建立一套完善的轨道交通能源管理系统综合能效评估指标体系，通过多轮差异比较，构造目标判断矩阵，并进行模糊化处理，结合改进的熵值法共同确定基础层指标相对于目标层的系数，保留客观数据信息和灵活度的基础之上，也避免了客观信息不足和的主观随意性的影响，对传统数值标准化处理方法进行改进，可以同时反映原始数据差异和各指标之间的相互影响。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，包括如下步骤：步骤1，分析轨道交通运行特点和能耗组成，将线路车站进行类型划分；步骤2，建立四层次轨道交通能源管理系统综合能效评估指标体系,自上而下分别为目标层、系统层、分项层、基础层；步骤3，基于层次分析法构造目标判断矩阵；步骤4，模糊化处理目标判断矩阵，计算系统层评估指标相对于目标层的系数和分项层评估指标相对于系统层的系数；步骤5，基于轨道交通能源管理系统历史统计数据，采用改进后的标准化方法计算线路各个车站的基础层评估指标数值；步骤6，采用改进后的熵值法计算基础层评估指标相对于分项层的系数；步骤7，计算目标层评估指标综合能效评估值，以此确定各车站综合能效排序。采用上述方案后，本专利技术具有如下有益效果：(1)充分考虑不同类型车站定位差异和轨道交通能源管理系统运行状况，全面分析水资源、电能质量状、能耗设备运行时间、车站客流、车站环境差异等对电能消耗的影响，建立自上而下四层次的综合能效评估指标体系，更加全面地反应轨道交通能源管理系统运行情况；(2)通过多轮差异比较，构造目标判断矩阵，并进行模糊度处理，提高了判断矩阵的可信度和灵活性；对传统熵值法进行改进，减少对于异常数据的敏感度的同时，避免对重要评估指标重视不足，增强指标系数的准确性和客观性；对基础层评估指标进行标准化处理，既可以体现原始数据中各基础层评估指标变异程度上的差异，也能有效反映各指标之间的相互影响；(3)将模糊化层次分析法与客观分析法相结合确定各层评估指标系数，有效减少客观信息不足和主观随意性的影响，保证系数可信度的同时具有较高的灵活度，能够满足不同地区工程现场需求，轨道交通能源管理系统综合能效评估排序具有更高的可靠性和实用性。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是本专利技术中综合能效评估指标体系结构图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案及有益效果进行详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，包括如下步骤：步骤1，分析轨道交通运行特点和能耗组成，将线路车站进行类型划分；依据综合能效体系及车站实际运行情况，将线路车站划分为四类，即为换乘地下站、换乘高架站、普通地下站和普通高架站。高架站相对于地下站通风设备较少，电能消耗低，无需考虑环境指标和通风系统能耗指标；换乘站相对于普通车站客流量更大，电能消耗相对于同类型非换乘站较多。步骤2，建立四层次轨道交通能源管理系统综合能效评估指标体系,即目标层、系统层、分项层、基础层；根据轨道交通行业特点及各个系统之间的关系，建立四层次指标体系，最高层为目标层，有且仅有一个评估指标，即为综合能效评估值；目标层包括六个系统层评估指标，所述六个系统层评估指标分别为电能消耗、水资源消耗、电能质量、设备状态、环境状态、客流，客流不包含分项层评估指标；根据用电设备类型，将电能消耗分为五个分项层评估指标，所述五个分项层评估指标分别为通风用电、照明用电、动力用电、特殊用电、变损；将水资源消耗分为两个分项层评估指标，所述两个分项层评估指标分别为冷水机组用水和特殊用水；将电能质量分为三个分项层评估指标，所述三个分项层评估指标分别为电压质量、频率质量和波形质量；将设备运行分为三个分项层评估指标，所述三个分项层评估指标分别为通风设备、照明设备和动力设备；将环境状态分为三个分项层评估指标，所述三个分项层评估指标分别为温度、湿度和二氧化碳浓度；每个分项层评估指标包含若干具体计算评估指标，即为基础层评估指标。在综合能效评估指标体系结构划分过程中，同一个系统层评估指标包含的分项层评估指标或同一个分项层评估指标包含的基础层评估指标属性相同，系统层评估指标属性不同，相同属性评估指标不能重叠，每个分项层评估指标包含的基础层评估指标数量不少于2，如图2所示。步骤3、基于层次分析法构造目标判断矩阵；由本行业内多位专家采用层次分析法在互不干扰的环境下分别对每个系统层评估指标包含的分项层评估指标和所有系统层评估指标按照重要程度进行两两比较，构造一致性判断矩阵，对判断矩阵进行差异比较，差异较大是则由上述专家重新构造，当差异满足要求，求取判断矩阵对应元素平均值作为目标判断矩阵A对应元素，其中：A＝(akt)n×n，k＝1,2…n，t＝1,2…n，n为隶属于同一个系统层评估指标的分项层评估指标个数或所有系统层评估指标个数。在专家构造判断矩阵时，采用如表1所示的标度法，相比较传统1～9标度法，具有更高的保序性、一致性、均匀性和拟合性。表1重要性标度含义表专家选取不易过多也不宜过少，通常在6～10个为宜，过少具有较大主观性，过多则不利于趋同，通过对判断矩阵的差异比较和均值化处理，保证了判断矩阵的可信度。步骤4、模糊化处理目标判断矩阵，计算系统层评估指标相对于目标层的系数和分项层评估指标相对于系统层的系数；将目标判断矩阵模糊化为其中：当时，即为实数，越大，则具有更高的模糊度，通过此方法可在允许范围内自定义确定和的值，可适应不同地区需求。第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，其特征在于包括如下步骤：/n步骤1，分析轨道交通运行特点和能耗组成，将线路车站进行类型划分；/n步骤2，建立四层次轨道交通能源管理系统综合能效评估指标体系,自上而下分别为目标层、系统层、分项层、基础层；/n步骤3，基于层次分析法构造目标判断矩阵；/n步骤4，模糊化处理目标判断矩阵，计算系统层评估指标相对于目标层的系数和分项层评估指标相对于系统层的系数；/n步骤5，基于轨道交通能源管理系统历史统计数据，采用改进后的标准化方法计算线路各个车站的基础层评估指标数值；/n步骤6，采用改进后的熵值法计算基础层评估指标相对于分项层的系数；/n步骤7，计算目标层评估指标综合能效评估值，以此确定各车站综合能效排序。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，分析轨道交通运行特点和能耗组成，将线路车站进行类型划分；
步骤2，建立四层次轨道交通能源管理系统综合能效评估指标体系,自上而下分别为目标层、系统层、分项层、基础层；
步骤3，基于层次分析法构造目标判断矩阵；
步骤4，模糊化处理目标判断矩阵，计算系统层评估指标相对于目标层的系数和分项层评估指标相对于系统层的系数；
步骤5，基于轨道交通能源管理系统历史统计数据，采用改进后的标准化方法计算线路各个车站的基础层评估指标数值；
步骤6，采用改进后的熵值法计算基础层评估指标相对于分项层的系数；
步骤7，计算目标层评估指标综合能效评估值，以此确定各车站综合能效排序。


2.如权利要求1所述的一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，其特征在于所述步骤1的具体内容是：
依据综合能效体系及车站实际运行情况，将线路车站划分为四类，即为换乘地下站、换乘高架站、普通地下站和普通高架站。


3.如权利要求1所述的一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，其特征在于所述步骤2的具体内容是：
目标层有且仅有一个评估指标，即为综合能效评估值；目标层包括六个系统层评估指标，分别为电能消耗、水资源消耗、电能质量、设备状态、环境状态、客流，客流不包含分项层评估指标；根据用电设备类型，将电能消耗分为五个分项层评估指标，分别为通风用电、照明用电、动力用电、特殊用电、变损；将水资源消耗分为两个分项层评估指标，分别为冷水机组用水和特殊用水；将电能质量分三个分项层评估指标，分别为电压质量、频率质量和波形质量；将设备状态分为三个分项层评估指标，分别为通风设备、照明设备和动力设备；将环境状态分为三个分项层评估指标，分别为温度、湿度和二氧化碳浓度；每个分项层评估指标包含若干具体计算评估指标，即为基础层评估指标。


4.如权利要求1所述的一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，其特征在于所述步骤3的具体内容是：
由本行业内多位专家采用层次分析法在互不干扰的环境下分别对每个系统层评估指标包含的分项层评估指标和所有系统层评估指标按照重要程度进行两两比较，构造一致性判断矩阵，对判断矩阵进行差异比较，差异较大时则由上述专家重新构造，当差异满足要求，求取判断矩阵对应元素平均值作为目标判断矩阵A对应元素，其中：A＝(akt)n×n，n为隶属于同一个系统层评估指标的分项层评估指标个数或所有系统层评估指标个数。


5.如权利要求4所述的一种轨道交通能源管理系统综合能效评估的实现方法，其特征在于所述步骤4的具体内容是：
将目标判断矩阵模糊化处理为其中：为akt对应模糊数的下限，为a...

【专利技术属性】
技术研发人员：解凯，张伟，张长开，张志学，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32