一種電力機車優化操作系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及軌道交通技術領域，具體地說，涉及一種電力機車優化操作系統。
【背景技術】
[0002]隨著中國經濟的高速發展，能源消耗逐年提高，節能減排已成為共識。近年來中國鐵路運營里程不斷增加，能耗支出逐年增大，鐵路行業節能減排需求也被提上日程。機車消耗能源占鐵路運輸企業主營消耗能源的比重在70%以上，做好機車節能降耗工作對我國鐵路行業實現節能減排的目標具有舉足輕重的作用。
[0003]在我國，截止到2013年底，全路機車有19589臺，其中電力機車10627臺，內燃機車8962臺。隨著鐵路電氣化的發展，未來電力機車將會越來越多。現有的機車優化操作系統主要是針對內燃機車，而目前占國內市場54.2%的電力機車確沒有與之對應的優化操縱系統。
[0004]基于上述情況，亟需一種能夠適用于電力機車的優化操作系統。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供了一種電力機車優化操作系統，所述系統包括:
[0006]列車運行監控裝置，其用于提供與列車運行相關的數據；
[0007]列車優化操作裝置，其與所述列車運行監控裝置連接，用于根據所述列車運行監控裝置傳輸來的數據計算得到優化操作信息；
[0008]列車通信網絡，其與所述列車優化操作裝置連接，用于將所述優化操作信息傳輸給列車的牽引制動系統，以控制所述牽引制動系統按照所述優化操作信息進行響應，從而實現電力機車的自動駕駛。
[0009]根據本發明的一個實施例，所述優化操作信息包括:優化速度曲線和/或牽引制動信息。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述列車運行監控裝置包括LKJ2000。
[0011]根據本發明的一個實施例，所述列車運行監控裝置通過IC卡獲取所述與列車運行相關的數據。
[0012]根據本發明的一個實施例，所述列車優化操作裝置通過帶約束的最優化方法，根據所述列車運行監控裝置、傳輸來的數據計算得到所述優化操作信息。
[0013]根據本發明的一個實施例，所述優化操作裝置將所述優化操作信息傳輸到機車的機車顯示器，以通過所述機車顯示器進行顯示。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述優化操作裝置將所述優化操作信息傳輸到所述列車運行監控裝置，以通過所述列車運行監控裝置的顯示器進行顯示。
[0015]根據本發明的一個實施例，所述系統還包括地面裝置，所述地面裝置與所述列車優化操作裝置連接，用于對線路數據、列車運行時刻表和/或揭示信息進行編制。
[0016]根據本發明的一個實施例，在電力機車運行過程中，所述優化操作裝置還將所述優化操作信息傳輸給所述地面裝置，以由所述地面裝置進行進一步地分析處理。
[0017]根據本發明的一個實施例，所述系統還包括電表，其與所述優化操作裝置連接，用于將所獲取的列車的電能消耗數據傳輸給所述優化操作裝置。
[0018]本發明所提供的電力機車優化操作系統基于列車運行監控裝置，充分利用了列車運行監控裝置(例如LKJ2000)的線路數據、列車編組、當前速度、限速、里程坐標等信息，通過增加車載優化操作裝置，實現了對電力機車運行的優化控制，從而在最小程度改動的情況下實現了最大程度的效益。
[0019]在國內，機車主要是在列車運行監控裝置LKJ2000監督下運行，因此通過采用LKJ2000來作為列車運行監控裝置，無需再構建新的線路數據庫和添加測速定位設備，這樣可以最大限度地利用已有的機車設備來實現對列車運行的優化控制，以達到列車安全、節能、準點等運行目標。
[0020]由于現有的機車優化操作系統主要針對的是內燃機車的優化研宄，其能耗主要通過燃油特性來預估，并有相關污染排放的要求。而對于電力機車來說，其主要實現節能的目標，通過有功電流特性來計算能耗。另外，內燃機車生產成本的結算不需要跨單位，而電力機車在線路運行時，其電力成本結算不明確，因此，本發明所提供的系統通過增加智能電表與相應的系統接口，不僅實現了能耗驗證，還可實現了費用統計的跨區域結算功能，有助于提高鐵路的信息化水平。
[0021]本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要的附圖做簡單的介紹:
[0023]圖1是根據本發明一個實施例的電力機車優化操作系統的結構示意圖；
[0024]圖2是根據本發明另一個實施例的電力機車優化操作系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。需要說明的是，只要不構成沖突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護范圍之內。
[0026]同時，在以下說明中，出于解釋的目的而闡述了許多具體細節，以提供對本發明實施例的徹底理解。然而，對本領域的技術人員來說顯而易見的是，本發明可以不用這里的具體細節或者所描述的特定方式來實施。
[0027]圖1示出了本實施例所提供的電力機車優化操作系統的結構示意圖。
[0028]如圖1所示，本實施例所提供的電力機車優化操作系統101包括列車運行監控裝置102、列車優化操作裝置103和列車通信網絡104。
[0029]本實施例中，列車運行監控裝置102優選地包括LKJ2000。在國內運行的電力機車，基本都是在LKJ2000的控制下運行的。如果電力機車優化操作系統不與LKJ2000相結合，那么就導致需要另開發相應的數據編制軟件以及增加測速定位單元等問題，這樣也就造成機車上設備過多以及重復開發的狀況。
[0030]本實施例中，列車運行監控裝置102是通過IC卡來獲取與列車運行相關的數據的。具體地，在列車行駛前，用戶首先將IC卡插入地面裝置108來將從地面裝置108獲取到的線路數據、列車運行時刻表、揭示信息(例如臨時限速信息)等與列車運行相關的數據存儲到IC卡中，隨后將IC插入列車運行監控裝置102。這樣，列車運行監控裝置102便可以通過IC卡來獲得與列車運行相關的數據。
[0031]需要說明的是，在本發明其他的實施例中，列車運行監控裝置102還可以通過其他合理方式(例如通過無線網絡或以太網)來從地面裝置獲取與列車運行相關的數據，本發明不限于此。
[0032]本實施例中，列車運行監控裝置102中所存儲的數據除了包括從地面裝置108中所獲取的線路數據、列車運行時刻表以及揭示信息等數據外，還包括其自身存儲的列車運行參數和列車編組信息等數據信息。具體地，本實施例中，列車運行參數包括:機車結構參數、機車運行阻力參數、機車牽引特性曲線、機車動力制動特性曲線和機車能耗曲線等參數，列車編組信息則包括機車型號和牽引方式以及車輛型號、數量、長度和載重的信息。此夕卜，列車運行監控裝置102還能夠根據列車位置以及速度等數據，從其自身的線路數據庫中查詢得到相應的線路限速數據以及線路的坡度、曲線和分相點等數據。
[0033]當然，在本發明的其他實施例中，列車運行監控裝置中所存儲的數據既可以包含以上所列項中的任一項或幾項，也可以包含以上未列出的其他合理參數，本發明不限于此。
[0034]列車優化操作裝置103與列車運行監控裝置102、列車通信網絡104連接，其能夠根據列車運行監控裝置102、列車通信網絡104傳輸來的數據計算得到優化操作信息。本實施例中，列車優化操作裝置通過CAN總線從列車運行監控裝置102獲取到列車編組、速度、里程、限速、線路數據以及運行時刻表等與列車運行相關的數據信息，通過以太網從列車通信網絡104獲取到機車工況、機車檔位、牽引制動系統狀態等數據信息，通過帶約束的最優化方法，計算得到當前列車運行交路下的優化速度曲線和牽引制動信息(例如機車檔位和級位等)。
[0035]需要說明的是，在本發明的其他實施例中，列車優化操作裝置與列車運行監控裝置之間還可以采用其他合理的連接方式(例如通過以太網連接等)，本發明不限于此。同時，在本發明的其他實施例中，列車優化操作裝置還可以采用其他合理的方式(例如模糊控制等智能控制算法)來得到優化操作信息(例如優化速度曲線和牽引制動信息等)，本發明同樣不限于此。
[0036]列車優化操作裝置103通過以太網交換機與列車通信網絡104連接。列車通信網絡104能夠將列車優化操作裝置103生成的優化操作信息傳輸給電力機車的牽引制動系統。而牽引制動系統則可以根據接收到的優化操作信息進行響應，例如按照優化速度曲線來調整機車的工況，以及按照牽引制動信息來調整機車牽引力或制動力。這樣，在需要的情況之下，便可以實現電力機車的自動駕駛。本實施例中，列車通信網絡104還通過MVB總線與機車顯示器1