鐵路電力機車超負荷狀態(tài)檢測方法研究

撰文/佟衛(wèi)國

■300450 天津南環(huán)鐵路有限公司機務分公司 天津

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鐵路電力機車超負荷狀態(tài)檢測方法研究

撰文/佟衛(wèi)國

■300450 天津南環(huán)鐵路有限公司機務分公司 天津

本文提出一種基于多參數(shù)信息融合的鐵路電力機車超負荷狀態(tài)的檢測方法，通過對鐵路電力機車負荷參數(shù)的計算，并建立超負荷狀態(tài)檢測模型，實現(xiàn)了對鐵路電力機車超負荷狀態(tài)的準確檢測。關鍵詞：鐵路電力機車；超負荷；狀態(tài)檢測

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國鐵路系統(tǒng)的與運輸壓力也越來越大，鐵路電力機車的超負荷問題也日益嚴重。對于鐵路電力機車來說，超負荷問題會引發(fā)諸多問題［1］，如加速鐵路電力機車機械機構和電器元件的老化，降低鐵路電力機車運行的穩(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)濟損失［2］。為了提高鐵路電力機車超負荷狀態(tài)檢測的準確性，本文提出一種基于多參數(shù)信息融合的鐵路電力機車超負荷狀態(tài)檢測方法，實現(xiàn)了鐵路電力機車超負荷狀態(tài)的準確檢測。

基于負荷狀態(tài)的鐵路電力機車超負荷狀態(tài)的檢測方法

a鐵路電力機車負載參數(shù)的計算

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

設置電力機車的理論負荷Cmax|X（t）存在一個負荷閥值L0，在任意時刻t下，假設，則此時刻下的電力機車的負荷狀態(tài)為超負荷狀態(tài)。根據(jù)負荷閥值iL的不同，能夠對電力機車的負荷狀態(tài)劃分為下述兩個級別：①若則電力機車當前的負荷狀態(tài)可以近似為②若，則電力機車處于不穩(wěn)定的運行狀態(tài)，另外由于電力機車中各個系統(tǒng)對電能消耗存在著不均衡性，因此不再用描述當前的電力機車負荷狀態(tài)。

b電力機車超負荷狀態(tài)檢測模型的建立

對電力機車運輸負荷的檢測設計到很多測量參數(shù)，每一個參數(shù)都表示一個不同的信息源。若采用單一的參數(shù)對電力機車的負荷狀態(tài)進行檢測，將會存在較大的局限性，因此需要利用多個不同的參數(shù)通過信息融合的方法對電力機車的負荷狀態(tài)進行檢測，這樣能夠提高電力機車超負荷狀態(tài)檢測的準確率，從而獲得電力機車準確的運行狀態(tài)。

設置在電力機車超負荷狀態(tài)檢測的過程中使用n測量參數(shù)，則可以利用這些測量參數(shù)構建n個決策點和1個信息融合中心構建鐵路電機機車的分布式負荷狀態(tài)檢測模型。若每個測量參數(shù)只向信息融合中心獨立傳輸電力機車運輸負荷的檢測結果，則此檢測結果不能全面檢測電力機車的負荷狀態(tài)，如超負荷量的多少等。

設置1H為電力機車發(fā)生超負荷狀態(tài)的概率，0H為電力機車正常運行狀態(tài)的概率，iC為第i個參數(shù)的檢測結果，若檢測結果，這表明電力機車處于超負荷狀態(tài)，若則表明電力機車處于正常運行狀態(tài)。iK為負荷的閥值。將單一參數(shù)的檢測結果與負荷閥值相比較，若則電力機車處于超負荷狀態(tài)；若則電力機車處于正常運行狀態(tài)。于負荷閥值之間差值能夠反映電力機車的負荷狀態(tài)和檢測結果的可信度。

設置單一參數(shù)對電力機車超負荷狀態(tài)檢測結果的可信度iT能夠劃分為N個級別，當時，設置則利用公式能夠對檢測結果的可信度進行計算；L（Ci）＜Ki時，設置令則利用公式能夠對檢測結果的可信度進行計算

多參數(shù)信息融合的鐵路電力機車超負荷的檢測系統(tǒng)中的參數(shù)數(shù)量為n，每一個參數(shù)包含的信息量iU能夠用公式進行計算，其中，iu、iT和iO分別為電力機車負荷的狀態(tài)、可信度與負荷級別。通過向量生可信度高的檢測結果，并將其作為融合中心。

根據(jù)上述方法，利用負荷閥值與電力機車負荷的檢測結果相比，并將比較結果進行負荷分級，通過可信度、負荷狀態(tài)與負荷級別這三個參數(shù)的信息融合對電力機車的負荷狀態(tài)監(jiān)測結果進行判斷，最終實現(xiàn)了鐵路電力機車超負荷狀態(tài)的準確檢測。

結束語

本文研究內(nèi)容能夠為鐵路電力機車的運輸負荷的調(diào)整、維護保養(yǎng)和車輛調(diào)度提供決策支持，具有重要的應用價值。

參考：

［1］李時民，金希紅，朱茂華等.鐵路重載大功率電力機車冷卻技術研究及發(fā)展［J］.電力機車與城軌車輛，2015（6）：30-32.

［2］劉德學，方長征，艾正武等.交流傳動電力機車停放制動系統(tǒng)設計分析［J］.機車電傳動， 2015（1）：26-28.