基于静态轨道衡的电力机车调速系统的制作方法

本发明涉及电力机车，具体为基于静态轨道衡的电力机车调速系统。

背景技术：

1、装车计量作为散装物料销售、运输及结算中的重要环节，也是安全和效益所在，一直受到散料炭、铁路、冶金、电力、建材、化工等行业的高度重视。

2、现有主要技术的包括：人工对调度机车调速、调度机车恒速运行。

3、（1）人工对调度机车调速

4、手动装车流程为：操作人员先将前、后溜槽下放到合适的位置，然后顺序启动调度机车，调度机车驱动列车以较慢的速度运行，当被装车厢到达装车范围之内时，工人凭经验控制翻板电机开始对该车厢进行装载。列车在行进的同时通过调整溜槽的角度进行装车，使散料堆的高度达到一定的高度；直至车厢完全上轨道衡以后停止调度机车的牵引电机，工作人员点动控制翻板，通过观察轨道衡仪表示数，完成补料过程。此时再次启动调度机车，准备为下节车厢装载。所有车厢采用同样的装车方式，直到装完整列火车。

5、目前散料炭人工控制装车方式存在以下缺陷：（1）对装车重量的精准度控制能力差，极易造成装载列车出现超载、亏吨现象；（2）装载不均衡出现偏载和集重时，易损伤货运列车；（3）装车和计量不协同，仍需要人工手动添加或卸载；（4）人工作业速度慢，单节列车装载时间长，生产效率低下，增加了企业列车延时费的支出；（5）存在装车计量数据不真实的问题，致使经常出现计量纠纷，甚至出现企业效益流失问题。

6、（2）调度机车恒速运行

7、目前常见自动装车系统按照装车类型分以下两种。

8、a）连续型装车系统。连续型散料炭装车系统是指待装列车在行进中进行装车.连续型装车系统的装车流程为：操作人员凭借以往经验在散料仓下完成装车任务的98%-99%；对已经完成预装车的列车通过第一个轨道衡时进行称重，根据额定载重与已装载量可得到欠装量，同时触发补偿环节动作，从添加仓通过胶带运输机向需要添加的列车添加散料炭，在装载列车到达第二个轨道衡之前，通过胶带秤检测所输送的散料量，完成向列车添加欠装的散料量；对已完成装载的列车通过第二个轨道衡时，完成列车的称重和数据采集。这种连续型装车系统能达到比较高的精度，但是在系统中有两个轨道衡和一条电子胶带秤，每年都需要对其进行校验；同时需要增建添加仓，建设这样的散料炭装车系统需要费用较大，同时容易出现错装车现象，这也限制了这套系统的使用和推广。

9、b）半连续型装车系统。半连续型装车系统是最常见的装车系统，在进行装车前，首先由计量人员对每节列车车厢进行抄号，获取所需装载列车车厢的车型、车号与载重等信息；在装车时，操作人员启动绞车牵引列车，当所需装载车厢到达卸料口下方时，操作人员控制翻板，使散料流从前料口落下，并在装载时控制列车缓慢前行；当车厢装载接近尾部时，操作人员再次控制翻版，使散料流从后料口落下，实现车厢过节；同时，调节翻板的位置还能够实现对前后料口给散料量的控制。

10、以上自动装车系统都是基于调度机车恒速运行，依靠自动调节装车量的大小来完成装车作业。虽然解决了人工中遇到的大部分问题，但是对来料的源头要求非常严格，即必须来料必须连续且均匀。调度机车在恒速运行，如果来料不连续、不均匀，装车车厢仍然以恒速前进，会造成装载不均衡特别是轻载现象。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于静态轨道衡的电力机车调速系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于静态轨道衡的电力机车调速系统，包括静态轨道衡、火车车厢、电力调度机车，所述静态轨道衡安装于列车轨道上，所述火车车厢、电力调度机车均设于列车轨道，所述电力调度机车与火车车厢连接，所述火车车厢上方分别设置静态轨道衡计量区域和装车监测区域，所述静态轨道衡计量区域内安装落料斗，所述落料斗下方安装卸料溜槽，且所述卸料溜槽处于火车车厢正上方。

3、优选的，本技术提供的基于静态轨道衡的电力机车调速系统，其中，所述静态轨道衡包括多组光电传感器阵列和压力传感器，多组光电传感器阵列垂直于列车轨道，所述压力传感器安装于列车轨道，且处于两组光电传感器阵列之间，所述列车轨道之间设置列车牵引缆绳，所述列车牵引缆绳上安装位移传感器。

4、优选的，本技术提供的基于静态轨道衡的电力机车调速系统，其中，所述装车监测区域内设置车辆运动精准控制模块，所述车辆运动精准控制模块用于从车辆的入场检测到装车精准计量均需要车辆运动精准控制模块完成对车辆运动状态的精确控制；车辆运动精准控制模块主要由运动执行节点和运动速度决策模块组成；所述车辆运动精准控制模块依据现场装车需要分为：入场检测模式和装车计量模式。

5、优选的，本技术提供的基于静态轨道衡的电力机车调速系统，其中，所述车辆运动精准控制模块主要由数据处理模块、智能决策模块和运动控制模块组成，所述数据处理模块输入端连接数据库，所述数据处理模块输出端连接智能决策模块，所述智能决策模块连接运动控制模块。

6、优选的，本技术提供的基于静态轨道衡的电力机车调速系统，其中，所述数据库输入端连接全车型多维度车辆信息感知智能体和车辆精准定位智能体，所述全车型多维度车辆信息感知智能体和车辆精准定位智能体将采集到的车辆型号数据、轨道衡示数信息和车辆位置信息实时上传到分类集中管理数据库中，所述数据库内设有车辆型号数据、轨道衡实时示数、列车实时位置信息、电机运动状态参数。

7、优选的，本技术提供的基于静态轨道衡的电力机车调速系统，其中，所述运动控制模块包括通信模块、主控制器、变频器、变频牵引电机和转速检测模块，所述主控制器分别连接通信模块、变频器、转速检测模块，所述变频器连接变频牵引电机，所述变频牵引电机连接转速检测模块。

8、优选的，本技术提供的基于静态轨道衡的电力机车调速系统，其中，所述智能决策模块采用t-s模糊神经网络结构；所述智能决策模块根据车辆运动控制模型与电机实时反馈的运动状态信息，结合 t-s 模糊神经网络技术，建立车辆运动控制系统。

9、优选的，本技术提供的基于静态轨道衡的电力机车调速系统，其中，工作流程包括以下步骤：

10、a、散料在装车过程中，车厢是前车轮先到达轨道衡，然后随着车辆逐渐前进后车轮也到达轨道衡上，根据车辆行驶状态将装车过程分为均匀装车阶段和精准计量阶段；

11、b、在均匀装车阶段，待装车辆前轮位于静态轨道衡上，建立单位时间内轨道衡示数的变化量和车辆前进速度之间的关系模型；

12、c、当车辆后轮驶上轨道衡时，此时静态轨道衡示数可真实反应车辆重量变化，根据装车实际需求，建立精确计量阶段速度控制模型；

13、d、在精确计量阶段，轨道衡示数的变化量等于实际落散料量的变化量，数据处理模块根据轨道衡示数、车辆位移示数，结合精确计量位移模型对车辆的运行速度进行计算；

14、e、车辆两轮均在静态轨道衡上，静态轨道衡示数的变化量精确反应实际落散料量，而依据轨道衡示数的变化计算当前列车运行速度，并反馈至车辆运动精准控制模块；

15、f、数据处理模块从数据库中提取数据，通过分析计算后得出当前目标速度，智能决策模块提取目标速度和运动控制模块传回的速度反馈信号，运用模糊神经网络控制模型分析计算出当前电机控制频率；

16、g、并将控制指令通过有线网络的方式传达至运动控制模块，同时运动控制模块将电机转速状态信息上传数据库，完成数据传输与电机的闭环控制。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、（1）本发明的静态轨道衡计量作为电力调度机车调速的主要依据，将从根本上解决装车不均衡、计量不精准的关键问题所在；本发明将静态轨道衡计量与电力调度机车实现高度精准的协调、统一，这为散料动态装火车系统“无人值守、自主智能化、一键作业”奠定了基础；本发明能够实现均衡装车，每个车厢按照提前预设值的期望载货量，自动精准装车；快速装车：系统能力q=1500-1800t/h。同时散货计量精度提高到度0.2%。

19、（2）本发明的电力调度机车精准调速，实现厘米级的控制精度。解决了装载列车超载、亏吨；也解决了货运列车出现偏载和集重，保护了货运列车。

20、（3）本发明的电力调度机车以静态轨道衡计量作为运行速度调节基础，实现了装车和计量协同一致作业。实现无人化值守，减少了人工作业及人为操作损失。单节列车装载提高了生产效率，降低了企业列车延时费的支出。

21、（4）本发明能够实现无人值守，避免了装车计量数据不真实的问题，致使经常出现计量纠纷，甚至出现企业效益流失问题。

22、（5）本发明建立基于t-s模糊神经网络的调度机车运行控制智能体。解决了电力调度机车速度调节中存在的非线性问题。