一种基于时标遥测的直流牵引供电电客车定位方法及系统与流程

本发明创造涉及轨道交通，尤其是涉及一种基于时标遥测的直流牵引供电电客车定位方法及系统。

背景技术：

1、地铁作为大中型城市交通运输体系的主要组成部分，具有准时、速达、环保、安全等技术特性，且对纾困城市交通压力具有重要意义。

2、然而随着城市人口的不断增加，地铁列车运行密度也随之增大，如何基于地铁现有设备系统来准确、高效、实时的获取列车运行位置信息，降低投入和运维成本，是保障乘客安全、列车可靠运行的关键。

3、当前地铁列车定位方法较少，而且城市轨道交通多以地下站为主，gps定位与ats列车监控等系统的投入成本较高，利用列车两端电量进行列车定位投入成本少，但存在两端数据不同步导致的计算误差较大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明创造旨在提出一种全新的基于时标遥测的直流牵引供电电客车定位方法及系统，以解决直流牵引供电电客车定位困难的问题。

2、为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

3、一种基于时标遥测的直流牵引供电电客车定位方法，所述方法应用于直流牵引供电系统接触网，所述直流牵引供电系统接触网包括全线牵引变电所，全线牵引变电所均通过各自的直流馈线柜给接触网供电，所述方法包括如下步骤：

4、s1：获取全线牵引变电所周期上送的带时标的馈线电压和馈线电流遥测数据，并记录对应相同时标的一组遥测数据馈线电压uf1~ufn、馈线电流if1~ifn，以及每个牵引变电所的供电结构，其中轨道两端变电所为单边供电，其余为双边供电；

5、s2：从轨道首端的牵引变电所开始循环进行由每两个相邻牵引变电所组成的各区间内的电客车定位计算，先判断区间内是否双边供电，如果是双边供电，转入步骤s3，否则转入步骤s4；

6、s3：根据组成区间的两个相邻牵引变电所采集的带有相同时标的馈线电流，判断电客车是否在本区间，如果电客车处于本区间，判断电客车是否处于电阻制动状态，若处于电阻制动状态，则通过路程计算公式估计电客车的制动距离，并通过制动前的位置及制动距离确定电客车的位置，若未处于电阻制动状态，应用双边供电电客车定位方法确定电客车位置，如果电客车不在本区间，则不进行电客车定位计算；

7、s4：采用单边供电电客车定位方法确定电客车位置。

8、进一步的，步骤s3包括，设定有流定值，并判断两个相邻牵引变电所采集的馈线电流是否大于有流定值；

9、case1：若采集的两个相邻牵引变电所的馈线电流大于有流定值，则判断两个相邻牵引变电所的馈线电流符号是否相同；

10、case1-1：若两个电流符号相同，则认定该区间内有车，使用双边供电方式下的电客车定位公式进行电客车位置计算；

11、case1-2：若两个电流符号不同，则认定该本区间内无车，不进行本区间的电客车位置计算；

12、case2：若采集的两个相邻牵引变电所的馈线电流小于有流定值，则判断区间内的电客车状态；

13、case2-1：若在电客车未到达轨道终点时馈线电流消失，则判定区间内有车但处于电阻制动状态，通过路程计算公式估计电客车的制动距离；

14、case2-2：除步骤case2-1的情况外，判定区间内无车，不进行电客车位置的计算。

15、进一步的，步骤s3中，所述应用双边供电电客车定位方法确定电客车位置采用以下计算公式：

16、

17、其中，m和m+1为组成区间的两个相邻牵引变电所，d为电客车距离m侧牵引变电所的距离，ufm为m侧馈线电压，ifm为m侧馈线电流，ufm+1为m+1侧馈线电压，ifm+1为m+1侧馈线电流，rj为该区间接触网单位电阻、rg为钢轨单位电阻、l为两个牵引变电所之间的区间长度、rkx为馈线电缆电阻、rsw为上网电缆电阻。

18、进一步的，步骤s3中，所述通过路程计算公式估计电客车的制动距离采用以下计算公式：

19、

20、其中，s为电客车的制动距离，为电客车制动时刻的初速度，可取电客车均速行驶状态时速度，根据运行经验设置，a为电客车的刹车减速度，也需要根据运行经验设置，t为当前距离制动开始时刻的时间差。

21、进一步的，步骤s4中，所述采用单边供电电客车定位方法确定电客车位置采用以下计算公式：

22、

23、其中，m为与轨道端点牵引变电所相邻的牵引变电所，d为电客车距离m侧牵引变电所的距离，ufm为m侧馈线电压，ifm为m侧馈线电流，rj为该区间接触网单位电阻、rg为钢轨单位电阻、rkx为馈线电缆电阻、rsw为上网电缆电阻。

24、一种基于时标遥测的直流牵引供电电客车定位系统，所述系统应用于直流牵引供电系统接触网，所述直流牵引供电系统接触网包括全线牵引变电所，全线牵引变电所均通过各自的直流馈线柜给接触网供电，全线牵引变电所均包括用于控制各自直流馈线柜的直流保护装置，全线所有牵引变电所的直流保护装置执行馈线电压和馈线电流采集，电客车在行驶过程中，所述系统在每两个相邻牵引变电所之间进行电客车位置的确定，所述系统包括：

25、信号获取模块，用于获取全线牵引变电所的直流保护装置采集的直流馈线柜带时标的馈线电压和馈线电流遥测信号；

26、数据处理模块，用于获取全线相邻两个牵引变电所间的距离，并根据相邻两个牵引变电所的馈线电压、馈线电流和两个相邻牵引变电所之间的距离，计算确定电客车位置。

27、进一步的，所述信号获取模块用于：

28、获取全线牵引变电所周期上送的带时标的馈线电压和馈线电流遥测数据，并记录对应相同时标的一组遥测数据馈线电压uf1~ufn、馈线电流if1~ifn，以及每个牵引变电所的供电结构，其中轨道两端变电所为单边供电，其余为双边供电；

29、所述数据处理模块用于：

30、从轨道首端的牵引变电所开始循环进行由每两个相邻牵引变电所组成的各区间内的电客车定位计算，先判断区间内是否双边供电：

31、如果是双边供电，根据组成区间的两个相邻牵引变电所采集的带有相同时标的馈线电流，判断电客车是否在本区间，如果电客车处于本区间，判断电客车是否处于电阻制动状态，若处于电阻制动状态，则通过路程计算公式估计电客车的制动距离，并通过制动前的位置及制动距离确定电客车的位置，若未处于电阻制动状态，应用双边供电电客车定位方法确定电客车位置，如果电客车不在本区间，则不进行接车定位计算；

32、如果不是双边供电，采用单边供电电客车定位方法确定电客车位置。

33、进一步的，所述应用双边供电电客车定位方法确定电客车位置采用以下计算公式：

34、

35、其中，m和m+1为组成区间的两个相邻牵引变电所，d为电客车距离m侧牵引变电所的距离，ufm为m侧馈线电压，ifm为m侧馈线电流，ufm+1为m+1侧馈线电压，ifm+1为m+1侧馈线电流，rj为该区间接触网单位电阻、rg为钢轨单位电阻、l为两个牵引变电所之间的区间长度、rkx为馈线电缆电阻、rsw为上网电缆电阻。

36、进一步的，所述通过路程计算公式估计电客车的制动距离采用以下计算公式：

37、

38、其中，s为电客车的制动距离，为电客车制动时刻的初速度，可取电客车均速行驶状态时速度，根据运行经验设置，a为电客车的刹车减速度，也需要根据运行经验设置，t为当前距离制动开始时刻的时间差。

39、进一步的，所述采用单边供电电客车定位方法确定电客车位置采用以下计算公式：

40、

41、其中，m为与轨道端点牵引变电所相邻的牵引变电所，d为电客车距离m侧牵引变电所的距离，ufm为m侧馈线电压，ifm为m侧馈线电流，rj为该区间接触网单位电阻、rg为钢轨单位电阻、rkx为馈线电缆电阻、rsw为上网电缆电阻。

42、相对于现有技术，本发明创造所述的基于时标遥测的直流牵引供电电客车定位方法及系统具有以下优势：

43、本发明创造所述的基于时标遥测的直流牵引供电电客车定位方法及系统，针对现有的直流牵引供电系统中无法利用gps定位功能进行电客车定位，现阶段没有成熟的轨道交通电客车定位系统的问题，为及时和准确地获取电客车在线路中的位置信息提供了方案，保障了电客车安全、有效地运行。