中車山東機車車輛有限公司李亞琦獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中車山東機車車輛有限公司申請的專利基于數據融合的編組鐵路貨運裝備能耗優化方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120087570B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510577821.X,技術領域涉及:G06Q10/04;該發明授權基于數據融合的編組鐵路貨運裝備能耗優化方法及系統是由李亞琦;劉寅華;翟鵬軍;劉衛;鄭正;翟鳳宇設計研發完成,并于2025-05-07向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于數據融合的編組鐵路貨運裝備能耗優化方法及系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于數據融合的編組鐵路貨運裝備能耗優化方法及系統,涉及軌道交通技術領域。該系統包括:動態數據采集模塊,用于獲取鐵路貨運裝備運行過程中的實時數據;核心計算模塊,用于利用多耦合效應模型對實時參數進行計算,得到鐵路貨運裝備的大氣阻力能耗;數據處理模塊,邊緣計算層用于根據鐵路貨運裝備運行狀態構建動態風攻角修正模型,利用動態風攻角修正模型對大氣阻力能耗計算過程進行修正,智能分析層用于根據大氣阻力能耗對鐵路貨運裝備行進策略進行優化;反饋控制模塊,用于根據優化后的鐵路貨運裝備行進策略對鐵路貨運裝備進行實時反饋和控制。本發明能夠實現動態環境下的大氣阻力能耗的精準建模、優化與安全控制。
本發明授權基于數據融合的編組鐵路貨運裝備能耗優化方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于數據融合的編組鐵路貨運裝備能耗優化系統,其特征在于,包括: 動態數據采集模塊,用于獲取鐵路貨運裝備運行過程中的實時數據; 核心計算模塊,用于利用多耦合效應模型對實時參數進行計算,得到鐵路貨運裝備的大氣阻力能耗,其中,根據編組效應、風向效應和隧道效應構建多耦合效應模型; 其中,利用多耦合效應模型對實時參數進行計算,得到鐵路貨運裝備的大氣阻力能耗,具體為: 根據輸入參數進行數據預處理,包括車輛運行速度的實時計算,車輛在軌位置的實時計算,隧道入口和出口標志位判斷以及計算隧道阻塞比;之后進行編組效應耦合計算、隧道效應耦合計算、風向效應耦合計算和非線性耦合耗能模型計算,輸出編組實時大氣阻力值和編組實時氣動耗能;其中,輸入參數包括動態數據和靜態數據,動態數據包括風速、風向、加速度、車速、位置和航向角;靜態數據包括車輛長度、車輛間距、編組參數、線路圖和隧道參數; 其中,根據非線性耦合耗能模型得到編組實時氣動耗能: 其中,為編組實時氣動耗能;為鐵路貨運裝備j在運行位置處的大氣密度;為編組條件下鐵路貨運裝備j大氣運行阻力的編組消減系數,該系數與車輛所處的編組位置以及前后車型相關,通過風洞試驗結合流場仿真得到;為鐵路貨運裝備j的大氣阻力系數,通過風洞試驗或流場仿真得到;為鐵路貨運裝備j的迎風投影正面積;表示運行時大氣的自然風風速與運行速度的比值,即,為運行時大氣的自然風風速,在隧道內時則為隧道風,為鐵路貨運裝備j的運行速度;為相對風夾角;為額外大氣阻力耗能生效系數,當經過軌跡運算后鐵路貨運裝備j處于隧道段時取值為1,否則為0;為隧道額外阻力的計算系數; 數據處理模塊,包括邊緣計算層和智能分析層,邊緣計算層用于根據鐵路貨運裝備運行狀態構建動態風攻角修正模型,利用動態風攻角修正模型對大氣阻力能耗計算過程進行修正; 其中,利用動態風攻角修正模型對大氣阻力能耗計算過程進行修正,具體為: 輸入環境風向角、頭車航向角、車輛長度、車輛間距、車頭加速度以及環境風速參數,通過車輛航向角計算模塊、動態攻角計算模塊和大氣阻力系數修正模塊進行計算,輸出得到有效風攻角和修正后的大氣阻力系數; 其中,根據大氣阻力系數修正模塊得到修正后的大氣阻力系數: 其中,為修正后的大氣阻力系數,為未修正時車輛j的大氣阻力系數;為非線性擬合系數,通過數值仿真法得到;為曲率-攻角耦合系數;為相對風夾角;為軌道曲率半徑; 智能分析層用于根據大氣阻力能耗對鐵路貨運裝備行進策略進行優化; 反饋控制模塊,用于根據優化后的鐵路貨運裝備行進策略對鐵路貨運裝備進行實時反饋和控制。
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