鐵路電力機車超負荷狀態檢測方法研究

撰文/佟衛國

■300450 天津南環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檢測方法研究

撰文/佟衛國

■300450 天津南環鐵路有限公司機務分公司 天津

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

隨著經濟的快速發展，我國鐵路系統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定性與安全性，甚至由此引發交通事故，造成更大的經濟損失［2］。為了提高鐵路電力機車超負荷狀態檢測的準確性，本文提出一種基于多參數信息融合的鐵路電力機車超負荷狀態檢測方法，實現了鐵路電力機車超負荷狀態的準確檢測。

基于負荷狀態的鐵路電力機車超負荷狀態的檢測方法

a鐵路電力機車負載參數的計算

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為超負荷狀態。根據負荷閥值iL的不同，能夠對電力機車的負荷狀態劃分為下述兩個級別：①若則電力機車當前的負荷狀態可以近似為②若，則電力機車處于不穩定的運行狀態，另外由于電力機車中各個系統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。

b電力機車超負荷狀態檢測模型的建立

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

設置在電力機車超負荷狀態檢測的過程中使用n測量參數，則可以利用這些測量參數構建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檢測模型。若每個測量參數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，如超負荷量的多少等。

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

設置單一參數對電力機車超負荷狀態檢測結果的可信度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

多參數信息融合的鐵路電力機車超負荷的檢測系統中的參數數量為n，每一個參數包含的信息量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、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、負荷狀態與負荷級別這三個參數的信息融合對電力機車的負荷狀態監測結果進行判斷，最終實現了鐵路電力機車超負荷狀態的準確檢測。

結束語

本文研究內容能夠為鐵路電力機車的運輸負荷的調整、維護保養和車輛調度提供決策支持，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設計分析［J］.機車電傳動， 2015（1）：26-28.