电力机车能耗统计与分析系统的研发设计.docx

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1、电力机车能耗统计与分析系统的研发设计能源是__发展的重要物质基础，在建设资源节约型社会的今天，节能降耗已成为解决能源危机的重要举措，保证经济持续发展的当务之急。神朔铁路电气化机车能耗是运营的重大成本支出，能源单耗是反映机务段运输生产过程的一个重要经济指标。分析能耗增减变化的成因，对领导制定节能降耗措施、完成节能目标、降低成本支出、提高经济效益都具有非常重大的现实意义。目前神朔铁路电力机车使用机械式电表进行能耗计量，采用乘务员交接班时手工抄表的数据采集方式，存在数据实时性差、机械表计量精度低、数据精细化程度低、统计结果误差大等问题。为解决上述问题

2、，国内不少学者提出解决，大致包括以下两种：人员添乘、手工抄表：在一定程度上解决了数据精细化程度低的问题。但由于人力资源有限，不能做到每台车、每趟车都采用此方法，导致数据量少，且手工记录难免产生误差，达不到通过大量真实数据进行能耗分析的目的。在电力机车上加装具备IC卡的新型电表：可分时记录能耗数据，通过人工将数据转储到地面系统，由系统将能耗数据与机车运行信息结合，实现精细化统计分析。该方案仍需人力投入，且铁路部门对机车车载装置的质量要求较高，目前还没有真正能够大批量生产并投入使用的该类新型电表。神朔机务段目前在电力机车上使用的是通过北京铁路局科委

3、评审的车载无线传输设备（LAIS车载设备）和能耗监测装置（能耗装置）,并建立通信服务系统（LAIS信息平台）,可实现机车运行信息和能耗数据的远程无线传输与存储，只需在此基础上开发出相应的数据统计分析软件，即可实现研发目标。系统通过同步叠加能耗装置采集的能耗信息和LAIS车载设备采集的机车运行信息，将数据自动汇总出不同供电段、机型、运别、区段等精细化能耗数据，并提供相关统计分析报表，反应用电量在线路上使用情况，体现司机操纵水平。通过对比多趟车的单耗、用电量和吨公里，分析机车运行状态。能耗数据和机车运行数据的精细化整合是本系统的基础。本文主要围绕神

4、朔机务段现有SS4SS4B型双节电力机车开展，担当货运任务时，采用多机重联的方式牵引货物。根据上述情况的需要，精细化数据整合包括如下三个步骤：双节机车每节配属独立的LKJ监控记录器（LKJ）,安装能耗装置及LAIS车载设备，分别读取机车能耗数据和运行数据，机车工作时，只有一端LKJ开机，担当牵引任务，能耗装置以LKJ时间为基准记录能耗信息，另一端LKJ不开机，能耗装置以自身时钟为基准记录电量信息。机车双节能耗数据到达地面后，地面系统根据数据库中记录的能耗装置与机车对应关系，判断哪两组能耗数据属于一台机车，并以时间为依据进行同步叠加。机车能耗数

5、据与运行信息数据在到达地面时处于彼此独立的状态，需要将两种数据有机结合，才能够形成精细化的能耗数据。系统以时间为依据，如机车运行信息传输率为S秒一次，能耗信息传输率为S1秒一次，S1>=S,地面系统在接收数据时，将时间误差范围在S秒内的同一机车能耗数据及运行信息数据进行整合，形成一条完整的单台机车精细化能耗数据（包括：时间、速度、司机手柄级位、列车位置、正/反向有功电能、电流等等）.以双机四节机车牵引重车情况为例，只有本务机车参与主控操纵，因而重联机车工作情况对分析乘务员节能操纵没有分析价值，根据神朔机务段需求调研结果，以整列机车耗电量为基准进

6、行能耗统计，即可避免总重吨公里分劈计算，又可以更加直观地体现机车运行过程中的耗电情况。因此，本系统采用将本务、重联机车所有能耗数据累加后，以本务机车为主体进行能耗统计的方案。为实现上述要求，在（1）（2）步骤中已实现本务、重联机车各自精细化数据的整合，下面再根据本务、重联机车担当车次相同这一特性，地面系统以机车担当车次及时间为依据，将同车次且时间误差小于等于S秒的本务、重联机车精细化能耗数据进行同步整合，并存入数据库，为后期能耗统计及分析提供数据基础。系统功能模块划分为五大类：LAIS信息平台、电力机车能耗统计、能耗分析、节能操纵模型及系统维护

7、。下面仅对本系统主要功能模块进行介绍。整列机车能耗数据累加模块负责将整列机车（包括本务、重联机）的所有机车能耗数据进行同步叠加，并分别按照区间及担当车次划分数据，进行存储，为后期的能耗统计提供数据基础。该模块实现精细化能耗统计，根据不同的查询条件，分车型、分日期统计、分值乘司机统计机车能耗情况，包括：总重吨、万吨公里单耗、总走行、起始时间、起始地点、机车基本信息、乘务员信息等等，可根据要求进行排序。该模块实现按任意运行区段进行能耗统计，包括：总重吨、万吨公里单耗、总走行、起始时间、起始地点、机车基本信息、乘务员信息等等，可根据要求进行排序。为了

8、能更好体现电力机车能耗数据的应用，通过数据二次叠加后，还需要根据实际数据进行业务数据整合，从而实现数据展现符合业务需求的应用，特别是神朔铁路现有的运输