铁路电力机车超负荷状态检测方法研究

撰文/佟卫国

■300450 天津南环铁路有限公司机务分公司 天津



铁路电力机车超负荷状态检测方法研究

撰文/佟卫国

■300450 天津南环铁路有限公司机务分公司 天津

本文提出一种基于多参数信息融合的铁路电力机车超负荷状态的检测方法，通过对铁路电力机车负荷参数的计算，并建立超负荷状态检测模型，实现了对铁路电力机车超负荷状态的准确检测。关键词：铁路电力机车；超负荷；状态检测

随着经济的快速发展，我国铁路系统的与运输压力也越来越大，铁路电力机车的超负荷问题也日益严重。对于铁路电力机车来说，超负荷问题会引发诸多问题［1］，如加速铁路电力机车机械机构和电器元件的老化，降低铁路电力机车运行的稳定性与安全性，甚至由此引发交通事故，造成更大的经济损失［2］。为了提高铁路电力机车超负荷状态检测的准确性，本文提出一种基于多参数信息融合的铁路电力机车超负荷状态检测方法，实现了铁路电力机车超负荷状态的准确检测。

基于负荷状态的铁路电力机车超负荷状态的检测方法

a铁路电力机车负载参数的计算

设置电力机车输出的总功率R存在的理论负荷上限为Cmax|X（x），在时刻t的运输负荷为C（t）|X（x），则电力机车在t时刻的运输负荷状态的计算公式为，其中，（）Xt为运输负荷量，机车输出总功率R由机车交流电牵引电机ri提供，即R=［r1,r2,...,rn］。

设置电力机车的理论负荷Cmax|X（t）存在一个负荷阀值L0，在任意时刻t下，假设，则此时刻下的电力机车的负荷状态为超负荷状态。根据负荷阀值iL的不同，能够对电力机车的负荷状态划分为下述两个级别：①若则电力机车当前的负荷状态可以近似为②若，则电力机车处于不稳定的运行状态，另外由于电力机车中各个系统对电能消耗存在着不均衡性，因此不再用描述当前的电力机车负荷状态。

b电力机车超负荷状态检测模型的建立

对电力机车运输负荷的检测设计到很多测量参数，每一个参数都表示一个不同的信息源。若采用单一的参数对电力机车的负荷状态进行检测，将会存在较大的局限性，因此需要利用多个不同的参数通过信息融合的方法对电力机车的负荷状态进行检测，这样能够提高电力机车超负荷状态检测的准确率，从而获得电力机车准确的运行状态。

设置在电力机车超负荷状态检测的过程中使用n测量参数，则可以利用这些测量参数构建n个决策点和1个信息融合中心构建铁路电机机车的分布式负荷状态检测模型。若每个测量参数只向信息融合中心独立传输电力机车运输负荷的检测结果，则此检测结果不能全面检测电力机车的负荷状态，如超负荷量的多少等。

设置1H为电力机车发生超负荷状态的概率，0H为电力机车正常运行状态的概率，iC为第i个参数的检测结果，若检测结果，这表明电力机车处于超负荷状态，若则表明电力机车处于正常运行状态。iK为负荷的阀值。将单一参数的检测结果与负荷阀值相比较，若则电力机车处于超负荷状态；若则电力机车处于正常运行状态。于负荷阀值之间差值能够反映电力机车的负荷状态和检测结果的可信度。

设置单一参数对电力机车超负荷状态检测结果的可信度iT能够划分为N个级别，当时，设置则利用公式能够对检测结果的可信度进行计算；L（Ci）＜Ki时，设置令则利用公式能够对检测结果的可信度进行计算

多参数信息融合的铁路电力机车超负荷的检测系统中的参数数量为n，每一个参数包含的信息量iU能够用公式进行计算，其中，iu、iT和iO分别为电力机车负荷的状态、可信度与负荷级别。通过向量生可信度高的检测结果，并将其作为融合中心。

根据上述方法，利用负荷阀值与电力机车负荷的检测结果相比，并将比较结果进行负荷分级，通过可信度、负荷状态与负荷级别这三个参数的信息融合对电力机车的负荷状态监测结果进行判断，最终实现了铁路电力机车超负荷状态的准确检测。

结束语

本文研究内容能够为铁路电力机车的运输负荷的调整、维护保养和车辆调度提供决策支持，具有重要的应用价值。

参考：

［1］李时民，金希红，朱茂华等.铁路重载大功率电力机车冷却技术研究及发展［J］.电力机车与城轨车辆，2015（6）：30-32.

［2］刘德学，方长征，艾正武等.交流传动电力机车停放制动系统设计分析［J］.机车电传动， 2015（1）：26-28.