一種基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及差異化機車重聯(lián)同步控制方法，特別是一種基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鐵路重載運輸?shù)囊笕找嫫惹屑疤岣撸貏e是和諧系列大功率機車的投入營運，為了滿足重載牽引運輸?shù)囊螅枰煌吞枡C車的混編互聯(lián)同步控制運行，也即差異化機車的重聯(lián)同步控制運行。根據(jù)運用要求，采用分布動力運行模式的重載組合列車各機車車型可能不一致，也即存在著差異化。機車差異化通常表現(xiàn)在機車的類型不一致，實際上從本質(zhì)上及具有更廣泛性來分析，機車的差異化有:機車的牽引驅(qū)動方式不一致(交流傳動、直流傳動)、機車的能源供應方式不一致(電力機車、內(nèi)燃機車)、機車的特性控制模式不一致(直流傳動機車準恒速控制、交流傳動機車準恒速控制、恒力矩控制模式等)、機車的功率不一致、機車的電氣邏輯線路不一致、機車輔助系統(tǒng)不一致等等。如何進行差異化機車重聯(lián)同步控制是目前的一大難點，對此，本發(fā)明提出一種基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制方法，可靠實現(xiàn)差異化機車之間的無線重聯(lián)同步控制牽引運行。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制方法，包括以下步驟:
O構(gòu)建差異化機車無線重聯(lián)同步控制三級控制模式，第I級為差異化機車遠程通信及列車控制級，實現(xiàn)差異化機車之間的重聯(lián)控制通信、管理，以及實現(xiàn)機車間的控制策略及計算，各車之間的通信采用實時無線通信方式，同時負責將差異化機車的控制及狀態(tài)數(shù)據(jù)歸一化為標準的無線通信協(xié)議數(shù)據(jù)；第2級為機車差異化同步控制機車車輛級，實現(xiàn)各差異化機車在重聯(lián)運行方式下的本車同步控制及處理計算，同時與機車控制系統(tǒng)進行電氣連接，進行數(shù)據(jù)及信息交互，差異化從控機車接收差異化主控機車控制信息，根據(jù)主控機車及本機車的牽引特性以及控制模式，進行本機車特性及控制模式的轉(zhuǎn)換及匹配，然后再歸化為本機車的控制模式進行牽引運行控制，同時采集本機車的實時反饋數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)，然后提取差異化機車關(guān)聯(lián)的實時反饋數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)，同時針對不同車型的特有的反饋數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)進行關(guān)鍵性及特征數(shù)據(jù)提取，將提取的數(shù)據(jù)反向歸化為機車差異化同步控制級反饋數(shù)據(jù)，以便進行機車間的相互傳輸及信息交換；第3級為機車牽引驅(qū)動級；
2)采用人工智能技術(shù)將差異化機車智能駕駛控制系統(tǒng)作為專家系統(tǒng)，按上述第I級及第2級方式融合到機車差異化無線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)中，根據(jù)牽引編組及線路條件，以運行平穩(wěn)性為指標，實時計算及控制差異化機車的牽引運行； 3)在故障預警的基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能技術(shù)進行故障安全導向及導向安全控制處理。
[0005]所述第2級與機車的控制系統(tǒng)進行邏輯量電氣連接、模擬量電氣連接以及網(wǎng)絡(luò)信息通信連接。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:本發(fā)明通過在原有機車車輛上增加一套基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)差異化機車無線重聯(lián)編組，并控制多臺差異化機車無線重聯(lián)運行，而且能快速有效穩(wěn)定地建立機車之間的互聯(lián)，實現(xiàn)包括不同車型機車間的互聯(lián)及重聯(lián)控制。
【附圖說明】
[0007]圖1基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)總流程圖；
圖2差異化機車遠程通信及列車控制級流程圖；
圖3差異化機車重聯(lián)同步控制機車車輛級流程圖；
圖4差異化機車機車智能駕駛控制模式流程圖；
圖5差異化機車的故障預警及安全導向流程圖；
圖6基于人工智能的機車差異化智能同步控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]本發(fā)明通過在機車控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一套一種基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)差異化機車重聯(lián)同步牽引運行，包括以下步驟:
(1)通過增加一種基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)，構(gòu)建差異化機車無線重聯(lián)同步控制三級控制模式，第I級為差異化機車遠程通信及列車控制級，第2級為差異化機車重聯(lián)同步控制機車車輛級，第3級為機車牽引驅(qū)動級，其中第3級為原車的功能，增加的是第I級及第2級功能系統(tǒng)；
(2)第I級為差異化機車遠程通信及列車控制級，實現(xiàn)差異化機車之間的重聯(lián)控制通信、管理以及機車間的控制策略及計算，各車之間的通信采用實時無線通信方式，通過機車無線通信裝置來實現(xiàn)，同時負責將差異化機車的控制及狀態(tài)數(shù)據(jù)歸一化為標準的無線通信協(xié)議數(shù)據(jù)；
(3)第2級為差異化機車重聯(lián)同步控制機車車輛級，實現(xiàn)各差異化機車(包括主控車、從控車)在重聯(lián)運行方式下的本車同步控制及處理計算，同時與機車控制系統(tǒng)進行電氣接口以進行數(shù)據(jù)及信息交互，這包括邏輯量電氣接口、模擬量電氣接口以及網(wǎng)絡(luò)信息通信接口進行數(shù)據(jù)交換。差異化從控機車接收差異化主控機車控制信息，根據(jù)主控機車及本機車的牽引特性以及控制模式，進行本機車牽引特性及控制模式的轉(zhuǎn)換及匹配，然后再歸化為本機車的控制模式進行牽引運行控制。機車差異化重聯(lián)同步控制車輛級同時采集本機車的實時反饋數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)，然后提取差異化機車關(guān)聯(lián)的實時反饋數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)，同時針對不同車型的特別數(shù)據(jù)進行關(guān)鍵性及特征數(shù)據(jù)提取，提取的數(shù)據(jù)反向歸化為機車差異化同步控制級反饋數(shù)據(jù)，以便進行機車間的相互傳輸及信息交換；
(4)采用人工智能技術(shù)將差異化機車智能駕駛控制系統(tǒng)作為專家系統(tǒng)按上述第I級及第2級方式融合到機車差異化無線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)中，根據(jù)牽引編組及線路條件以運行平穩(wěn)性為指標實時計算及控制差異化機車的牽引運行； (5)基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制下機車的故障預警及安全導向系統(tǒng)包括差異化機車的故障預警、安全導向及導向安全。其中，分為同類及相似故障預警及差異化機車各自獨有的故障預警。在故障預警的基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能技術(shù)進行故障安全導向及導向安全控制處理。
[0009]所述的差異化機車遠程通信及列車控制級包括與機車無線實時通信裝置進行通信的實時有線通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊、差異化機車的重聯(lián)控制及狀態(tài)數(shù)據(jù)歸一化數(shù)據(jù)模塊、差異化機車之間無線通信路由管理模塊、差異化機車無線重聯(lián)同步控制列車級計算及處理模塊、與差異化機車重聯(lián)同步控制車輛級數(shù)據(jù)實時交互模塊、與機車智能駕駛系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換模塊、與故障預警及安全導向數(shù)據(jù)系統(tǒng)交換模塊。
[0010]所述的差異化機車重聯(lián)同步控制車輛級包括與差異化機車遠程通信及列車控制級數(shù)據(jù)實時交互模塊、差異化機車無線重聯(lián)同步控制機車車輛級計算及處理模塊、差異化機車的機車車輛級控制及狀態(tài)數(shù)據(jù)歸一化數(shù)據(jù)模塊、差異化機車本車特性控制轉(zhuǎn)換及電氣邏輯控制轉(zhuǎn)換模塊、差異化機車本車特性控制及電氣邏輯控制接口模塊、差異化機車本車型特征信息提取及處理模塊、與機車控制系統(tǒng)電氣接口及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊、與機車智能駕駛數(shù)據(jù)系統(tǒng)交換模塊、與故障預警及安全導向系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換模塊。
[0011]所述的采用人工智能技術(shù)的機車智能駕駛控制專家系統(tǒng)包括列車級的差異化機車智能駕駛及機車車輛級的差異化機車智能駕駛。智能駕駛模塊含基于專家系統(tǒng)的重載列車智能駕駛模塊、簡統(tǒng)化機車司機室智能控制與信息采集模塊、司機室人機工程管理及不穩(wěn)定駕駛預警模塊、機車智能駕駛系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互接口模塊模塊。
[0012]所述的基于人工智能的機車差異化無線重聯(lián)同步控制下機車的故障預警及安全導向系統(tǒng)有列車級故障預警及安全導向功能和機車車輛級故障預警及安全導向功能，包括預警專家系統(tǒng)及推理機模塊、安全導向及導向安全處理模塊、故障預警及安全導向系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互接口模塊。
[0013]所述的基于人工智能的差異化機車無線重聯(lián)同步控制，通過該方法能對不同型重載重聯(lián)機車進行差異化無線重聯(lián)同步控制，能對交流傳動機車與直流傳動機車進行差異化無線重聯(lián)同步控制，能對電力機車與內(nèi)燃機車進行差異化無線重聯(lián)同步控制、能對軌道動車車輛直接進行差異化無線重聯(lián)同步控制。
[0014]在所述的基于人工智能的差異化機車無線重聯(lián)同步控制狀態(tài)下進行機車車輛的牽引控制和制動控制，通過機車車輛控制系統(tǒng)、電氣控制線路對機車的牽引和制動控制命令進行同步傳遞。
[0015]實施例1
如圖1所