本發(fā)明涉及機車熱控，尤其涉及一種基于多聯(lián)式空調(diào)的機車熱控制方法及管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)在的中國高鐵運行里程已經(jīng)超過40000km，每天運行的高鐵班次超過4000列，大量的高鐵每天高速運行在祖國的大地上，長途、短途交錯有次，車廂外面的氣候環(huán)境不斷變化，而車廂內(nèi)部總是穩(wěn)定在25度左右，這就需要消耗大量的電能，目前的每節(jié)高鐵動車組車廂的空調(diào)負荷范圍為30～40kw之間，每列動車組在運行時，其運行區(qū)間隨時變化，導致車廂內(nèi)部的負荷隨時變化，傳統(tǒng)的獨立空調(diào)系統(tǒng)很難適應這個工況變化，由于其只對車廂內(nèi)的某位置進行溫濕度檢測，不能對車廂整體進行溫濕度檢測，經(jīng)常有乘客感覺到太冷的感覺，進而使乘客和工作人員的舒適度下降，并且需要工作人員不斷調(diào)整室內(nèi)溫濕度，工作效率極低，還造成了能耗的額外增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于多聯(lián)式空調(diào)的機車熱控制方法及管理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在工況變化時不能及時調(diào)整溫度造成了體感不適的技術(shù)問題，達到了實時對車廂內(nèi)的多位置進行溫濕度檢測使車廂整體溫度舒適宜人的目的。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種基于多聯(lián)式空調(diào)的機車熱控制方法，該方法包括以下步驟：

3、s1、基于車站所在位置的濕度值rc設定啟動閾值為da，當動車組即將出發(fā)時啟動空調(diào)主機以及其多個末端；

4、s2、通過末端的溫度傳感器采集車廂內(nèi)的溫度并進行預處理得到實際溫度qb；

5、s3、通過末端的傳感器采集實際蒸氣壓pa，根據(jù)實際蒸氣壓pa和實際溫度qb計算相對濕度rhz；

6、s4、根據(jù)實際溫度qb和相對濕度rhz計算啟動指數(shù)d，并根據(jù)啟動指數(shù)d對獨立除濕降溫模塊進行啟動控制；

7、若d≥da，則結(jié)束并返回至步驟s2；

8、若d<da，則啟動獨立除濕降溫模塊并進入步驟s5；

9、s5、從獨立除濕降溫模塊中獲取控制開度ka，并建立基于實際溫度qb和控制開度ka的擬合曲線p；

10、s6、根據(jù)擬合曲線p獲取預測開度ky，并依據(jù)預測開度ky令獨立除濕降溫模塊的電子膨脹閥調(diào)整開度大??；

11、s7、預設間隔時間ta，從動車組的行車數(shù)據(jù)中獲取動車組與車站的距離sa，并根據(jù)距離sa控制空調(diào)主機的關(guān)閉；

12、若sa＝0，則關(guān)閉空調(diào)主機并返回至步驟s1；

13、若sa≠0，則結(jié)束并在間隔時間ta后重復步驟s7。

14、優(yōu)選的，在步驟s1中，具體實現(xiàn)步驟如下：

15、s11、基于車站的地理位置通過地圖網(wǎng)站的信息獲取車站地理位置的經(jīng)緯度；

16、s12、根據(jù)經(jīng)緯度得到當?shù)夭煌路莸臐穸戎祌c，其中，rc表示第c月的濕度值且1≤c≤12；

17、s13、計算啟動閾值da，計算公式為：

18、

19、其中，da表示啟動閾值，d表示濕度值rc的數(shù)量，rc表示濕度值。

20、優(yōu)選的，在步驟s2中，具體實現(xiàn)步驟如下：

21、s21、從多個末端中選取一個末端，通過此末端的溫度傳感器采集車廂內(nèi)不同時間點的溫度，生成溫度集合ta，其中，ta表示第a個溫度；

22、s22、根據(jù)溫度集合ta采用均值插補法得到預處理溫度tb；

23、s23、根據(jù)預處理溫度tb計算實際溫度qb，計算公式為：

24、

25、其中，qb表示實際溫度，n表示預處理溫度tb的數(shù)量，tb表示第b個預處理溫度。

26、優(yōu)選的，在步驟s3中，具體實現(xiàn)步驟如下：

27、s31、從多個末端中選取一個末端，通過此末端的傳感器采集車廂內(nèi)不同時間點的蒸氣壓pg，并計算實際蒸氣壓pa，計算公式為：

28、

29、其中，pa表示實際蒸氣壓，f表示不同時間點的蒸氣壓pg的數(shù)量；

30、s32、計算飽和蒸氣壓es，計算公式為：

31、

32、其中，es表示飽和蒸氣壓，qb表示實際溫度；

33、s33、計算相對濕度rhz，計算公式為：

34、

35、其中，rhz表示相對濕度，pa表示實際蒸氣壓，es表示飽和蒸氣壓。

36、優(yōu)選的，在步驟s4中，具體實現(xiàn)步驟如下：

37、s41、根據(jù)列車過往的溫濕度數(shù)據(jù)，通過層次分析法得到權(quán)重系數(shù)w1和w2；

38、s42、根據(jù)實際溫度qb和相對濕度rhz計算啟動指數(shù)d，計算公式為：

39、d＝w1×qb+w2×rhz

40、其中，d表示啟動指數(shù)，w1和w2表示權(quán)重系數(shù)。

41、優(yōu)選的，在步驟s5中，具體實現(xiàn)步驟如下：

42、s51、通過啟動后的獨立除濕降溫模塊采集蒸發(fā)器出口溫度tck；

43、s52、根據(jù)車站位置的經(jīng)緯度設定目標溫度tmb和蒸發(fā)器出口的期望溫度tqw；

44、s53、計算控制開度ka，計算公式為：

45、

46、其中，ka表示控制開度，qb表示實際溫度，tmb表示目標溫度，tck表示蒸發(fā)器出口溫度，tqw表示期望溫度；

47、s54、根據(jù)若干個實際溫度qb和控制開度ka建立初步曲線sx，初步曲線sx的表達式為：

48、ka＝lqb2+kqb+h

49、其中，l、k和h表示系數(shù)；

50、s55、通過末端的溫度傳感器獲取當下的實際溫度qd；

51、s56、根據(jù)獨立除濕降溫模塊的電子膨脹閥開度得到實際的開度值kj；

52、s57、將實際溫度qd代入初步曲線sx中得到預測開度kx；

53、s58、根據(jù)開度值kj和預測開度kx計算誤差值g，計算公式為：

54、

55、其中，g表示誤差值，kj表示第j個實際的開度值，kx表示第x個預測開度，m表示開度值kj和預測開度kx的組數(shù)；

56、s59、通過極大似然法得到判斷值f，判斷初步曲線sx是否需要優(yōu)化；

57、若g≥f，則需要優(yōu)化，返回至步驟s54；

58、若g≥f，則不需要優(yōu)化并得到擬合曲線p。

59、優(yōu)選的，在步驟s6中，具體實現(xiàn)步驟如下：

60、s61、根據(jù)動車組的歷史溫度數(shù)據(jù)獲取預測溫度，并在擬合曲線p上得到對應的預測開度ky；

61、s62、將預測開度ky發(fā)送至獨立除濕降溫模塊；

62、s63、獨立除濕降溫模塊根據(jù)預測開度ky控制電子膨脹閥調(diào)整開度。

63、優(yōu)選的，在步驟s7中，具體實現(xiàn)步驟如下：

64、s71、根據(jù)間隔時間ta對距離sa-1進行更新得到新的距離sa；

65、s72、根據(jù)距離sa的大小控制空調(diào)主機的啟停。

66、該技術(shù)方案還提供了一種用于上述機車熱控制方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

67、啟動模塊，用于車站所在位置的濕度值rc設定啟動閾值為da，當動車組即將出發(fā)時啟動空調(diào)主機以及其多個末端；

68、溫度模塊，用于通過末端的溫度傳感器采集車廂內(nèi)的溫度并進行預處理得到實際溫度qb；

69、濕度模塊，用于通過末端的傳感器采集實際蒸氣壓pa，根據(jù)實際蒸氣壓pa和實際溫度qb計算相對濕度rhz；

70、啟動控制模塊，用于根據(jù)實際溫度qb和相對濕度rhz計算啟動指數(shù)d，并根據(jù)啟動指數(shù)d對獨立除濕降溫模塊進行啟動控制；

71、擬合模塊，用于從獨立除濕降溫模塊中獲取控制開度ka，并建立基于實際溫度qb和控制開度ka的擬合曲線p；

72、開度調(diào)整模塊，用于根據(jù)擬合曲線p獲取預測開度ky，并依據(jù)預測開度ky令獨立除濕降溫模塊的電子膨脹閥調(diào)整開度大??；

73、空調(diào)控制模塊，用于預設間隔時間ta，從動車組的行車數(shù)據(jù)中獲取動車組與車站的距離sa，并根據(jù)距離sa控制空調(diào)主機的關(guān)閉。

74、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種基于多聯(lián)式空調(diào)的機車熱控制方法及管理系統(tǒng)，至少具備以下有益效果：

75、1、本發(fā)明通過空調(diào)主機以及多個末端對車廂內(nèi)外的溫度和濕度進行監(jiān)測，根據(jù)預設的閾值和實際的檢測值的循環(huán)比較的結(jié)果，控制獨立除濕降溫模塊的啟停，進而通過獨立除濕降溫模塊對電子膨脹閥的開度進行調(diào)節(jié)，使得車廂內(nèi)部多個位置的溫度均在舒適范圍內(nèi)，避免只檢測車廂某個位置的溫度導致溫度檢測不準確，自動化檢測控制提高了熱控制的工作效率，節(jié)省了人力資源，增加了舒適性。

76、2、本發(fā)明通過擬合模塊的作用，根據(jù)車廂內(nèi)溫度的變化，能夠?qū)﹂_度的調(diào)整做出預測，形成擬合曲線并根據(jù)擬合曲線對開度進行調(diào)整，進而使得溫度的變化曲線更加平緩，通過這種相互反饋的機制增加乘客和工作人員的舒適度，還能夠減少溫度大幅變化時造成的能耗損失，節(jié)省了能耗。

77、3、本發(fā)明通過空調(diào)控制模塊的工作，能夠?qū)榆嚱M距離車站的位置進行定時監(jiān)測，當列車進入車站后自動停止空調(diào)主機的工作，提高了系統(tǒng)的自動化效率，避免在列車停止維護和換掛期間發(fā)生電力故障，進一步影響乘客的乘坐體驗，保證列車整體運行的流暢性和安全性。