轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法和装置与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法和装置。

背景技术：

随着轨道交通技术日益成熟，轨道交通智能化已成为发展的核心方向，在城市地铁，轻轨的一些应用场景中，会对网络运营系统，或者是对司机驾驶行为进行仿真。

这种方式下，在轨道车辆处于环路运行状态时，环路运行过程中的能量利用率不高。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

本发明的另一个目的在于提出一种轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置。

本发明的另一个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明的另一个目的在于提出一种计算机程序产品。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法，包括：确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆；将所述当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至所述当前车辆中除所述目标车辆之外的车辆。

本发明第一方面实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法，通过确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置，包括：确定模块，用于确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆；回馈模块，用于将所述当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至所述当前车辆中除所述目标车辆之外的车辆。

本发明第二方面实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置，通过确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置，其特征在于，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆；将所述当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至所述当前车辆中除所述目标车辆之外的车辆。

本发明第三方面实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置，通过确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出的非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由移动终端的处理器被执行时，使得移动终端能够执行一种轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法，所述方法包括：确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆；将所述当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至所述当前车辆中除所述目标车辆之外的车辆。

本发明第四方面实施例提出的非临时性计算机可读存储介质，通过确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出的计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令处理器执行时，执行一种轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法，所述方法包括：确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆；将所述当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至所述当前车辆中除所述目标车辆之外的车辆。

本发明第五方面实施例提出的计算机程序产品，通过确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中轨道环路示意图；

图3是本发明另一实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法的流程示意图；

图4是本发明另一实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法的流程示意图；

图5为本发明实施例中能量回馈评价系统结构示意图；

图6是本发明一实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1是本发明一实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法的流程示意图。

本实施例中轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法可以被配置在轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置中。

该轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置可以设置在服务器中，或者也可以设置在电子设备中，或者，也可以设置在车辆环路运行过程中的能量建模相关系统中，对此不作限制。

其中，电子设备例如为个人电脑(personalcomputer，pc)，云端设备或者移动设备，移动设备例如智能手机，或者平板电脑等。

在将该轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置设置在车辆环路运行过程中的能量建模相关系统中时，该能量建模相关系统可以基于matlab软件平台实现。

需要说明的是，本发明实施例的执行主体，在硬件上可以例如为服务器/电子设备/能量建模相关系统中的中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，在软件上可以例如为服务器/电子设备/能量建模相关系统中的应用程序，对此不作限制。

该轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法可以应用在环路运行的多辆列车中。

进一步地，该轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法可以应用在环路运行的多辆列车中，处于同一个供电区间内的多辆列车之间，对此不作限制。

参见图1，该方法包括：

s11：确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆。

在本发明的实施例中，该车辆可以具体为地铁、轻轨，或者火车，且该车辆的运行状态为环路运行，对此不作限制。

可以理解的是，在环路运行轨道上，可以同时运行有一列或者多列车辆，相对应的，环路运行轨道上包括一个或者多个供电区间，由不同的变电所为每个供电区间进行供电。

在本发明的实施例中，可以基于供电轨道对环路运行轨道上的一列或者多列车辆的能量回馈进行建模，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

可选地，在本发明的实施例中，可以预先在车辆中配置储能元件，该储能元件用于存储环路运行轨道上车辆的制动能量，例如，可以采用相关技术中能量转换方法，将车辆的制动能量转换为电能，进而，将电能存储在储能元件中，对此不作限制。

在环路运行轨道上同时运行有一列车辆的模型中，可以将制动能量存储在储能元件中，而在环路运行轨道上同时运行有多列车辆的模型中，可以将制动能量通过供电轨道回馈至其它的车辆中。

本发明实施例以在环路运行轨道上同时运行有多列车辆的模型进行示例，参见图2，图2为本发明实施例中轨道环路示意图。其中，包括：车站21和车站22，变电所23和变电所24，车辆25、车辆26、车辆27，以及车辆28，供电轨道29，供电区间210和供电区间211。

可以理解的是，参见图2，变电所23为车辆25和车辆26所运行的供电区间210进行供电，而变电所24为车辆27和车辆28所运行的供电区间211进行供电。

在本发明的实施例中，可以确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，其中，当前行驶车辆为当前行驶在同一个供电区间的车辆，例如，参见图2，对于供电区间210，当前行驶车辆为车辆25和车辆26，而对于供电区间211，当前行驶车辆为车辆27和车辆28。

在本发明的实施例中，通过确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，基于供电轨道对环路运行轨道上当前行驶车辆的能量回馈进行建模，在技术上易于实现，且通用性强。

s12：将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆。

在本发明的实施例中，目标车辆为当前行驶车辆中产生制动的车辆。

在本发明的实施例中，可以采集目标车辆制动时所产生的制动能量，将该制动能量将回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，由于是通过供电轨道进行能量回馈，因而，有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率。

例如，参见图2，目标车辆可以例如为车辆25，其所在的供电区间为供电区间210，若车辆25产生制动，则可以采集其制动能量，并基于供电轨道将制动能量回馈至供电区间210内的车辆26，而不将制动能量回馈至供电区间211内的车辆27和车辆28。

本实施例中，通过确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

图3是本发明另一实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法的流程示意图。

参见图3，该方法包括：

s301：确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆。

s302：判断当前行驶车辆中是否存在处于制动状态的车辆，若是，则执行s303，否则，执行s309。

s303：将处于制动状态的车辆作为目标车辆，并采集目标车辆制动时所产生的制动能量。

s301-s303的执行过程可以参见上述实施例。

s304：判断在当前行驶车辆中，且在目标车辆制动的时间点上，在目标车辆之前或者之后是否存在处于启动状态的车辆，若是，则执行s305，否则，执行s306。

s305：将目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至处于启动状态的车辆。

在本发明的实施例中，由于待启动的车辆需要消耗一定的电能，因此，可以将目标车辆制动所产生的制动能量，转换为相应的电能，通过供电轨道回馈至处于启动状态的车辆，而不是从供电所消耗电能，因而，实现了提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

例如，参见图2，目标车辆可以例如为车辆25，其所在的供电区间为供电区间210，若车辆25产生制动，则可以采集其制动能量，同时，此时车辆26处于启动状态，因此，可以基于供电轨道将制动能量回馈至供电区间210内的车辆26，相对应的，若目标车辆为车辆27，其所在的供电区间为供电区间211，若车辆27产生制动，则可以采集其制动能量，同时，此时车辆28处于启动状态，因此，可以基于供电轨道将制动能量回馈至供电区间211内的车辆28。

s306：判断目标车辆所携带的储能元件容量是否达到容量阈值，若是，则执行s308，否则，执行s307。

s307：将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在目标车辆所携带的储能元件中。

在本发明的实施例中，若在当前行驶车辆中，且在目标车辆制动的时间点上，在目标车辆之前或者之后不存在处于启动状态的车辆，可以进一步判断目标车辆所携带的储能元件容量是否达到容量阈值，在未达到容量阈值时，可以将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在目标车辆所携带的储能元件中。

通过为每列车辆设置储能元件，在当前供电区间内不存在处于启动状态的车辆，将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在目标车辆所携带的储能元件中，能够实现能量的最大化利用效率，进一步提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率。

s308：将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在地面储能电站中。

在本发明的实施例中，还可以设置地面储能电站，在当前供电区间内不存在处于启动状态的车辆，且，目标车辆所携带的储能元件容量达到容量阈值时，将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在地面储能电站中，能够实现能量的最大化利用效率，进一步提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率。

s309：不作任何处理。

本实施例中，通过确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。通过为每列车辆设置储能元件，在当前供电区间内不存在处于启动状态的车辆时，将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在目标车辆所携带的储能元件中，并且，设置地面储能电站，在当前供电区间内不存在处于启动状态的车辆，且，目标车辆所携带的储能元件容量达到容量阈值时，将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在地面储能电站中，能够实现能量的最大化利用效率，进一步提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率。

图4是本发明另一实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法的流程示意图。

参见图4，该方法包括：

s41：确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆。

s42：判断除目标车辆之外的车辆中所具有的能量是否达到能量阈值，若是，则执行s43，否则，执行s44。

s43：将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在目标车辆所携带的储能元件中。

s44：将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆。

在本发明的实施例中，也可以基于轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法建立能量回馈评价系统，例如，基于不同的线路参数(例如，坡度、曲线、车站间距)，车辆参数(例如，重量、运行阻力、启动阻力等)，运行参数(例如，运行间隔、出发时差、停车时间)，以及变电所参数(例如，空载电压、等效内阻、线路阻抗)等，轨道车辆环路运行过程中的能量利用率也可能不同。

因此，可以对轨道车辆环路运行过程中的能量利用率进行评价。

参见图5，图5为本发明实施例中能量回馈评价系统结构示意图，包括：牵引供电模型51，储能系统模型52、再生制动模型53、单列车节能优化模型54、多列车节能优化模型55。通过对轨道环路进行建模，以基于输入的线路参数、车辆参数、运行参数、变电所参数等参数，获取输入以得到不同参数下的能量利用率，并基于能量利用率建立相应的评价体系，对该能量回馈进行评价以确定如何配置参数才能得到更优的能量利用率。

通过对轨道车辆环路运行过程中的能量利用率进行评价，基于轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法建立能量回馈评价系统，能够丰富能量回馈方法的应用场景。

在本发明的实施例中，通过判断除目标车辆之外的车辆中所具有的能量是否达到能量阈值，在未达到能量阈值时，将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，而在达到能量阈值时，将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在目标车辆所携带的储能元件中，能够实现能量的最大化利用效率，进一步提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率。

图6是本发明一实施例提出的轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置的结构示意图。

参见图6，该装置600包括：确定模块601和回馈模块602，其中，

确定模块601，用于确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆。

回馈模块602，用于将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆。

可选地，回馈模块602具体用于：

判断当前行驶车辆中是否存在处于制动状态的车辆；

若存在，则将处于制动状态的车辆作为目标车辆，并采集目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆。

可选地，回馈模块602还用于：

判断在当前行驶车辆中，且在目标车辆制动的时间点上，在目标车辆之前或者之后是否存在处于启动状态的车辆；

若存在，则将目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至处于启动状态的车辆；

若不存在，则将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在目标车辆所携带的储能元件中。

可选地，回馈模块602进一步用于：

判断目标车辆所携带的储能元件容量是否达到容量阈值；

若未达到容量阈值，则将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在目标车辆所携带的储能元件中。

可选地，回馈模块602进一步用于：

若达到容量阈值，则将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在地面储能电站中。

可选地，回馈模块602进一步用于：

判断除目标车辆之外的车辆中所具有的能量是否达到能量阈值；

若达到能量阈值，则将目标车辆制动时所产生的制动能量，存储在目标车辆所携带的储能元件中。

需要说明的是，前述图1-图5实施例中对轨道车辆环路运行过程中能量回馈方法实施例的解释说明也适用于该实施例的轨道车辆环路运行过程中能量回馈装置600，其实现原理类似，此处不再赘述。

本实施例中，通过确定轨道环路上多个供电区间中，每个供电区间内的当前行驶车辆，将当前行驶车辆中的目标车辆制动时所产生的制动能量，通过供电轨道回馈至当前车辆中除目标车辆之外的车辆，能够有效提升轨道车辆环路运行过程中的能量利用率，节约供电消耗。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。