[发明专利]基于物联网的悬挂式磁悬浮列车控制方法

说明书

本发明提供一种基于物联网的悬挂式磁悬浮列车控制方法，该方法首先基于智能前端系统进行各种现场数据的采集与预处理，然后通过无线模块将现场数据上传至云端，通过功能强大的云数据库支撑来自控制单元、PC端以及移动终端的数据访问，以配合运行、组织、管理和服务。同时，利用云端的大数据功能，进行系统优化与价值挖掘，在移动终端通过APP等方式配合实施运行组织和个性化服务。控制单元通过对运行数据的融合与在线分析进行运行状态监控，若出现异常情况，及时采取相应的应急处理，确保系统的安全。

技术领域

本发明涉及物联网技术，以及磁悬浮轨道交通技术领域。

背景技术

汽车给人们出行带来便利的同时，也产生了一系列的负面影响比如交通阻塞、交通噪声、交通事故及环境污染，更加剧了原有的静态交通问题——停车问题。解决好这些问题，对维护城市交通系统的正常运作以及促进城市经济发展都有着重要意义。因此磁悬浮轨道列车因此而生，它在一定程度上解决了这种弊端。

近年来，物联网技术飞速发展，是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化时代的重要发展阶段，它利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用。

在这种背景下，本发明将物联网技术运用到悬挂式磁悬浮列车的控制架构中，以形成对现有控制方式的有效补充。又为磁悬浮轨道列车提供了新的研究方向，将物联网+磁悬浮列车的创新应用到实际中，使的系统更加稳定，为整套列车系统提供更加安全可靠的运行环境。

发明内容

为了实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案：

一种基于物联网的悬挂式磁悬浮列车控制方法，悬挂式磁悬浮列车包括轨道系统、悬挂系统、控制系统和轿厢系统，控制系统包括驱动系统、导向系统、悬浮控制系统，轨道系统通过立柱悬于空中，轿厢系统通过悬挂系统悬挂在轨道系统的垂直下方，驱动系统和导向系统协同作用，驱动轿厢系统在轨道系统中前进,其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)数据的采集与上传，通过传感器采集列车运行数据信息，并将数据信息通过无线传输实时上传至云平台的数据库；

(2)云平台将接收到的数据分成基本数据和复杂数据，如采集到的基本数据在设定的阈值范围之外，控制系统发出列车立即停止指令；如采集到的复杂数据在设定的阈值范围之外，云平台将复杂数据信息传递到中控平台，中控平台通过数据分析给出控制指令，具体方式如下：

建立牵引优化模型，牵引优化的能耗目标函数为

其中，t为时间，x为位移，v为速度，u为控制级位，

列车在运行过程中基本阻力的描述为：

w₀＝ρ_a+ρ_b·v+ρ_c·v²

其中，ρ_a表示基准阻力参数；ρ_b表示滚动阻力参数；ρ_c表示空气阻力参数,列车运动方程分析如下：

c_i＝f(v_i,u_i)-w₀(v_i)-b₀(v_i,u_i)-w_ij