[发明专利]基于大数据的车内压力波动阀门风机协同主动控制系统

权利要求书

1.一种基于大数据的车内压力波动阀门风机协同主动控制系统，其特征在于，所述主动控制系统的控制对象为线路实际运行过程中的高速列车车内压力，所述系统包括数据库模块、传感器模块、信号采集与处理模块、基于大数据的控制模块和模拟输出模块；其中：

所述数据库模块用于接收并存储沿线的隧道工况数据以及高速列车在通过所述隧道时的历史运行数据；

所述传感器模块用于实时探测所述高速列车的位置、车速以及车内外压力，生成对应的实时位置模拟信号、实时车速模拟信号以及实时车内外压力模拟信号并传输至所述信号采集与处理模块；

所述信号采集与处理模块分别与所述传感器模块、所述数据库模块以及所述基于大数据的控制模块连接，用于对所述实时位置模拟信号、所述实时车速模拟信号以及所述实时车内外压力模拟信号进行采样，获得途经隧道的隧道位置模拟信号、隧道车速模拟信号和隧道车内外压力模拟信号；将所述隧道位置模拟信号、所述隧道车速模拟信号和所述隧道车内外压力模拟信号转换成对应的隧道位置数字信号、隧道车速数字信号和隧道车内外压力数字信号并分别传输至所述数据库模块和所述基于大数据的控制模块；

所述基于大数据的控制模块分别与所述数据库模块和所述信号采集与处理模块连接，用于基于所述隧道位置数字信号和所述隧道车速数字信号，利用大数据的工况辨识算法从所述数据库模块中找出与所述隧道位置数字信号和所述隧道车速数字信号匹配的所述历史运行数据；利用所述历史运行数据和所述隧道车内外压力数字信号通过迭代控制算法计算出当前风机控制数字信号和当前阀门控制数字信号；

所述模拟输出模块与所述基于大数据的控制模块连接，用于将所述当前风机控制数字信号和所述当前阀门控制数字信号分别转化成高速列车空调系统的风机控制模拟信号和新风、废排阀门控制模拟信号并输出；

所述传感器模块包括测量电路和分别与所述测量电路连接的GPS模块、测速雷达、压力传感器；其中：

所述GPS模块用于实时探测所述高速列车的位置，生成所述实时位置模拟信号；

所述测速雷达用于实时探测所述高速列车的车速，生成所述实时车速模拟信号；

所述压力传感器用于实时探测所述高速列车的车内外压力，生成所述实时车内外压力模拟信号；

所述测量电路用于将所述实时位置模拟信号、所述实时车速模拟信号和所述实时车内外压力模拟信号传输至所述信号采集与处理模块；

所述工况辨识算法为：

提取所述数据库中的所述历史运行数据，找出与所述隧道位置数字信号匹配的隧道历史运行数据，并通过将所述隧道车速数字信号ν_n与隧道历史运行数据中的历史运行速度ν_h进行对比，计算得到价值系数w_α，提取出有价值的历史运行数据，公式如下：

其中λ_α为速度权值控制因子；

遍历隧道历史运行数据，获得所有有价值的历史运行数据，构成有价值历史运行数据集。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的车内压力波动阀门风机协同主动控制系统，其特征在于，所述隧道工况数据至少包括隧道名称、隧道长度和高速列车运行速度。

3.根据权利要求1所述的基于大数据的车内压力波动阀门风机协同主动控制系统，其特征在于，所述历史运行数据包括历史系统运行控制数据和历史系统运行状态数据。

4.根据权利要求3所述的基于大数据的车内压力波动阀门风机协同主动控制系统，其特征在于，所述历史系统运行控制数据包括阀门开度控制信号和风机转速控制信号；所述历史系统运行状态数据包括车外实际气压、车内实际气压、车内气压误差。