[发明专利]基于控制图的有轨电车系统能耗分析方法

摘要

本发明公开了一种基于控制图的有轨电车系统能耗分析方法，首先分析了有轨电车系统能耗的组成部分，然后进行能耗收据的采集，再通过X‑Rs控制图分析判断所采集的能耗数据的异常情况，对于异常能耗数据通过分析其原因并剔除异常数据，直至X‑Rs控制图分析其数据正常，对于正常能耗数据进行灰关联分析。本发明提出了多种数据挖掘方法，通过控制图理论对有轨电车系统能耗数据的波动情况进行监测分析，可快速识别异常的能耗数据，通过灰关联算法对各能耗影响因素之间的相关性分析，将各能耗数据之间建立关系，能够实现对难以对数据进行深度分析，能耗异常数据识别，能耗影响因素分析以及未来能耗情况的预测，为有轨电车系统采取节能措施提供了参考。

主权项

1.一种基于控制图的有轨电车系统能耗分析方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将有轨电车系统的能耗分成车辆能耗、车站能耗、配供电区间能耗以及其他能耗四大部分，所述车辆能耗包括电车牵引能耗、电车空调能耗、电车信号设备能耗，所述车站能耗包括车站照明能耗、车站信号系统能耗、车站售票系统能耗，所述配供电区间能耗包括输电线路损耗、变压器损耗、无功/谐波损耗，所述其他能耗包括车场能耗、转撤机能耗、区间信号系统能耗；(2)采集步骤(1)中有轨电车系统的能耗数据，利用控制图法对其进行分析，选用的控制图为计量型数据控制图中的X‑Rs控制图；其中，X为单值控制图，使用的数据为采集的能耗数据；Rs为移动极差控制图，所使用的移动极差为相邻两能耗数据差值的绝对值，所述X和Rs控制图中均包含上控制限(UCL)、下控制限(LCL)和中心线(CL)，其中，X控制图的UCL、LCL和中心线CL由式(1)求得：式中，μ为能耗数据的均值，为移动极差的均值；Rs控制图的UCL、LCL和中心线CL由式(2)求得：由于能耗数据始终为非负数，因此在求解Rs控制图时，其下控制限应满足式(3)：式(2)、(3)中，为移动极差的均值，为移动极差的标准差；(3)通过分析能耗数据和能耗数据的移动极差值分别在X控制图与和Rs控制图中与中心线及上、下限的位置关系与波动特点，并结合控制图出现失控情况的判断规则定量判断所述能耗数据的波动是否处于正常水平，控制图出现失控情况的判断规则如下：规则1：控制图中有一点落在上控制限或下控制限以外；规则2：控制图中出现连续9个点处于上控制限与中心线区间或下控制限与中心线区间；规则3：控制图中连续6个点单调递增或单调递减；所判断的能耗数据若处于正常水平，利用灰关联法对能耗数据的各项影响因素关联度进行分析，为有轨电车节能提供参考和指导；若处于能耗数据处于异常水平，对数据出现异常的原因进行分析，指导采取相应的处理措施以剔除异常数据，然后再进行X‑Rs控制图分析进一步判断能耗数据的波动是否处于正常水平，依次循环，直至能耗数据的波动处于正常水平，再利用灰关联法对能耗数据的各项影响因素关联度进行分析。