城轨电车的多维度行驶工况构建

作     者：张浩然 刘玉涛 闫晓夏 高明显 冷全超 高锋阳 ZHANG Haoran;LIU Yutao;YAN Xiaoxia;GAO Mingxian;LENG Quanchao;GAO Fengyang

作者机构：铁科院(深圳)研究设计院有限公司深圳518057 兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 

出 版 物：《电气工程学报》 (Journal of Electrical Engineering)

年 卷 期：2024年第19卷第2期

页      面：353-363页

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：中国铁道科学研究院集团有限公司科研开发基金资助项目(2022YJ295) 

主　　题：城轨电车 工况构建 多维马尔科夫链 状态转移概率矩阵 

摘      要：为准确反映城轨电车的瞬时行驶特征,提出一种基于多维度状态空间的工况构建方法。首先,参考电动汽车领域的标准测试规程以及结合城轨电车的短行程行驶特征组建样本数据库,提取出特征参数中反映行驶特征累计贡献率最高的参数以进行降维,并按照得分矩阵的参数风格划分短行程类型;其次,以贡献率最高的三个样本参数作为输入,构建电车运行状态多维度状态转移概率矩阵,采用累积泊松分布函数与蒙特卡洛采样相结合的方法生成随机数确定下一时刻状态,以获取实时工况;最后,对不同维度下构建的工况进行对比分析。结果表明,三维状态空间下构建的各特征参数相对样本平均值的偏差和运行速度瞬态误差最低;速度和需求功率历程对运行场景的时空相关性和鲁棒性最强;电车续驶里程相较于传统一维和改进二维方法分别提升了93.5%和23.9%;验证了提升马尔科夫链维度对推演城轨电车实际工况的有效性和优越性。