技術(shù)特征：

1.一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)，包括車載能耗控制單元、數(shù)據(jù)管理單元、地面能耗控制單元，其特征在于：所述車載能耗控制單元連接數(shù)據(jù)管理單元，且所述數(shù)據(jù)管理單元連接地面能耗控制單元；

所述車載能耗控制單元包括車載PLC控制模塊以及與所述車載PLC控制模塊連接的、雙能量存儲(chǔ)模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊、車載能耗計(jì)算模塊、進(jìn)出站RFID模塊、基礎(chǔ)顯示模塊和供電模塊；

地面能耗控制單元包括地面PLC控制模塊、照明能耗模塊、電梯能耗模塊、空調(diào)通風(fēng)能耗模塊和其它能耗模塊；

數(shù)據(jù)管理單元包括數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)調(diào)度模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述電壓采集模塊通過電壓傳感器模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊把采集到的電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囕dPLC控制模塊；所述電流采集模塊通過電流傳感器模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊把采集到的電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囕dPLC控制模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述車載能耗控制單元通過安裝在不同位置的傳感器采集電壓和電流數(shù)據(jù)，進(jìn)行能耗的分析和計(jì)算，其計(jì)算公式為：

W＝∫UIdt/3.6×10⁵

式中，W為能耗量(kWh)，U為電壓(V)，I為電壓(A)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述供電模塊連接車載PLC控制模塊和其他模塊，為其提供需要的各種電源；

所述基礎(chǔ)顯示模塊進(jìn)行列車基本數(shù)據(jù)、速度-位移曲線、能耗曲線、速度功率曲線、列車運(yùn)行曲線以及其他輔助駕駛系統(tǒng)的顯示；

所述雙能量存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)車載電機(jī)的供電和再生制動(dòng)能量的回收及利用，可以實(shí)現(xiàn)再生能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換；通過利用超級電容器吸收線路上瞬時(shí)變化的大電流沖擊，保護(hù)鋰電池組；利用鋰電池?cái)U(kuò)充儲(chǔ)能系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量，彌補(bǔ)超級電容器能量密度小的缺點(diǎn)，提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命與動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能的同時(shí)降低投資成本，提高儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性；

所述車載能耗計(jì)量模塊通過利用安裝在不同位置的傳感器采集電壓和電流數(shù)據(jù)來計(jì)算整車能耗、照明能耗、空調(diào)通風(fēng)能耗、再生制動(dòng)能耗、反饋部分能耗以及其他部分能耗；

所述進(jìn)出站RFID模塊通過設(shè)置在站臺進(jìn)出位置的標(biāo)簽來確定車輛的進(jìn)出庫狀態(tài)以及判別列車停車位置的精確度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述車載能耗測量系統(tǒng)包括傳感器模塊、平波電抗器、濾波電路、VVVF電路、車載照明電路、車載空調(diào)通風(fēng)電路、車載其它電路、雙能量模塊和電機(jī)；所述雙能量模塊包括再生制動(dòng)電路、鋰電池、超級電容、DC/DC變換器、DC/AC逆變器和控制器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感器模塊由傳感器電路1、傳感器電路2、傳感器電路3、傳感器電路4、傳感器電路5、傳感器電路6、傳感器電路7電路組成，通過A/D轉(zhuǎn)換器把電壓傳感器和電流傳感器采集到的電壓和電流信號傳輸車載PLC控制模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)，其特征在于：車載能耗計(jì)算方法為：

W₁＝∫U₁I₁dt

W₁＝W₂+W_ot＝W₃+W₅-W₄+W_ot＝W₃+W₅-(W₆+W₇)+W_ot

＝∫U₃I₃dt+∫U₅I₅dt-(∫U₆I₆dt+∫U₇I₇dt)+W_ot

∫U₁I₁dt＝∫U₃I₃dt+∫U₅I₅dt-(∫U₆I₆dt+∫U₇I₇dt)+W_ot

W₂＝W₃++W₅-W₄

W₄＝W_fk+W_nh

W_fk＝W₆+W₇

式中，W₁為車載總能耗，W₂為列車主要能耗；W₃為牽引電機(jī)的能耗；W₄為再生制動(dòng)能耗，W₅為車載照明、空調(diào)通風(fēng)以及其他能耗，W_ot為車載系統(tǒng)的附屬能耗，W_fk為反饋能耗，W₆為反饋到電機(jī)上的能耗，W₇為反饋到車載電路部分的能耗，W_nh為內(nèi)雙能量模塊電路的能耗。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)管理單元實(shí)現(xiàn)車載數(shù)據(jù)和地面數(shù)據(jù)的互聯(lián)和各個(gè)部分的通訊，把車載能耗控制單元和地面能耗控制單元連通起來，數(shù)據(jù)通訊模塊通過GPRS、TCP/IP、MVB、RS232/RS485、Profibus、Profinet中的一種進(jìn)行數(shù)據(jù)的通訊和傳輸；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用來進(jìn)行車載和地面數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云平臺或者云空間；數(shù)據(jù)調(diào)度模塊實(shí)現(xiàn)車載和地面數(shù)據(jù)的調(diào)度，發(fā)送到城軌列車調(diào)度中心顯示模塊用來顯示速度-距離曲線、能耗曲線、速度-位移曲線；數(shù)據(jù)處理模塊用來處理存儲(chǔ)的各種數(shù)據(jù)和一些不利的或者故障數(shù)據(jù)，生成各種數(shù)據(jù)的報(bào)表，同時(shí)還具有主動(dòng)容錯(cuò)控制功能；

所述地面能耗單元利用電能表進(jìn)行計(jì)算和分析能耗，地面能耗數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)管理單元存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)中心，其中空調(diào)根據(jù)天氣及現(xiàn)場溫度自動(dòng)調(diào)整，保證現(xiàn)場溫度的適宜及人群的舒適性；電梯根據(jù)客流進(jìn)行調(diào)整運(yùn)行，適當(dāng)時(shí)間控制使用電梯進(jìn)行分流，車站照明設(shè)備采用智能化照明系統(tǒng)，根據(jù)人數(shù)以及聲光控的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制燈管亮度和開關(guān)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述地面能耗測量系統(tǒng)利用電度表進(jìn)行測量的，通過設(shè)置在主電路的總電能表進(jìn)行地面能耗的總體測量，在主配電柜安裝各個(gè)電路的電能表分別測量照明能耗、電梯能耗、空調(diào)通風(fēng)能耗和其它能耗，能耗測量示意圖和計(jì)算公式如下：

W_d＝W_kf+W_zm+W_dt+W_qt

式中，W_d為地面能耗總和，W_zm為地面照明能耗；W_kf為地面空調(diào)通風(fēng)能耗，W_dt為電梯能耗，W_qt為地面其它能耗。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的一種城市軌道交通能耗測量控制系統(tǒng)的評價(jià)方法，其特征在于：

對系統(tǒng)能耗體系進(jìn)行評價(jià)：

(1)客運(yùn)周轉(zhuǎn)量能耗指標(biāo)：

$K_1=\frac{W}{n\×S}=\frac{W_1+W_d}{n\×S}$

式中，K₁—人均公里電耗(kWh/公里)，W—總耗電量(kWh)，n—客流量，S—運(yùn)營里程(km)，n×S為客運(yùn)周轉(zhuǎn)量，是軌道交通線路運(yùn)送的乘客人次與其相應(yīng)的運(yùn)送距離乘積；

(2)基于運(yùn)營里程的牽引能耗指標(biāo)：

$K_2=\frac{W_2}{S}$

該指標(biāo)反映了時(shí)間、車輛類別及線路節(jié)能坡采用的因素，不同的運(yùn)營期能耗表現(xiàn)明顯不同，采用節(jié)能坡的線路對節(jié)省能耗有幫助，車型不同則能耗不同，該指標(biāo)則能體現(xiàn)不同車型能耗的比較；

(3)基于運(yùn)營里程的動(dòng)力能耗指標(biāo)：

$K_3=\frac{W_1}{S}$

式中：為基于運(yùn)營里程的動(dòng)力能耗，為總動(dòng)力耗電量，為車輛運(yùn)營總里程，該指標(biāo)反映整條線路動(dòng)力用電的利用程度，動(dòng)力用電也是為了整條線路的運(yùn)營服務(wù)的，因此從運(yùn)營里程的角度考慮，也體現(xiàn)動(dòng)力耗電的特點(diǎn)；

(4)再生制動(dòng)利用比率：

再生制動(dòng)能耗利用率：

其中，再生制動(dòng)能量比率反映了列車再生能量的利用在列車運(yùn)營過程中的所占比例，結(jié)合再生制動(dòng)能耗利用率，很好地體現(xiàn)再生能量的利用效果；再生制動(dòng)能耗利用率反映再生制動(dòng)能量的利用情況，利用率越高說明系統(tǒng)性能越好；

(5)精確停車評價(jià)指標(biāo)為：K_s＝|S_r-S_i|

式中，S_r為實(shí)測的停車距離，S_i為理想停車距離，該指標(biāo)反映列車停車精度，用于保證乘客安全和列車運(yùn)行安全，指標(biāo)越小越好；

(6)運(yùn)行舒適度評價(jià)指標(biāo)為：

式中，v為運(yùn)行速度，S為運(yùn)行距離，通過列車的加速度變化率，衡量列車舒適度，加速度變化率越大，舒適度越差，該指標(biāo)越小，表明乘坐舒適度越佳；

運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)率的評價(jià)指標(biāo)為：

式中，t_p為計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間，t_r為實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，該指標(biāo)反映了列車運(yùn)行的準(zhǔn)時(shí)性，保證列車在調(diào)度時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)時(shí)到達(dá)各個(gè)站點(diǎn)并準(zhǔn)時(shí)發(fā)車，該指標(biāo)越小，說明準(zhǔn)點(diǎn)率越高。