技术领域
[0001] 本
发明涉及智慧铁路运营控制的技术领域，特别涉及智慧铁路牵引变电所管控系统。
背景技术
[0002] 目前，铁路
导轨交通运输都已经实现电
气化，而铁路牵引变电所用于为导轨交通运输提供相应的电气驱动
力，为了保证铁路导轨交通运输的正常运行，需要通过铁路牵引变电所进行相应的监控操作。
现有技术，都是通过人工方式来对铁路牵引变电所进行监控，而采用人工方式进行监控不仅浪费大量人力物力，并且监控效率和准确度较低，其无法实现24小时的全面精确监控，这无法提高对铁路牵引变电所的自动、高效和持续监控，这严重地影响铁路导轨交通运输的电气安全性，其无法实现智慧铁路运营控制的目的。
发明内容
[0003] 针对现有技术存在的
缺陷，本发明提供智慧铁路牵引变电所管控系统，该智慧铁路牵引变电所管控系统是利用BIM建模的方式将智慧铁路牵引变电所管控系统中的不同设备运行参数和内部/外部环境参数在虚拟空间中完成相应的映射，以使得在虚拟空间中能够完整和全面地复现铁路牵引变电所的所有运维过程，该智慧铁路牵引变电所管控系统还将传感数据管理与多元
时空大数据分析相结合，来实现对铁路牵引变电所的多元分析、诊断和故障排查处理以及记录和分析相关的运行数据，从而为无人值守铁路牵引变电所的管控提供合适的解决方案并最终实现对铁路牵引变电所状态化运维管理的全自动控制。此外，该智慧铁路牵引变电所管控系统还通过数字孪生、
物联网数据采集、大
数据处理和
人工智能建模分析相结合的方式，实现对铁路牵引变电所的当前运行状态的评估、对历史运行问题的诊断以及对未来运行趋势的预测，从而有效地解决该铁路牵引变电所内部隐藏的运行问题和提高该铁路牵引变电所运行的
稳定性。
[0004] 本发明提供一种智慧铁路牵引变电所管控系统，其特征在于：
[0005] 所述智慧铁路牵引变电所管控系统包括BIM建模组件、若干不同类型传感组件、loT操作组件、Lora操作组件和管控组件；其中，
[0006] 所述BIM建模组件用于对铁路牵引变电所进行全方位定标建模处理；
[0007] 所述loT操作组件用于根据所述全方位定标建模处理的结果，对所述若干不同类型传感组件进行部署设置处理；
[0008] 所述Lora操作组件用于对经过所述部署设置处理的所述若干不同类型传感组件之间进行网络组建处理；
[0009] 所述管控组件用于根据来自所述若干不同类型传感组件的传感数据，对所述铁路牵引变电所进行适应性的管控处理；
[0010] 进一步，所述BIM建模组件包括标识点确定单元、三维坐标确定单元和模型复合单元；其中，
[0011] 所述标识点确定单元用于在所述铁路牵引变电所中确定若干结构点作为若干标识点；
[0012] 所述三维坐标确定单元用于确定所述若干标识点于所述铁路牵引变电所对应的三维空间中的三维坐标；
[0013] 所述模型复合单元用于通过预设点
云复合构建神经网络模型，对所述若干标识点对应的所述三维坐标进行计算处理，以得到关于所述铁路牵引变电所的结构模型；
[0014] 进一步，所述loT操作组件包括设备-
传感器匹配单元、设备-传感器联动单元和传感组件部署确定单元；其中，
[0015] 所述设备-传感器匹配单元用于根据所述铁路牵引变电所中的功能设备类型与所述若干传感组件的类型，进行关于功能设备与传感器组件之间的对应匹配处理；
[0016] 所述设备-传感器联动单元用于根据所述对应匹配处理的结果，将所述功能设备与其对应匹配的传感器组件进行关于loT平台的联动处理；
[0017] 所述传感组件部署确定单元用于对经过所述联动处理后的所述传感组件进行关于工作性能的检测确定处理；
[0018] 进一步，所述若干不同类型传感组件包括视频监控单元、视频巡检单元、
门禁监控单元、环境监控单元、火情监控单元、动力照明监控单元和接线端口监控单元中的至少一者；
[0019] 所述loT操作组件还包括电源
接口状态获取单元和供电触发单元；其中，[0020] 所述电源接口状态获取单元用于获取所述若干不同类型传感组件各自的电源接口状态信息；
[0021] 所述供电触发单元用于根据所述电源接口状态信息，对每一个传感组件进行适应性的供电触发操作，以实现每一个传感组件与供电电源之间的供电联动；
[0022] 进一步，所述视频监控单元包括若干视频摄像器、摄像
控制器和摄像数据
存储器；其中，
[0023] 所述若干视频摄像器用于获取关于所述铁路牵引变电所不同区域的单目视频和/或双目视频；
[0024] 所述摄像控制器用于调整所述若干视频摄像器中每一个对应的视频拍摄参数；
[0025] 所述摄像数据存储器用于存储所述若干视频摄像器获取的视频数据；
[0026] 或者，
[0027] 所述视频巡检单元包括巡检
机器人、巡检控制器和巡检数据存储器；其中，[0028] 所述巡检机器人用于对所述铁路牵引变电所不同区域进行巡检操作以及获取相应的巡检视频；
[0029] 所述巡检控制器用于调整所述巡检机器人的巡检操作参数和/或巡检视频拍摄参数；
[0030] 所述巡检数据存储器用于存储所述巡检机器人获取的巡检视频参数；
[0031] 进一步，所述门禁监控单元包括
窗户检测器、红外检测器、
读卡器和门禁控制器；其中，
[0032] 所述窗户检测器用于检测所述铁路牵引变电所中对应的窗户的
开关状态；
[0033] 所述红外检测器用于对所述铁路牵引变电所的室内环境进行红外线布防操作；
[0034] 所述读卡器用于获取所述铁路牵引变电所的人员准入数据；
[0035] 所述门禁控制器用于对所述窗户检测器、所述红外检测器和所述读卡器进行联动控制；
[0036] 或者，
[0037] 所述环境监控单元包括温湿度检测器、雨量检测器和
风速/风向检测器；其中，[0038] 所述温湿度检测器用于获取所述铁路牵引变电所内部环境和/或外部环境的
温度和/或湿度；
[0039] 所述雨量检测器用于获取所述铁路牵引变电所外部环境的雨量值；
[0040] 所述风速/风向检测器用于获取所述铁路牵引变电所外部环境风速值和/或风向；
[0041] 进一步，所述火情监控单元包括烟雾检测器和报警触发器；其中，[0042] 所述烟雾检测器用于获取所述铁路牵引变电所内部环境的烟雾浓度；
[0043] 所述报警触发器用于根据所述烟雾浓度进行适应性的报警操作；
[0044] 或者，
[0045] 所述动力照明监控单元包括
散热设备检测器、照明设备检测器和动力照明触发器；其中，
[0046] 所述散热设备检测器用于获取所述铁路牵引变电所关联的散热设备的工作状态；
[0047] 所述照明设备检测器用于获取所述铁路牵引变电所关联的照明设备的工作状态；
[0048] 所述动力照明触发器用于根据所述散热设备的工作状态和/或所述照明设备的工作状态，对所述散热设备和/或所述照明设备进行适应性的触发操作；
[0049] 进一步，所述接线端口监控单元包括电力端口检测器、通信端口检测器和端口切换器；其中，
[0050] 所述电力端口检测器用于获取所述铁路牵引变电所关联的电力端口的工作状态；
[0051] 所述通信端口检测器用于获取所述铁路牵引变电所关联的通信端口的工作状态；
[0052] 所述端口切换器用于根据所述电力端口的工作状态和/或所述通信端口的工作状态进行适应性工作端口切换操作；
[0053] 进一步，所述Lora操作组件包括若干Lora终端、若干Lora网关和服务端；其中，[0054] 所述若干Lora终端分别与所述铁路牵引变电所的不同类型传感组件连接；
[0055] 所述若干Lora网关分别与所述Lora终端连接；
[0056] 所述若干Lora网关均与所述服务端连接；
[0057] 进一步，所述管控组件包括图像同步显示器和管控任务分配器；其中，[0058] 所述图像同步显示器用于根据所述全方位定标建模处理的结果，对所述铁路牵引变电所的检测结果进行同步视像显示；
[0059] 所述管控任务分配器用于根据对所述铁路牵引变电所的检测结果，进行适应性的安全排查任务分配。
[0060] 进一步，所述管控组件用于根据来自所述若干不同类型传感组件的传感数据，对所述铁路牵引变电所进行适应性的管控处理时，还包括如下步骤：
[0061] 步骤A1、获取所述铁路牵引变电所的
电流类型，所述电流类型包括交流电、直流电；
[0063]
[0064]
[0065] 其中，Rz为直流电流的电阻系数，BRz为预设标
准直流电流电阻系数， 为预设温度系数，T为当前
环境温度，Rj为交流电流的电阻系数，H为交流电的交变
频率；
[0066] 步骤A3、获取述所述铁路牵引变电所的基本信息以及所述铁路牵引变电所的
导线信息，从而计算所述铁路牵引变电所的第一调节值和第二调节值；
[0067]
[0068]
[0069] 其中，R1为所述第一调节值，C为所述导线的直径长度，cf为预设标准直径，Vf为外界风速，Vc为预设标准风速，κ为所述导线的导热系数，R2为第二调节值；
[0070] 步骤A4、确定所述铁路牵引变电所的调控电流；
[0071]
[0072] 其中，I为调控电流，E为所述铁路牵引变电所的工作
电压，Sd为环境空气湿度，Cl为所述铁路牵引变电所的电线的直径，find Rz,Rj为选择函数，当所述电流类型为直流电时选择Rz，当所述电流类型为交流电时选择Rj。
[0073] A5、对所述铁路牵引变电所进行适应性的管控处理，将所述铁路牵引变电所的电流控制为调控电流I。
[0074] 相比于现有技术，该智慧铁路牵引变电所管控系统是利用BIM建模的方式将智慧铁路牵引变电所管控系统中的不同设备运行参数和内部/外部环境参数在虚拟空间中完成相应的映射，以使得在虚拟空间中能够完整和全面地复现铁路牵引变电所的所有运维过程，该智慧铁路牵引变电所管控系统还将传感数据管理与多元时空大数据分析相结合，来实现对铁路牵引变电所的多元分析、诊断和故障排查处理以及记录和分析相关的运行数据，从而为无人值守铁路牵引变电所的管控提供合适的解决方案并最终实现对铁路牵引变电所状态化运维管理的全自动控制。此外，该智慧铁路牵引变电所管控系统还通过数字孪生、物联网数据采集、大数据处理和人工智能建模分析相结合的方式，实现对铁路牵引变电所的当前运行状态的评估、对历史运行问题的诊断以及对未来运行趋势的预测，从而有效地解决该铁路牵引变电所内部隐藏的运行问题和提高该铁路牵引变电所运行的稳定性。
[0075] 本发明的其它特征和优点将在随后的
说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、
权利要求书、以及
附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0076] 下面通过附图和
实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0077] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0078] 图1为本发明提供的一种智慧铁路牵引变电所管控系统的结构示意图。
具体实施方式
[0079] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0080] 参阅图1，为本发明实施例提供的一种智慧铁路牵引变电所管控系统的结构示意图。该智慧铁路牵引变电所管控系统包括BIM建模组件、若干不同类型传感组件、loT操作组件、Lora操作组件和管控组件；其中，
[0081] 该BIM建模组件用于对铁路牵引变电所进行全方位定标建模处理；
[0082] 该loT操作组件用于根据该全方位定标建模处理的结果，对该若干不同类型传感组件进行部署设置处理；
[0083] 该Lora操作组件用于对经过该部署设置处理的该若干不同类型传感组件之间进行网络组建处理；
[0084] 该管控组件用于根据来自该若干不同类型传感组件的传感数据，对该铁路牵引变电所进行适应性的管控处理。
[0085] 优选地，该BIM建模组件包括标识点确定单元、三维坐标确定单元和模型复合单元；
[0086] 优选地，该标识点确定单元用于在该铁路牵引变电所中确定若干结构点作为若干标识点；
[0087] 优选地，该三维坐标确定单元用于确定该若干标识点于该铁路牵引变电所对应的三维空间中的三维坐标；
[0088] 优选地，该模型复合单元用于通过预设点云复合构建神经网络模型，对该若干标识点对应的该三维坐标进行计算处理，以得到关于该铁路牵引变电所的结构模型；
[0089] 优选地，该loT操作组件包括设备-传感器匹配单元、设备-传感器联动单元和传感组件部署确定单元；
[0090] 优选地，该设备-传感器匹配单元用于根据该铁路牵引变电所中的功能设备类型与该若干传感组件的类型，进行关于功能设备与传感器组件之间的对应匹配处理；
[0091] 优选地，该设备-传感器联动单元用于根据该对应匹配处理的结果，将该功能设备与其对应匹配的传感器组件进行关于loT平台的联动处理；
[0092] 优选地，该传感组件部署确定单元用于对经过该联动处理后的该传感组件进行关于工作性能的检测确定处理；
[0093] 优选地，该若干不同类型传感组件包括视频监控单元、视频巡检单元、门禁监控单元、环境监控单元、火情监控单元、动力照明监控单元和接线端口监控单元中的至少一者；
[0094] 优选地，该loT操作组件还包括电源接口状态获取单元和供电触发单元；
[0095] 优选地，该电源接口状态获取单元用于获取该若干不同类型传感组件各自的电源接口状态信息；
[0096] 优选地，该供电触发单元用于根据该电源接口状态信息，对每一个传感组件进行适应性的供电触发操作，以实现每一个传感组件与供电电源之间的供电联动；
[0097] 优选地，该视频监控单元包括若干视频摄像器、摄像控制器和摄像数据存储器；
[0098] 优选地，该若干视频摄像器用于获取关于该铁路牵引变电所不同区域的单目视频和/或双目视频；
[0099] 优选地，该摄像控制器用于调整该若干视频摄像器中每一个对应的视频拍摄参数；
[0100] 优选地，该摄像数据存储器用于存储该若干视频摄像器获取的视频数据；
[0101] 优选地，该视频巡检单元包括巡检机器人、巡检控制器和巡检数据存储器；
[0102] 优选地，该巡检机器人用于对该铁路牵引变电所不同区域进行巡检操作以及获取相应的巡检视频；
[0103] 优选地，该巡检控制器用于调整该巡检机器人的巡检操作参数和/或巡检视频拍摄参数；
[0104] 优选地，该巡检数据存储器用于存储该巡检机器人获取的巡检视频参数；
[0105] 优选地，该门禁监控单元包括窗户检测器、红外检测器、读卡器和门禁控制器；
[0106] 优选地，该窗户检测器用于检测该铁路牵引变电所中对应的窗户的开关状态；
[0107] 优选地，该红外检测器用于对该铁路牵引变电所的室内环境进行红外线布防操作；
[0108] 优选地，该读卡器用于获取该铁路牵引变电所的人员准入数据；
[0109] 优选地，该门禁控制器用于对该窗户检测器、该红外检测器和该读卡器进行联动控制；
[0110] 优选地，该环境监控单元包括温湿度检测器、雨量检测器和风速/风向检测器；
[0111] 优选地，该温湿度检测器用于获取该铁路牵引变电所内部环境和/或外部环境的温度和/或湿度；
[0112] 优选地，该雨量检测器用于获取该铁路牵引变电所外部环境的雨量值；
[0113] 优选地，该风速/风向检测器用于获取该铁路牵引变电所外部环境风速值和/或风向；
[0114] 优选地，该火情监控单元包括烟雾检测器和报警触发器；
[0115] 优选地，该烟雾检测器用于获取该铁路牵引变电所内部环境的烟雾浓度；
[0116] 优选地，该报警触发器用于根据该烟雾浓度进行适应性的报警操作；
[0117] 优选地，该动力照明监控单元包括散热设备检测器、照明设备检测器和动力照明触发器；
[0118] 优选地，该散热设备检测器用于获取该铁路牵引变电所关联的散热设备的工作状态；
[0119] 优选地，该照明设备检测器用于获取该铁路牵引变电所关联的照明设备的工作状态；
[0120] 优选地，该动力照明触发器用于根据该散热设备的工作状态和/或该照明设备的工作状态，对该散热设备和/或该照明设备进行适应性的触发操作；
[0121] 优选地，该接线端口监控单元包括电力端口检测器、通信端口检测器和端口切换器；
[0122] 优选地，该电力端口检测器用于获取该铁路牵引变电所关联的电力端口的工作状态；
[0123] 优选地，该通信端口检测器用于获取该铁路牵引变电所关联的通信端口的工作状态；
[0124] 优选地，该端口切换器用于根据该电力端口的工作状态和/或该通信端口的工作状态进行适应性工作端口切换操作；
[0125] 优选地，该Lora操作组件包括若干Lora终端、若干Lora网关和服务端；
[0126] 优选地，该若干Lora终端分别与该铁路牵引变电所的不同类型传感组件连接；该若干Lora网关分别与该Lora终端连接；该若干Lora网关均与该服务端连接；
[0127] 优选地，该管控组件包括图像同步显示器和管控任务分配器；
[0128] 优选地，该图像同步显示器用于根据该全方位定标建模处理的结果，对该铁路牵引变电所的检测结果进行同步视像显示；
[0129] 优选地，该管控任务分配器用于根据对该铁路牵引变电所的检测结果，进行适应性的安全排查任务分配。
[0130] 从上述实施例的内容可知，该智慧铁路牵引变电所管控系统是利用BIM建模的方式将智慧铁路牵引变电所管控系统中的不同设备运行参数和内部/外部环境参数在虚拟空间中完成相应的映射，以使得在虚拟空间中能够完整和全面地复现铁路牵引变电所的所有运维过程，该智慧铁路牵引变电所管控系统还将传感数据管理与多元时空大数据分析相结合，来实现对铁路牵引变电所的多元分析、诊断和故障排查处理以及记录和分析相关的运行数据，从而为无人值守铁路牵引变电所的管控提供合适的解决方案并最终实现对铁路牵引变电所状态化运维管理的全自动控制。此外，该智慧铁路牵引变电所管控系统还通过数字孪生、物联网数据采集、大数据处理和人工智能建模分析相结合的方式，实现对铁路牵引变电所的当前运行状态的评估、对历史运行问题的诊断以及对未来运行趋势的预测，从而有效地解决该铁路牵引变电所内部隐藏的运行问题和提高该铁路牵引变电所运行的稳定性。
[0131] 优选地，所述管控组件用于根据来自所述若干不同类型传感组件的传感数据，对所述铁路牵引变电所进行适应性的管控处理时，还包括如下步骤：
[0132] 步骤A1、获取所述铁路牵引变电所的电流类型，所述电流类型包括交流电、直流电；
[0133] 步骤A2、确定所述电流的电阻系数；
[0134]
[0135]
[0136] 其中，Rz为直流电流的电阻系数，BRz为预设标准直流电流电阻系数， 为预设温度系数，T为当前环境温度，Rj为交流电流的电阻系数，H为交流电的交变频率；
[0137] 所述预设标准直流电流电阻系数即为温度为20°时，所述铁路牵引变电所的导线所对应的直流电流电阻系数，当所述导线为CTMH导线时，预设温度系数 预设值为1850，否则预设为4180；
[0138] 步骤A3、获取述所述铁路牵引变电所的基本信息以及所述铁路牵引变电所的导线信息，从而计算所述铁路牵引变电所的第一调节值和第二调节值；
[0139]
[0140]
[0141] 其中，R1为所述第一调节值，C为所述导线的直径长度，cf为预设标准直径，Vf为外界风速，Vc为预设标准风速，κ为所述导线的导热系数，R2为第二调节值；
[0142] 其中所述铁路牵引变电所的基本信息包括变电所的工作信息，例如工作电压，电流类型、铁路牵引变电所的电线的直径，还包括所述铁路牵引变电所的环境信息，例如外界风速、环境空气湿度；
[0143] 所述导线信息包括导线的直径长度、导线的导热系数。
[0144] cf预设为10毫米、Vc预设为4m/s。
[0145] 步骤A4、确定所述铁路牵引变电所的调控电流；
[0146]
[0147] 其中，I为调控电流，E为所述铁路牵引变电所的工作电压，Sd为环境空气湿度，Cl为所述铁路牵引变电所的电线的直径，find Rz,Rj为选择函数，当所述电流类型为直流电时选择Rz，当所述电流类型为交流电时选择Rj。
[0148] A5、对所述铁路牵引变电所进行适应性的管控处理，将所述铁路牵引变电所的电流控制为调控电流I。
[0149] 有益效果：利用上述技术可以对所述铁路牵引变电所进行适应性的管控处理，使得所述铁路牵引变电所的电流能够更好的适应环境，从而能够对所述铁路牵引变电所进行智能的监控操作，从而提高铁路导轨交通运输的电气安全性，实现智慧铁路运营控制的目的；
[0150] 且利用上述技术，在对所述铁路牵引变电所进行适应性的管控处理时，还能够根据电流类型的不同，而做出相应的适应性
修改，使得能够匹配交流电和直流电两种不同电流类型情况下的智能监控操作。
[0151] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
