数字孪生奴尔水利枢纽工程建设构想

为提高奴尔水利枢纽工程安全高效稳定运行水平,针对工程运行过程中面临的工程地质灾害风险预报、预警、预演、预案能力不足,以及统筹考虑工程供水、发电、防洪、生态、冲沙等调度需求的多目标优化调度能力不足等问题,对标数字孪生流域和数字孪生工程建设要求,围绕工程调度运行业务需求,提出数字孪生奴尔水利枢纽工程建设总体框架和主要建设内容,分析监测感知网、工程L3级数据底板和专用模型库的建设要点,梳理包括工程安全监测预警、水库综合调度等功能的“四预”业务应用建设内容,提出与数字孪生塔里木河流域协同应用的思路,可为数字孪生塔里木河流域和流域内重大水利工程数字孪生建设提供参考和借鉴。

提高货运机车机班使用效率探析

铁路货运机车机班是货物列车牵引动力的来源,在不增加投入的情况下,通过提高其使用效率是提高产出、增加收益的有效方法。在分析铁路货运发展形势,以及日常运输组织中机车机班供应及使用中存在问题的基础上,从供应足够且良好的机车机班和提高机车机班使用效率两方面入手,借鉴日常运输组织中采取的有效措施,提出根据运输需要采取跨局入助和跨段入助进行机车机班调整、通过控制机车检修和备用率提高机车有效供给、减少机车乘务员辅助作业时间、提高日(班)机车工作计划编制水平、组织均衡运输、强化调度集中统一指挥,以及提升信息化建设等方法措施。

浩吉铁路集疏运能力适配性分析及对策研究

浩吉铁路集疏运能力发展滞后限制了其进一步增运上量,无法适应“两湖一江”地区的煤运需求。为尽快释放浩吉铁路优质运能,适应新形势下我国煤炭产运销格局变化,研究完善浩吉铁路集疏运体系建设具有重要意义。通过分析浩吉铁路集疏运现状和未来货运增量来源,剖析集疏运系统建设存在问题,明确发展症结所在,并在此基础上,提出集疏运能力与货运增量协同发展、优化项目建设时序、建立协调平台、深化运价研究等提高市场竞争力的对策建议,为浩吉铁路加快推进集疏运项目建设、缓解能力紧张、实现货运增量目标提供参考。

基于Gabor变换的电网调度自动化设备运行状态监控技术

提出基于Gabor变换的电网调度自动化设备运行状态监控技术。该方法从电网调度自动化设备的大规模数据库技术和自动化电网调度技术入手,分别采集2项技术在电网调度自动化设备运行中存储和调度的状态信息,并将状态信息与Gabor变换结合,消除状态信息携带的干扰噪声,通过将优化后的状态信息输入以模糊神经网络与电网调度自动化设备健康评估体系为基础建立的设备运行状态监控模型中,实现电网调度自动化设备运行状态监控。实验结果表明,所提方法能够迅速监控电网调度自动化设备运行故障状态,监控功率与实际功率一致,监控精确度高。

数字孪生在铁路货运生产组织中的应用研究

铁路调度日(班)计划与货运作业是铁路运输生产经营中两个关键组成部分,它们之间存在着密切的关系。为推动铁路货运高质量发展,从调度日(班)计划与货运作业的关系出发,提出一种基于数字孪生的铁路货运装卸车作业流程仿真方案,充分利用计划、货运作业等相关数据,构建相应的铁路货运装卸车作业流程模型,通过仿真工具进行仿真,生成货运作业数字孪生结果,并利用机器学习优化模型,提高货运作业仿真预测结果的准确性。该仿真方案可应用于顺向推演模拟、阶段作业研判和逆向推演研判等场景,经试验验证,提出的方案和应用场景能够有效提高生产组织效率。

货运铁路会让列车调度指挥与运行控制协同优化研究

针对既有货运铁路调度集中系统和列车运行控制系统分立设置,列车会让质量高度依赖调度员和司机的经验水平,突发事件响应慢等问题,构建货运铁路协同优化仿真系统,实现列车会让过程中调度指挥与运行控制的有机统一。首先依据货运铁路列车会让过程,增加通过列车和对向列车的位置、速度,以及列车牵引制动特性、线路条件等约束,构建列车协同会让优化模型;然后采用双深度Q网络(DDQN)进行模型求解,在计算列车速度曲线和选择列车工况序列时,考虑对向列车速度和距会让点的距离,协同优化通过、会让列车的运行过程。最后以某地方铁路实际线路、列车数据为例,验证模型和算法的可行性和适应性。试验结果表明,该系统可辅助调度人员实时掌握列车运行状态,有效调整列车运行速度,提高列车会让运输效率。

基于InfluxDB的自动驾驶智慧货运平台的构建及应用

随着物联网、大数据技术的发展,利用物联网系统有助于执行自动化任务,实现对远程实时监控及车辆运输过程可视化,从而加快复杂场景中的决策。文中研究搭建了一套基于InfluxDB时间序列数据库,用于在自动驾驶智慧货运平台的真实场景中进行监控和分析。选择InfluxDB数据库,克服使用传统关系型数据库的实时性弱点,也便于公共和私人利益相关者之间应用可访问性和互操作性。通过InfluxDB技术对黑龙江阿穆尔河大桥进行数字化仿真模拟,检测车辆位置信息和运输状态,实现车辆运输过程可视化。自动驾驶智慧货运展示大屏能够实现车端数据的可视化展示,展示车载摄像头拍摄画面,实现远程监控,旨在对自动驾驶车辆行驶状态进行实时监测,并掌握货运运营情况。

基于源抑制的转运中心货运量控制机制

针对转运中心在物流高峰时期面临的爆仓风险,提出了一种基于源抑制的货运量控制机制。该机制将基于网络流量控制相关的源抑制技术改进并应用于物流运输仓储环节,在仓储控制模型的应用层动态监视整个转运中心群,当某个转运中心的剩余容量大于设定的阈值时,不执行货运量的控制,当剩余容量小于阈值时,自动对以该转运中心为输入对象的输入量头部企业进行源抑制。仿真实验结果表明,基于源抑制的货运量控制机制能够有效控制转运中心群的货运流量,降低爆仓的可能性,同时降低了受限制企业承受的额外成本。

基于大数据与机车画像的货运铁路调度运行风险预警方法研究

风险预警能够保证货运铁路调度运行的安全性,为了提高风险预警的性能,提出了基于大数据与机车画像的货运铁路调度运行风险预警方法。首先,利用货运机车标签与机车画像的关系,获取货运铁路调度运行的风险数据标签,结合大数据技术挖掘货运铁路调度运行风险数据,通过计算每类风险数据的聚类中心,聚类处理铁路调度运行的风险。其次,利用大数据技术去除风险数据的冗余特征,挖掘货运铁路调度运行风险的特征,结合归一化处理,检测货运铁路调度运行风险。最后,利用泊松分布定义了铁路调度运行风险的概率函数,基于运行风险的统计情况,构建货运铁路调度运行风险预警模型。试验结果表明,所提出的方法能够将货运铁路调度运行风险预警的虚报率和误报率控制在5%和8%以内,低于对比方法,风险预警效果较好。

水电站监控系统Oracle数据库异常问题分析及处理

Oracle数据库发生了异常及故障,如集控中心报表数据突然不能正常显示,表格内容显示为空白,没有任何字符,同等级的其他工作站如操作员站显示都正常。文章通过案例,分析了出现类似问题的原因,介绍了排查问题过程以及处理该类问题的方法。可为其他水电站、水电集控站等在Oracle数据库使用过程中遇到类似问题时提供一些处理问题的思路及借鉴方法,以达到快速处理、及时恢复监控数据的目的,确保水电站、水电集控站等数据准确可靠,监控系统安全稳定运行。

铁路承认车最优分配模型与算法研究

首先介绍承认车计划审批问题,并在分析各种优化目标和限制条件的基础上,提出自动审批承认车的数学模型,说明问题属于NP完备问题,在目前条件下仅能采用启发式算法。同时由于实例规模过大,一般启发式算法所耗费的时间仍然难以接受,因此结合实例的特性给出了一种特定启发式算法。铁路现场实际使用表明,此算法对实例能够在5 min内得到满意解,所得解的各项指标均符合日常装车方案要求,具有鲜明的实用特点,有效解决了铁路局货运营销中,如何审批承认车可带来最大收益问题。

电网调控集群分布式实时数据库的设计与关键技术

为解决电网调度控制系统大规模实时数据的处理性能问题,设计了一种集群分布式实时数据库,通过分布式技术实现海量数据存储,并使用集群技术实现数据的统一访问和管理。对集群分布式实时库架构及所使用的分布式存储技术、分布式数据定位技术和分布式访问技术进行了讨论,解决了调度控制系统实时数据的灵活分片、分布式存储和快速定位问题。最后通过测试和现场运行验证了集群分布式实时数据库能在确保系统高可靠性的条件下,实现实时数据的高性能访问。

遵循IEC61970标准的实时数据库管理系统

实时数据库管理系统是调度自动化系统支撑平台乃至整个系统的核心内容 ,实时数据库遵循 IEC 6 1 970 CIM/CIS标准 ,是新一代系统标准化和组件化的关键。文中从数据库定义、数据库实体和数据库访问等 3个方面讨论了遵循 IEC6 1 970标准的实时数据库管理系统的设计和实现。为了满足 CIM/CIS的要求并兼容原有应用 ,数据库定义以 CIM(公用信息模型 )为基础 ,能转换成层次型和关系型数据模式 ;数据库实体采用磁盘文件映射的内存管理机制 ,以改进 ORB方式进行网络分布 ;数据库访问采用同一实体提供面向对象、层次和关系等 3类访问接口的三位一体方式。这种数据库管理系统在传统实时数据库的基础上 ,克服了为遵循 IEC6 1 970标准的改造的困难 ,可用于新一代调度自动化系统。

时间序列数据库在地区电网调控一体化系统中的应用

本文在分析地区电网调控一体化系统特点的基础上,提出了在系统中引入时间序列数据库的设计方案,将Oracle数据库与国产时间序列数据库结合使用,解决了关系型数据库在系统使用中存储和访问效率等方面的问题。介绍了所开发的时间序列数据库服务及其主要功能应用,如实时曲线、事故反演、历史潮流、可视化调度等。

基于事件驱动机制的电网事件快速捕捉方案

提出了基于电力调度自动化系统实时数据库和关系数据库的电网事件捕捉方案。该方案在电网事件模型的基础上,对电网运行中事故异常等事件进行快速捕捉和准确分析,充分结合了实时数据库中存储的实时数据,提高了结果分析的准确性。以电网事故分闸为例,详细分析了基于事件驱动的电网事件快速捕捉过程。所提出的方案已成功应用于苏州智能电网调度技术支持系统。现场试验和测试结果表明,电网事件快速捕捉系统能显著提高调控员的监控效率,为电网安全稳定运行提供了进一步的保障,所实现的各项功能运行稳定,能够满足大型地区电网调度监控的实际应用需求。

基于IEC 61970标准的EMS/DTS一体化系统的设计与开发

在目前的技术条件下,探讨了基于IEC 61970标准的能量管理系统／调度员培训系统(EMS／DTS)需要解决的关键技术问题,包括数据库平台、公共信息模型(CIM)电网模型的维护、应用软件的组件化封装和跨平台的异构系统的实现方法等。开发了由后台数据库和软总线组成的异构数据平台。其中,后台数据库采用3种数据管理模式用于数据的存储、检索与处理,既保证了开放性又提高了系统效率。软总线则基于实时公共对象请求代理体系结构(CORBA)的中间件基础,全面支持组件接口规范(CIS)标准。还开发了一套符合CIM特点的图模一体化系统,同时也能支持离线规划功能。对于应用软件不同模块的功能和应用特点,采取了不同的封装策略,测试表明这种策略是合理、实用的。

智能电网调度一体化设计与研究

在国家电网调度中心提出了智能电网调度技术支持系统框架的基础上,提出如何在目前调度系统实现智能电网调度技术支持系统框架的功能目标。指出可改造PMU使其具有遥信和遥调功能,具备与SCADA和故障录波系统的功能,因此完全取代二者,实现电网数据采集的统一;指出以PI数据库+Oracle数据库作为调度统一数据平台的数据库,以PI数据库存储电网动态数据,以Oracle数据库存储电网模型和结构,实现电网信息的有效处理。在分析了EMS系统、WAMS系统、动态预警系统、发电计划安全校核系统、负荷预测系统的功能基础上,指出可以将上述应用系统实现一体化,在一体化系统中实现上述所有功能,并指出为了实现智能电网应该新开发电网运行方式预安排、电网运行经济分析、在线断面极限功率计算、电网供电能力评估等应用功能。

智能调控主站应用时标量测的关键技术方案

为了促进电网调度精益化和智能化发展,新一代智能调控主站不断引入新技术来应对所面临的挑战。引入电网稳态时标量测的概念,设计了时标量测在智能调控主站的应用方案,并着重阐述了集成时间序列数据库的统一支撑平台、支持时标量测的实时监控、基于时标量测的状态估计和基于时间序列数据库的开放式综合数据平台等关键技术。成果已成功应用于苏州地级和江苏省级智能电网调度技术支持系统等试点工程,满足各级调度机构智能调控主站的实际应用需求。

铁路调度区域内货物列车出发计划动态全局优化

为实现调度区域内货物列车出发计划的全局最优,提出1种基于车流不确定性的动态优化方法。影响货物列车出发计划的不确定性因素主要有事故、晚点、扣修等,将其中不确定性因素进行量化处理,并当作随机变量。以调度区域内货车中转停留时间最小为目标函数,以网络车流平衡、节点车流守恒、满轴限制、运到期限作为基本约束条件,以计划兑现率要求作为动态约束条件,建立制定列车出发计划的动态优化模型。利用确定性等价类将模型转化为确定性线性规划模型,采用编制的线性规划软件求解。通过算例证明该方法可以得到优化结果。分析计算结果可知:车流的不确定性会导致中时增大;计划兑现率要求越高,计划最后的执行指标就越差;考虑运到期限要求,会导致中时增大。

铁路承认车早6点调整计划优化模型及算法

铁路局早6点调整计划是在日班计划基础上,对可变类型的请求车进行调整。早6点调整计划优化必须解决的问题包括3个方面:不同类型请求车之间的类型相互转换;针对某站、线、区段、调度台加减车数;按照一定的优先顺序审批调整计划。在已经实际应用的日班计划模型的基础上,得到改进的日班计划调整模型。根据区段内或区段外、定义车种别或未定义车种别、原已承认部分或原未承认部分及补请部分等因素,将可变类型请求车按优先顺序划分为6个集合,建立早6点调整计划6层双目标优化模型,并给出第l(1≤l≤6)层规划模型。根据铁路实际运输组织过程,采用启发式算法,设计求得模型较优解的算法。以此开发计算机应用系统,系统采用B/S模式,以1个铁路局的数据为例进行计算,结果表明系统能替代人工自动生成早6点调整计划。