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[发明专利]基于双层算法的有轨电车定时节能运行优化方法及其系统-CN202010480640.2有效
发明人： 哈进兵;陈嘉诚;胡文斌;胡恺元;陈伟栋 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-05-30 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于双层算法的有轨电车定时节能运行优化方法及其系统，该方法建立有轨电车运动学模型、车载超级电容组模型和能耗计算模型；根据速度命令给定值，组合生成速度曲线；基于多目标遗传算法进行有轨电车单区间运行优化，生成关于时间‑能耗的Pareto前沿曲线；基于动态规划算法进行有轨电车全线定时节能运行优化，在全线运行总时间不变的基础上降低运行总能耗。本发明能够有效降低车辆区间运行能耗，并且能够实现列车运行时刻表的优化配置，降低了列车运行成本。
基于双层算法有轨电车定时节能运行优化方法及其系统

[发明专利]一种基于运行等级的城市轨道交通列车运行图构建方法-CN201910188758.5有效
发明人：胡文斌;褚蓄;吕建国;哈进兵 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2019-03-13 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于运行等级的城市轨道交通列车运行图构建方法，方法为：首先建立列车牵引能耗计算模型和人工神经网络模型；然后根据折返作业时间的压缩程度，将全线运行时间划分为不同的运行等级，并计算各运行等级的区间最短运行时间，得到各运行等级下全线冗余时间；接着基于列车牵引能耗计算模型和人工神经网络模型，进行各运行等级下冗余时间分配；最后将冗余时间分配结果输入到ATS系统，编制新的列车运行图。本发明能够实现城市轨道交通列车的综合节能降耗和运营智能优化管理的目标，并且方法简单，易于推广实施。
一种基于运行等级城市轨道交通列车构建方法

[发明专利]一种基于遗传算法的储能式有轨电车充电站布局优化方法-CN202010155368.0有效
发明人：胡文斌;孙天骁;哈进兵;吕建国;余轩;柏亚东 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-03-09 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于遗传算法的储能式有轨电车充电站布局优化方法。该方法为：首先根据储能式有轨电车的运行特征，建立储能式有轨电车的动力学模型，并建立充电站的计算模型；然后根据储能式有轨电车的动力学模型和充电站的计算模型，建立列车运行能耗模型和车载储能装置能量状态模型；接着根据充电站布局优化的约束条件，对充电站布局进行优化，得到车辆能够行驶过所有区间、充电站的个数最少且超级电容的能量最低点最大的充电站最优布局优化目标函数；最后对充电站的布局进行遗传编码，采用遗传算法优化储能式有轨电车充电站布局。本发明减少了充电装置的安装数量，在保证列车正常运行的同时降低了项目成本。
一种基于遗传算法储能式有轨电车充电站布局优化方法

[发明专利]基于粒子群算法优化LSTM的地铁牵引能耗预测方法-CN202010129560.2有效
发明人：胡文斌;朱玉成;哈进兵;吕建国;柏亚东;余轩 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于粒子群算法优化LSTM的地铁牵引能耗预测方法，方法为：首先获取地铁牵引能耗原始数据，根据灰色关联分析法选取牵引能耗的影响因素作为模型的输入；然后将数据集分为训练集和测试集，对训练集数据进行归一化处理；接着用改进的粒子群算法优化LSTM神经网络预测模型的超参数，结合训练样本和所得的最优参数组合构建用于地铁牵引能耗预测的LSTM网络模型；最后将测试集输入回归预测模型，预测地铁下个时间段的牵引能耗值。本发明提高了LSTM神经网络超参数寻优的搜索能力，提高了地铁牵引能耗预测的准确率。
基于粒子算法优化 lstm 地铁牵引能耗预测方法

[发明专利]有轨电车车载储能配置与地面充电方案的一体化优化方法-CN202010129586.7有效
发明人：胡文斌;孙天骁;哈进兵;吕建国;周巡;张雨 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种有轨电车车载储能配置与地面充电方案的一体化优化方法。该方法步骤如下：建立基本数据模块，基本数据模块包括线路数据模块、列车属性数据模块、ATO参数模块、超级电容参数模块、充电站参数模块；建立列车运行仿真模块，包括车载ATO模型、列车模型、车载超级电容模型、站台充电装置模型、列车状态更新计算模型和列车运行能耗计算模型；将车载储能配置与地面充电方案优化作为一个多目标优化问题，采用遗传算法NSGA‑II进行车载储能配置与地面充电方案一体化优化，NSGA‑II求解得到均匀分布的Pareto解集，从而确定最优的车载储能配置与地面充电方案。本发明方法为工程项目中列车选型、线路设计提供数据与理论支撑，具有较高的使用价值和应用前景。
有轨电车车载配置地面充电方案一体化优化方法

[发明专利]基于BP神经网络的地铁列车ATO速度曲线预测方法-CN202010129601.8有效
发明人：胡文斌;丁义帅;哈进兵;吕建国;奚永明;张雨 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于BP神经网络的地铁列车ATO速度曲线预测方法。该方法步骤如下：基于列车ATO驾驶策略，建立列车运行影响因素评估体系，确定样本数据；基于影响因素重要度排序的结果，建立地铁列车ATO速度曲线综合预测的BP神经网络模型，并确定BP神经网络模型的隐含层单元数的取值边界，设置BP神经网络模型的学习率，对BP神经网络模型的参数进行初始化；将样本数据进行归一化处理，确定训练样本与检验样本，分别输入到BP神经网络模型中进行学习训练与精确性检验；利用训练好的BP神经网络模型，进行地铁列车ATO速度曲线预测。本发明能够实现综合节能降耗和运营智能优化管理的目标，实时性好且简单易行。
基于 bp 神经网络地铁列车 ato 速度曲线预测方法

[发明专利]一种智能阀门电动执行机构的控制系统构建方法-CN202010129540.5有效
发明人：胡文斌;杜梦婷;哈进兵;吕建国;王阳;瞿仁杰 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种智能阀门电动执行机构的控制系统构建方法。该方法为：建立基于电流环、速度环、位置环的三环控制系统，将电流环、速度环、位置环分别作为控制系统的最内环、中间环、最外环；采用变增益系数的MRAS对系统转动惯量进行在线辨识，以转动惯量作为观测器的输入对系统负载转矩进行在线观测，根据观测结果对系统控制器参数进行整定；通过温度检测电路监测转子时间常数变化，根据转子时间常数与电磁转矩的关系，针对温度对控制系统负载转矩观测造成的误差，进行温度补偿。本发明提高了智能阀门电动执行机构的定位精度、控制灵敏度以及稳定性。
一种智能阀门电动执行机构控制系统构建方法

[发明专利]一种无需增容的电动车充电监控系统-CN201611123576.2有效
发明人：胡文斌;刘瑶秋;哈进兵;季金强;吕建国 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2016-12-08 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： H02J7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种无需增容的电动车充电监控系统，包括充电桩、能耗监测设备、中心数据服务器和管理员监控平台，将供电区域分为充电区、能耗区和监控管理区，充电区的充电桩和能耗区的能耗设备均通过能耗监测设备与中心数据服务器进行通信，中心数据服务器与管理员监控平台之间相互通信；所述能耗监测设备获取充电桩和能耗设备的实时电能数据，并上传至中心数据服务器；中心数据服务器计算充电区的充电桩和能耗区的能耗设备的能耗总和，并发送给管理员监控平台，管理员监控平台对能耗总和进行预测分析；管理员监控平台根据分析结果，通过中心数据服务器控制充电桩的工作状态。本发明实现了区域内用电实时监控，通过快速计算和智能预测，保持用电容量在安全范围内。
一种无需增容电动车充电监控系统

[发明专利]一种不增容充电的电动汽车充电功率控制方法-CN201910149088.6有效
发明人：胡文斌;仲振;哈进兵;吕建国;周雨轩 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2019-02-28 - 公布日： 2022-04-08 - 主分类号： B60L53/63 文献下载
摘要：本发明公开了一种不增容充电的电动汽车充电功率控制方法，方法为：首先实时采集电网负荷，记录电网实时负荷数据；然后根据历史数据，预测下个时刻点电网的非充电负荷：若当前电网实时负荷与非充电负荷预测结果之间的差距大于阈值，则需要重新对非充电负荷进行预测，通过提高预测精度要求以及迭代次数来缩小预测误差；最后在功率总和小于电网额定功率的前提下，根据电网实时负荷和下一时刻非充电负荷预测值调整当前充电功率。本发明实现了电动汽车不增容充电，具有成本低、易实施、对电网影响小、安全性高的优点。
一种增容充电电动汽车功率控制方法

[发明专利]一种基于自抗扰控制算法的阀门电动执行器控制方法-CN201910045057.6有效
发明人：胡文斌;周琴;哈进兵;吕建国;杜梦婷 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2019-01-17 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于自抗扰控制算法的阀门电动执行器控制方法。该方法为：建立电机输出轴模型，得到电机输出轴的动力学平衡方程；建立齿轮减速机构模型，并简化为一阶线性系统；建立丝杠传动机构模型，将旋转运动变换为阀门电动执行器输出轴直线运动；建立阀门电动执行器输出轴模型；建立负载力模型；加入位移传感器，建立阀门电动执行器的位移传感器数学模型；根据阀门电动执行器传递函数，采用自抗扰控制算法对阀门电动执行器系统进行控制。本发明采用自抗扰控制算法对阀门电动执行器进行控制，能够使系统在实现解耦的同时减弱算法对于模型的依赖，提高了系统的抗干扰能力。
一种基于控制算法阀门电动执行方法

[发明专利]一种基于动态规划和时间分配的列车运行节能方法-CN202010715808.3在审
发明人：奚永明;胡文斌;哈进兵;吕建国;胡希;曹鑫 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-07-23 - 公布日： 2022-01-25 - 主分类号： G06Q10/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于动态规划和时间分配的列车运行节能方法。该方法为：建立列车牵引能耗多阶段计算模型；以阶段能耗和时间的加权作为优化目标函数，搜索固定时间的区间运行曲线，并输入牵引能耗多阶段计算模型，获得各区间不同运行时间下相应的牵引能耗；拟合出不同区间的时间能耗反比例特征曲线；计算各区间的冗余时间，离散化冗余时间得到多个时间单元；建立多区间运行曲线协同优化模型；取一个时间单元预分配到所有区间，通过对比将该时间单元分配到能耗变化量最大的区间；更新区间运行时间和冗余时间，直至冗余时间全部分配；将冗余时间分配结果输入到ATS系统，编制新的节能运行图。本发明实现了综合节能降耗和运营智能优化管理。
一种基于动态规划时间分配列车运行节能方法

[发明专利]一种基于移动终端的轨道交通能源管理系统-CN202010216821.4在审
发明人：胡文斌;戴星晨;哈进兵;吕建国;刘卫东;张声铨 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-03-25 - 公布日： 2021-09-28 - 主分类号： G06Q10/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于移动终端的轨道交通能源管理系统，该系统包括Android移动客户端、PC服务器端和数据采集模块端，其中Android移动客户端，获取用户的操作请求，发送至后台的PC服务器端进行处理，并接收处理结果；PC服务器端，处理来自数据采集模块端的请求，将数据采集模块端上传的数据存储到数据库中，并处理来自移动客户端的请求，读取数据库中的数据发送到Android移动客户端；数据采集模块端，采集列车和变电站点的能耗数据并上传至PC服务器端。本发明基于Android系统移动终端，服务器采用MySql关系型数据库，系统具有良好的兼容性与扩展性，能够通过移动终端实时监控列车和变电站点的用能状态。
一种基于移动终端轨道交通能源管理系统

[发明专利]一种基于SSM框架的轨道交通能源管理系统-CN202010130519.7在审
发明人：胡文斌;刘卫东;哈进兵;吕建国;戴星辰;高世鹏 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2021-08-31 - 主分类号： G06F9/54 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于SSM框架的轨道交通能源管理系统。该系统包括客户端、服务器端和能源信息端；其中客户端用于获取用户的操作请求，传送至后台的服务器端进行处理，并接收服务器端的处理结果；服务器端用于处理来自能源信息端的请求，将能源信息端上传的数据写入到数据库中，并处理来自客户端的请求，读取数据库中的数据传送到客户端；能源信息端用于采集轨道交通的能耗数据上传到服务器端，并接收服务器端下发的控制指令。本发明能够通过登录浏览器客户端实时监控轨道交通能耗情况，灵活性强、施工成本低，减少了服务器的资源消耗，提高了数据库访问性能和整个系统安全可靠。
一种基于 ssm 框架轨道交通能源管理系统

[发明专利]基于渐消因子矩阵的强跟踪UKF异步电机转速辨识方法-CN202010130536.0在审
发明人：胡文斌;常棋棋;哈进兵;吕建国;杜梦婷;瞿仁杰 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2021-08-31 - 主分类号： H02P21/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于渐消因子矩阵的强跟踪UKF异步电机转速辨识方法。该方法如下：建立基于UKF的电机状态方程，选取电机的状态变量；初始化电机的状态变量及状态误差协方差，构造并计算Sigma点；求解电机的状态变量预测均值和状态误差协方差，并确定渐消因子矩阵；进行测量误差协方差矩阵的更新，计算状态变量与观测变量的互协方差矩阵；计算卡尔曼滤波增益矩阵；通过计算的渐消因子矩阵对电机的状态变量预测均值进行修正更新，得到修正后的电机的状态变量和状态误差协方差，计算得到电机转速信息。本发明引入多重次优渐消因子矩阵来改进UKF转速估计器，提升了电机在状态突变以及电机参数失配等情况下的转速辨识鲁棒性。
基于因子矩阵跟踪 ukf 异步电机转速辨识方法

[发明专利]一种NPC三电平逆变器开路故障诊断方法-CN202110229045.6在审
发明人：胡文斌;周雨轩;哈进兵 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-03-02 - 公布日： 2021-07-09 - 主分类号： G01R31/54 文献下载
摘要：本发明提供一种NPC三电平逆变器开路故障诊断方法，搭建NPC三电平逆变器仿真模型，模拟故障情况；采集输出的三相相电压作为特征信号；对三相相电压信号进行分析，通过小波包变换进行特征提取，求得变换后各频带的能量并进行归一化处理作为信号特征向量；在不同工况下获取所有故障类型下的特征向量作为训练样本，把待预测的故障类型的特征向量作为测试样本，训练样本和测试样本组成总样本矩阵；使用稀疏主成分分析法对样本矩阵进行降维处理；用降维后的训练样本对支持向量机进行训练，将训练完成的支持向量机保存；用支持向量机对降维后的测试样本进行测试，分析故障诊断结果。本发明诊断速度快，诊断正确率高。
一种 npc 电平逆变器开路故障诊断方法

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