10-基于載客量變化的新型溫度自動控制曲線總結(jié)報告

1、基于載客量變化的新型溫度自動控制曲線總結(jié)報告運營一中心車輛維保一部2015年10月1U前二號線地鐵列車的空調(diào)控制方式采用UIC553曲線，即自動模式下，客室內(nèi)設(shè)定溫度根據(jù)UIC曲線自動設(shè)定車內(nèi)U標溫度Ts,系統(tǒng)處于自動模式。UK曲線 的公式為：Ts=22+0. 25* (Tc-19)廠C / (Tc19C),其中Ts為設(shè)定溫度，Tc為外界環(huán)境溫度。此控制方式的缺點是其客室設(shè)定溫度僅山外界環(huán)境溫度控制, 外界溫度一定的情況下在客流量不同的髙峰期、平峰期和低峰期客室溫度基本相 同，降低了乘客的舒適性且不利于列車節(jié)能。通過加入列車載荷信號以優(yōu)化空調(diào) 控制方式，列車可根據(jù)載荷人數(shù)適當調(diào)節(jié)客室設(shè)定溫度，

2、實現(xiàn)客室溫度既與車外 溫度相關(guān)，乂能因車內(nèi)載客量的差別而進行調(diào)節(jié)，不僅提高了客室的舒適度，同 時達到了列車節(jié)能減排的效果。新型空調(diào)溫度控制方式的關(guān)鍵是通過修改空調(diào)控制軟件加入列車載荷信號,優(yōu)化空調(diào)控制方式，實現(xiàn)列車根據(jù)載荷人數(shù)的變化適當調(diào)節(jié)客室設(shè)定溫度的U的?？照{(diào)根據(jù)列車載荷信號在原有UIC553控制曲線的基礎(chǔ)上按新的控制曲線工作，制 動系統(tǒng)根據(jù)實際載客巫量發(fā)信號給VCMVCM對制動信號進行處理后發(fā)出相應列車 載客信號。控制方式對比通過理論推導、模擬訃算、實車測試及修正，得到基于廣州氣候特點和載客量條件下的廣州地鐵列車客室溫度控制模型，其基本公式表達:tin二A* tout+B*n+C,式中仏

3、一車內(nèi)空氣溫度，單位為C；t。.一車外空氣溫度，單位為 n-客室站立密度，單位為人/n?。通過實車測試及理論修正，得到相關(guān)系數(shù)A取值為0. 14, B取值為-0. 43, C為常數(shù)2154C。即：g=014t043n+2154,此控制模型代表了當多數(shù)人處 于較舒適的狀態(tài)時，車廂內(nèi)的空氣溫度，即空調(diào)的控制目標溫度。既與車外溫度 相關(guān)，乂受到車內(nèi)載客量的影響。在實際運用中，制冷季與過渡季的溫度界限，原控制模式變換為下列分段函數(shù)表達。當t。蟲35C, ty-O 43n+26 44當24C Vt址V35C, tyO. 14tout-0. 43n+21. 54當 J$24C, ty-0 43n+24 9

4、0結(jié)合當前載客量信號無法連續(xù)給db因此可按照n収值的不同，分為5檔載客信號，如表1所示。表1新型溫度控制曲線溫度曲線對應表增加信號每平米站立人數(shù)載客人數(shù)新的溫度控制曲線ts：W24C24CVts：V35C仏*359列車載客信號1. 0-60人（按毎人60KG）n=0060t-n=24. 90tin=O. 14tout+21. 54t：n=26. 44列車載客信號2, 61140人（按每人60KGn=261 140t：n=24. 04tiFO. 14tout+20. 68t：n=25. 58列車載客信號3. 141-220人（按每人60KG）n=4141220tin=23. 18tin=O. 1

5、4tout-M9. 82tin=24. 72列車載客信號4, 221300人（按每人60KG）n=6221300t-n=22. 32tin=O. 14tout+l& 96t沖=23. 86列車載客信號5,超過300人（按每人60KG）n=8300訃=21. 64tiFO. 14tout+1& 1tuj=23山表2所示原UIC553曲線列車溫度控制方式U標溫度變化較單一，而基于載荷信號的空調(diào)控制方式，在對應5檔載客信號下，不同外界環(huán)境溫度所對應的理 論設(shè)定溫度如表3所示，山下表可知，在同種載客方式下，環(huán)境溫度越高，室內(nèi)設(shè)定溫度也會相應增高；在相同外界環(huán)境溫度下，客室載客量越大，室內(nèi)設(shè)定溫度越低。

6、即室內(nèi)空調(diào)設(shè)定溫度與外界溫度成正相關(guān)，與客室載客量成負相關(guān)?？褪以O(shè)定溫度最高不高于26. oC。表2 UIC553曲線列車目標溫度il算表環(huán)境溫度Tc25262728293031323334目標溫度Ts23.523. 752424. 2524.524. 752525.2525.525. 75表3基于載荷信號模式列車目標溫度計算表壞境溫 QEtout增加倍號 （按襯人 60KG人數(shù) /半 方米人數(shù)2(r24C tout300.61t俺=0 14tgt *1S. 1223216l21,621. 7121,3322.0222. 1622323. 4422.5322. 7223.3623三.列車試驗選

7、取在廣州地鐵2號線正線運行悄況良好的兩列車T23與T01作為試驗車。試驗車輛如下圖所示:T22車（08A143144車）六節(jié)車廂安裝12臺雙圧機變頻空調(diào)機組。受疑空調(diào)機址圖1變頻空調(diào)試驗列車T22T06車（08AHl：n2車）六節(jié)車廂安裝12臺四壓機定速空調(diào)機組。圖2世頻空調(diào)試驗列車T06（一）庫內(nèi)驗證為驗證基于載荷信號的溫度控制方式是否符合列車實際工況并做好風險預估分析，需在刷新空調(diào)軟件改變空調(diào)控制方式前在庫內(nèi)驗證該軟件的可行性。在庫內(nèi)強制山VCM模擬發(fā)出列車載荷信號（人員密度n=0、2、4、6、8時）.查看空調(diào)設(shè)定溫度是否與更改后的控制方式一致。于8月4日在T22朗進變頻空調(diào)列車以及T06

8、法維萊定頻空調(diào)列車上更新了空調(diào)軟件。庫內(nèi)測試結(jié)果如下所示，與控制曲線變化一致。3*加信號每平米站立人ft客人*環(huán)33r理論值環(huán) a33r實值環(huán)a 32匸理論值環(huán) *329實測值列車客信號1n00602626畀車信號2n*26lH02525列車號3nM1412202424畀車客值號4n6221-300242牛23巧畀車號5n=830023232、圖3庫內(nèi)驗證實測溫度（二）正線測試試驗列車T22和T06列車于8月6日上線運營跟蹤。通過正線試驗可得，增加載客信號的空調(diào)控制方式可以符合列車實際運行需求，空調(diào)制冷功能一切正常，載 客信號不同會引起客室設(shè)定溫度的變化，該種通過增加載客信號的新型空調(diào)溫度 控

9、制方式成立。正線跟蹤數(shù)據(jù)如下表4所示。表4正線驗證控制方式數(shù)據(jù)采集表車號載荷信號環(huán)境溫度理論值（加載客）理論值(UIC553)車輛屏設(shè) 定值客室 溫度8A111112028. 9625. 5924.492525.5230. 6224.9724.9052525430. 7524. 1324.93752424631.3323. 3525. 082523238A143144032. 9626. 1525. 492626.5233.6125. 3925. 65252525.4434. 2524.6225.81252525634. 3523. 7725. 83752424.2山上表可知，在載客量較少時，

10、加入載客信號的新型空調(diào)溫度控制方式計算所得設(shè)定溫度值與傳統(tǒng)UIC553模式計算設(shè)定溫度值較為接近。載客量較少即n=0 和n=2兩種悄況下，新型控制方式設(shè)定溫度值會略微高于UIC553方式，起到一定 的節(jié)能降耗的作用，且因為載客量較少，其客室溫度的舒適度也較為符合人體實 際需求。載客量較大即n=4和n=6兩種情況下，新型控制方武設(shè)定溫度值會較低于UIC553方式，且載客量越大其設(shè)定溫度值的差異也會較大，能有效降低載客量較大時客室悶熱的悄況，大為改善客室舒適度。通過理論值與設(shè)定值對比發(fā)現(xiàn)，山公式計算出來的理論值與列車車輛屏上顯示的空調(diào)是設(shè)定值偏差，溫度誤差在C,且客室實際溫度與設(shè)定溫度也有1C 的

11、偏差，但是整體溫度在可控范圍內(nèi)。（三）正線運營在兩列車8月6日上線運營以來，其空調(diào)控制方式即是一直采用增加載客信號的控制方式，定期對客室進行測溫W況如表5所示:表5兩種控制方式列車對比正線客室測溫記錄表車次車 廂測溫時間 1 （8 月 6 日后的正 線測溫）最高 溫最低 溫測溫時間2最高 溫最低 溫測溫時間3最高 溫最低 溫111112（試驗 車）A12015/8/611:4826.826.52015/8/1017:0025.224.82015/8/2414:2725.224.9B126.52626.225.425.825.2C126.726.324.624.326.326A227.32725

12、24.825.325B227.226.825.224.725.625.3C226.626.22524.525.925.6117118A12015/8/1110:3024.823.72015/8/1515:0524.824.62015/8/1915:1525.624.2B12523.625.224.925.324.8C124.42425.224.825.724.3A224.62424.62425. 124.8B224.824.325.825.225.224.3C225.224.425.625.325.624.7143144 （試驗 車）A12015/8/310:3024. 123.62015/8

13、/1114:022524.32015/8/2615:5024. 123.8B124.223.724.624.424.224. 1C124.42424.824.624.224A224. 123.624.823.92524.9B224.223.824.32424. 123.3C224.423.923.823.223.923.3149150A12015/8/1010:5223.323.82015/8/1410:4026.325.52015/8/1910:1725.224.6B123.823.526.42623.622.7C12423.325.825.323.222.4A22423.625.924.6

14、2322.6B223.92326, 125.222.722.4C224.323.826,325.623.223. 1山以上數(shù)據(jù)可知，111112在運行過程中，正線客室測溫數(shù)據(jù)偏高，經(jīng)核實,在設(shè)計法維萊加入載客信號的空調(diào)軟件時添加了在載客量較少的悄況下，客室實 際設(shè)定溫度在公式理論計算的基礎(chǔ)上增加了 1C,故而客室所測得的實際溫度偏#高1C左右。經(jīng)問題反應并得到驗證后，重新修善法維萊空調(diào)加入載客信號的軟件，裝車試驗后功能正常，列車自9月下旬上線運行情況&好，客室溫度較為正常，軟件修善后正線客室測溫數(shù)據(jù)如表6所示。表6 111112車修善軟件后正線測溫記錄表車次車 廂測溫時間1最高 溫最低 溫測溫

15、時間2最高 溫最低 溫測溫時間3最高 溫最低 溫111112（試驗 車）A12015/9/2910:402625.52015/10/1516:2524.824. 12015/8/1915:1525.224.5B126.52625.224.325. 124.6C125.825.325.224.725.224.4A22625.624.624.125. 124.7B225.525.225.824.225.324.5C225.925.625.624.625.324.9四.總結(jié)分析廣州地鐵A5型車T22與T06車空調(diào)基于載荷信號控制方式對比試驗，于8月6日上線至10月24日共兩個月的試驗對比，通過加入載

16、客信號的新型空調(diào)控制方式與傳統(tǒng)UIC553控制方式進行試驗對比分析，可得有效結(jié)論如下:1、增加載客信號的新型空調(diào)控制方式在城市軌道交通列車空調(diào)上得以實現(xiàn): 2、在實際過程中，根據(jù)理論公式計算的設(shè)定溫度與列車實際設(shè)定溫度有1C的偏差，其溫度偏差在可控范圍內(nèi);3、實際客室測量溫度與列車空調(diào)設(shè)定溫度有1C的偏差，其溫度偏差在可控范圉內(nèi):4、載客量較少時，加入載客信號的新型空調(diào)溫度控制方式計算所得設(shè)定溫度值與傳統(tǒng)UIC553模式計算設(shè)定溫度值較為接近。載客量較少（n=0和n=2）.新型控制方式設(shè)定溫度值會略微高于UIC553方式,且載客量越小，設(shè)定溫度會越高,起到一定的節(jié)能降耗的作用，且因為載客量較少

17、9其客室溫度的舒適度也較為符合人體實際需求。載客量較大（n=4和n=6）,新型控制方式設(shè)定溫度值會較低于UIC553方式，且載客量越大其設(shè)定溫度值的差異也會較大，能有效降低載客量較大時客室悶熱的W況，對客室舒適度有較大改善。五.創(chuàng)標成果U前基于載荷量變化的新型溫度控制曲線已用于新線列車采購，廣州市軌道7交通十一號線一期工程車輛采購項U用戶需求書（第9章 空調(diào)和通風系統(tǒng)）：99. 9.2空氣參數(shù)控制要求（1）開啟列車空調(diào)系統(tǒng)后，在沒有人工調(diào)整空調(diào)溫度的情況下，空調(diào)機組應以自動 檔運行。在預冷工況，在有制冷需求的情況下，新風全部關(guān)閉，僅由100%回風 組成，直至客室溫度達到設(shè)主值或達到設(shè)立時間才自

18、動切換到新、回風混合狀 態(tài)。（2）溫度采樣點應準確、具有代表性，控制系統(tǒng)將根據(jù)各個溫度傳感器測得的溫度 值計算出客室內(nèi)的實際溫度。溫度傳感器應選用標準件，傳感器的布置須易 于拆裝和維護，且具有良好的防塵及防潮性。傳感器將選用標準的NTC熱敏電 阻型或Pt型溫度傳感器。賣方應提供設(shè)計方案及相關(guān)使用說明書給買方確認0（3）空調(diào)裝置設(shè)有4種工況：手動、自動、通風和停止，并可通過本車控制裝置對 空調(diào)進行控制，也可通過列車監(jiān)控系統(tǒng)進行控制和溫度設(shè)定。在手動工況時, 空調(diào)機組根據(jù)$自的溫度控制器所設(shè)世的溫度進行客室內(nèi)溫度控制，客室內(nèi)的 溫度設(shè)楚值是可調(diào)節(jié)的，通過調(diào)節(jié)設(shè)在毎節(jié)車空調(diào)控制盤上的溫度調(diào)節(jié)旋鈕開 關(guān)進行調(diào)節(jié)，分5檔溫度控制，調(diào)節(jié)范鬧為：19-27 C.井設(shè)有自動位和測試 位。在自動位時，車內(nèi)設(shè)楚溫度應遵循UIC553和載客量進行自動調(diào)整，UIC553 曲線具體設(shè)區(qū)域和調(diào)整范圍由買賣雙方協(xié)商確左，且買方可以自行調(diào)整該溫 度曲線。（4）客室內(nèi)實際溫度的變化允許偏離設(shè)泄值的最大偏差為1K。客室內(nèi)在地板而以 上1.1m的高度測得的溫度分布最高溫度和最低溫度的差不大于