轨道车辆空气幕控制方法、空气幕系统与流程
本技术涉及轨道车辆，尤其涉及一种轨道车辆空气幕控制方法、空气幕系统。
背景技术：
1、在轨道车辆到站开门阶段，站台门与轨道车辆车门之间会形成短时连通的门区开口，站台侧空气与车厢侧空气在温湿度差、压力差、站台背景风以及人员上下车扰动等因素共同作用下发生交换，从而引起车厢门区及站台门附近区域的温度、湿度和局部气流组织波动。对于开放式站台、半封闭站台、地面车站和高架车站而言，在高温或低温环境下，使得站台空间与轨道车辆内部温差较大。当轨道车辆停站开门时，站台侧空气可能经由站台门与轨道车辆车门对应开口进入车厢门区，车厢内空气也可能向站台侧外逸。上述空气交换不仅会造成车厢门区局部温湿度波动，降低乘客上下车过程中的热舒适性和环境稳定性，还可能增加车辆空调系统对新风处理、除湿、制冷或制热的调节负担。尤其在夏季高温高湿、冬季低温或站台横向来流较强的工况下，开门阶段的短时热湿扰动具有突发性、间歇性和强不确定性，单纯依靠车辆空调系统进行后续补偿往往存在响应滞后和能耗增加等问题。
2、空气幕技术是一种利用风机产生定向射流，并在开口区域形成片状气流屏障的流体隔离技术。其基本原理是通过具有一定速度和动量的空气射流削弱开口两侧空气的大规模对流交换，从而实现冷热空气隔离、污染物阻隔、烟气控制或环境分区等功能。将空气幕技术应用于轨道交通站台门与轨道车辆车门对应开口区域，在轨道车辆停站开门期间形成连续稳定的气流屏障，有助于抑制站台侧与车厢侧之间的热湿空气交换，减小门区温湿度波动，并改善车厢门区环境稳定性。
3、然而，现有技术中的空气幕装置仅根据门体开闭状态进行简单的启停控制，在门区热湿扰动强度低时造成不必要的能耗，在门区热湿扰动强度高时又因气幕强度不足而无法有效隔离。
技术实现思路
1、本技术提供一种轨道车辆空气幕控制方法、空气幕系统，用以解决的现有技术中的空气幕装置仅根据门体开闭状态进行简单的启停控制，在门区热湿扰动强度低时造成不必要的能耗，在门区热湿扰动强度高时又因气幕强度不足而无法有效隔离的问题。
2、第一方面，本技术提供一种轨道车辆空气幕控制方法，所述方法应用于空气幕系统的控制器，所述方法包括：
3、在轨道车辆的车门开启之前，获取目标环境参数，所述目标环境参数包括：所述轨道车辆所停靠的站台的第一空气温湿度、所述轨道车辆的车厢内所述车门对应的门区的第二空气温湿度、所述门区的来流风速、所述站台和所述门区之间的空气压强差、所述车门的预计开门时长、所述车门在开门后的有效开口面积；
4、基于所述目标环境参数确定开门热湿扰动指标，所述开门热湿扰动指标用于指示所述车门在开门期间，所述门区的温湿度扰动的强度；
5、根据所述开门热湿扰动指标的数值大小，确定所述开门热湿扰动指标对应的所述空气幕系统的目标运行参数，所述开门热湿扰动指标的数值越大，则所述空气幕系统以所述开门热湿扰动指标对应的所述目标运行参数运行时，对所述门区的温湿度扰动的抑制能力越强，所述目标运行参数包括：所述空气幕系统中通过出风形成空气幕的出风口的开度、所述出风口的出风方向、所述出风口的出风速度、所述空气幕系统的启停状态中的至少一项；
6、所述车门开启之后，在所述车门的开门期间，控制所述空气幕系统以所述目标运行参数运行。
7、在一种可能的实施方式中，所述基于所述目标环境参数确定开门热湿扰动指标，包括：
8、基于所述目标环境参数，计算所述车门在开门期间的预测热湿扰动能量，所述预测热湿扰动能量的计算公式为：
9、
10、其中，为所述预测热湿扰动能量；为门洞等效交换系数；为所述车门开口处的干空气密度；为所述有效开口面积；为门洞等效交换风速，所述门洞等效交换风速用于指示空气通过所述车门开口处的平均交换速率；为所述预计开门时长；为所述站台的空气比焓，为所述门区的空气比焓；
11、基于所述目标环境参数，计算所述车门在开门期间的门区允许热湿缓冲能量，所述门区允许热湿缓冲能量的计算公式为：
12、
13、其中，为所述门区允许热湿缓冲能量；为所述站台的站台门和所述车门的对应开口之间，形成的门区控制体内的干空气密度；为门区有效控制体积；为空气定压比热容；为所述门区的空气的允许温度波动量；为所述门区的空气的允许湿度波动量；为水蒸气汽化潜热；
14、根据所述预测热湿扰动能量和所述门区允许热湿缓冲能量，计算所述开门热湿扰动指标，所述开门热湿扰动指标的计算公式为：
15、
16、其中，为所述开门热湿扰动指标。
17、在一种可能的实施方式中，所述基于所述目标环境参数，计算所述车门在开门期间的预测热湿扰动能量之前，所述方法还包括：
18、基于所述来流风速和所述空气压强差，计算所述门洞等效交换风速，所述门洞等效交换风速的计算公式为：
19、
20、其中，为所述来流风速；为压差换算修正系数；为所述空气压强差；为所述门区的空气密度。
21、在一种可能的实施方式中，所述基于所述目标环境参数，计算所述车门在开门期间的预测热湿扰动能量之前，所述方法还包括：
22、基于所述第一空气温湿度中所述站台的空气的干球温度和相对湿度，计算得到所述站台的空气的含湿量，以及，基于所述第二空气温湿度中所述门区的空气的干球温度和相对湿度，计算得到所述门区的空气的含湿量；
23、通过下述计算公式分别计算所述站台的空气比焓和所述门区的空气比焓：
24、
25、其中，为所述空气比焓，为所述干球温度，为所述含湿量。
26、在一种可能的实施方式中，所述基于所述目标环境参数确定开门热湿扰动指标，包括：
27、根据所述目标环境参数，在预设映射关系表中查询与所述目标环境参数匹配的所述开门热湿扰动指标，所述预设映射关系表用于指示不同的所述目标环境参数与不同的所述开门热湿扰动指标之间的对应关系。
28、在一种可能的实施方式中，所述基于所述目标环境参数确定开门热湿扰动指标，包括：
29、根据所述第一空气温湿度和所述第二空气温湿度，确定所述站台与所述门区之间的温度差和含湿量差；
30、分别对所述温度差、所述含湿量差、所述来流风速、所述空气压强差、所述预计开门时长和所述有效开口面积进行归一化处理，得到各参数对应的归一化分项值；
31、计算各参数对应的所述归一化分项值的加权和作为所述开门热湿扰动指标。
32、在一种可能的实施方式中，所述根据所述开门热湿扰动指标的数值大小，确定所述开门热湿扰动指标对应的所述空气幕系统的目标运行参数，包括：
33、将所述开门热湿扰动指标与预设的多个预设阈值进行比较，确定所述开门热湿扰动指标对应的扰动等级，其中所述开门热湿扰动指标的数值越大，对应的所述扰动等级越高；
34、将所述扰动等级对应的允许参数确定为所述目标运行参数，其中，所述扰动等级越高，则对应的所述允许参数中所述出风口的开度和出风速度越大。
35、在一种可能的实施方式中，所述根据所述开门热湿扰动指标的数值大小，确定所述开门热湿扰动指标对应的所述空气幕系统的目标运行参数，包括：
36、根据所述开门热湿扰动指标的数值大小，确定所述空气幕系统的基础运行参数；
37、获取所述开门热湿扰动指标随时间的变化率；
38、当所述变化率大于零时，以第一调整速率增大所述基础运行参数中所述出风口的出风速度，得到所述目标运行参数；
39、当所述变化率小于零时，以第二调整速率减小所述基础运行参数中所述出风口的出风速度，得到所述目标运行参数；
40、其中，所述第一调整速率大于所述第二调整速率。
41、在一种可能的实施方式中，在所述车门关闭后的预设延时时段内，控制所述空气幕系统继续以所述目标运行参数运行；
42、在所述预设延时时段结束后，控制所述空气幕系统降低所述出风口的出风速度，或控制所述空气幕系统停止运行。
43、第二方面，本技术提供一种空气幕系统，所述空气幕系统包括：
44、参数采集单元，用于在轨道车辆的车门开启之前，获取目标环境参数，所述目标环境参数包括：所述轨道车辆所停靠的站台的第一空气温湿度、所述轨道车辆的车厢内所述车门对应的门区的第二空气温湿度、所述门区的来流风速、所述站台和所述门区之间的空气压强差、所述车门的预计开门时长、所述车门在开门后的有效开口面积；
45、与所述参数采集单元通信连接的控制器，所述控制器用于执行如第一方面所述的方法；
46、与所述控制器通信连接的空气幕装置，所述空气幕装置设置在所述站台的站台门上方，所述空气幕装置的出风口朝向所述门区的开口，所述空气幕装置用于受所述控制器控制，通过所述出风口出风形成空气幕。
47、本技术提供的轨道车辆空气幕控制方法、空气幕系统，具有以下技术效果：
48、该方法在车门开启前，获取站台及车厢门区的温湿度、来流风速、压差、预计开门时长和有效开口面积等多维环境参数，并基于这些参数确定用于指示门区温湿度扰动强度的开门热湿扰动指标。相较于现有技术仅依据门体开闭状态进行简单启停控制，该方法将开门后的温湿度扰动强度予以量化，从而能够感知和区分门区不同的热湿扰动强度。
49、进一步的，该方法根据开门热湿扰动指标的数值大小确定对应的空气幕系统的目标运行参数，且开门热湿扰动指标的数值越大，空气幕运行时对温湿度扰动的抑制能力越强，这样使空气幕系统能够在门区不同的热湿扰动强度下以不同的强度运行，从而克服了在门区热湿扰动强度低时造成不必要的能耗，在门区热湿扰动强度高时又因气幕强度不足而无法有效隔离的问题。