[發(fā)明專利]城市軌道交通CBTC系統(tǒng)車載ATO節(jié)能操控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611245887.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN106740998B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李晉;梁東升;黃康;陳金;尹遜政;孟軍;龍廣錢;徐偉;曾憲卓;許碩;鄧俊;李博;王文龍;王俊高;葉富智;黃蘇蘇;王芃;史寧娟;付嵩;李廷朵;姜慶陽(yáng);陳寧寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州地鐵集團(tuán)有限公司;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院;北京市華鐵信息技術(shù)開發(fā)總公司;北京銳馳國(guó)鐵智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B61L15/00
• 分類號(hào): B61L15/00
• 代理公司: 北京凱特來(lái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

1.一種城市軌道交通CBTC系統(tǒng)車載ATO節(jié)能操控方法，其特征在于，包括：

將車載ATO節(jié)能運(yùn)行劃分為四個(gè)階段，并對(duì)各個(gè)階段的運(yùn)行工況能耗進(jìn)行分析；四個(gè)階段分別為：以最大牽引力將速度從零提升至最大運(yùn)行速度v的加速階段，以最大運(yùn)行速度v持續(xù)運(yùn)行的巡航階段，從最大運(yùn)行速度v開始惰行至速度u的惰行階段，以及以ATO最大制動(dòng)力控制停車的制動(dòng)階段；

采用遺傳算法并結(jié)合運(yùn)行工況能耗分析結(jié)果，將求解能耗最小問(wèn)題轉(zhuǎn)換為求解加速階段至巡航階段的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)、巡航階段至惰行階段的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)，以及惰行階段至制動(dòng)階段的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)，并采用離線方式計(jì)算，從而獲得進(jìn)入巡航階段、惰行階段以及制動(dòng)階段的最佳位置，其包括：

與運(yùn)行工況能耗相關(guān)的最大牽引力決定了列車運(yùn)行速度，列車運(yùn)行速度決定了各個(gè)階段分別所用時(shí)間以及運(yùn)行距離；在四個(gè)階段的總時(shí)間給定的情況下，對(duì)于每一個(gè)階段均通過(guò)遺傳算法進(jìn)行迭代運(yùn)算，從而獲得每一階段最佳的速度-距離曲線，根據(jù)各個(gè)階段最佳的速度-距離曲線計(jì)算各個(gè)階段的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)；具體為：

四個(gè)階段的總時(shí)間表示為：

其中，加速階段的列車運(yùn)行距離s₁即表示加速階段至巡航階段的轉(zhuǎn)換點(diǎn)，巡航階段列車運(yùn)行距離s₂-s₁中的s₂即表示巡航階段至惰行階段的轉(zhuǎn)換點(diǎn)，惰行階段列車運(yùn)行距離s₃-s₂中的s₃即表示惰行階段至制動(dòng)階段的轉(zhuǎn)換點(diǎn)；t₁～t₄依次為加速階段、巡航階段、惰行階段及制動(dòng)階段所用時(shí)間；a₁為列車加速度，a₂為列車減速度，W為列車運(yùn)行阻力，m為列車重量；

將求解能耗最小問(wèn)題轉(zhuǎn)換為求解加速階段至巡航階段的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)s₁'、巡航階段至惰行階段的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)s₂'，以及惰行階段至制動(dòng)階段的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)s₃'，其公式如下：

minQ＝E+ω(T-T_總)；

其中，ω標(biāo)定為算子，T_總為規(guī)定的總運(yùn)行時(shí)間，E為總運(yùn)動(dòng)能耗；

將E與T帶入上述公式進(jìn)行迭代計(jì)算，將使得參數(shù)Q為最小值時(shí)對(duì)應(yīng)的s₁'、s₂'、s₃'即為最終結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市軌道交通CBTC系統(tǒng)車載ATO節(jié)能操控方法，其特征在于，所述對(duì)各個(gè)階段的運(yùn)行工況能耗進(jìn)行分析包括：

加速階段列車能耗描述為：

E₁＝(F-W)×s₁

所用時(shí)間為：

其中，F(xiàn)為最大牽引力，W為列車運(yùn)行阻力，a₁為列車加速度，s₁為加速階段的列車運(yùn)行距離；

巡航階段列車能耗描述為：

E₂＝E-E₁＝W×(s₂-s₁)

所用時(shí)間為：

其中，E為總運(yùn)動(dòng)能耗，s₂-s₁為巡航階段列車運(yùn)行距離；

惰行階段無(wú)能耗，其所用時(shí)間為：

u²-v²＝2a(s₃-s₂)

其中，m為列車重量，a為惰行減速度，s₃-s₂為惰行階段的列車運(yùn)行距離，s-s₃為制動(dòng)階段列車運(yùn)行距離；

制動(dòng)階段，假設(shè)列車減速度恒定，則所用時(shí)間為：

其中，B為最大制動(dòng)力，a₂為列車減速度；

由能量守恒原理，總運(yùn)動(dòng)能耗E等于最大牽引、運(yùn)行阻力能耗與動(dòng)能，則有：

E＝(F-W)×s₁+W(s₂-s₁)+mu²/2；

其中的最大牽引力F與列車運(yùn)行速度有關(guān)，近似計(jì)算公式為：