[發明專利]城市軌道交通CBTC系統車載ATO節能操控方法

有效

• 申請號: 201611245887.6
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106740998B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）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;陳寧寧
• 申請（專利權）人: 廣州地鐵集團有限公司;中國鐵道科學研究院通信信號研究所;中國鐵道科學研究院;北京市華鐵信息技術開發總公司;北京銳馳國鐵智能運輸系統工程技術有限公司
• 主分類號: B61L15/00
• 分類號: B61L15/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發明公開了一種城市軌道交通CBTC系統車載ATO節能操控方法，包括：將車載ATO節能運行劃分為四個階段，并對各個階段的運行工況能耗進行分析；四個階段分別為：加速階段、巡航階段、惰行階段以及制動階段；采用遺傳算法并結合運行工況能耗分析結果，將求解能耗最小問題轉換為求解加速階段至巡航階段的最佳轉換點、巡航階段至惰行階段的最佳轉換點，以及惰行階段至制動階段的最佳轉換點，并采用離線方式計算，從而獲得進入巡航階段、惰行階段以及制動階段的最佳位置。該方法有利于降低能耗，并可最終運行時間時盡量貼近計劃運行總時間。

技術領域

本發明涉及城市軌道交通技術領域，尤其涉及一種城市軌道交通CBTC系統車載ATO節能操控方法。

背景技術

在城市軌道交通信號控制系統中，基于無線通信的列車控制系統(簡稱CBTC)逐漸成為主流，最近開通的地鐵線路均采用了CBTC的信號系統，尤其是國產信號系統的大力發展，更是推動了CBTC技術應用的普及，這種信號系統，最大的改變就是列車駕駛方式的變化。

據統計，在地鐵運行過程中，列車能耗占總能耗的50％以上，現有的節能方法主要有輕體化車輛，減小運行阻力，提高供電效率，節能駕駛，再生制動應用，其中節能駕駛操作對車輛運行能耗影響最大。通過技術手段實現節能減排，開展城軌節能駕駛策略研究對降低軌道交通運營成本，有著更為顯著的意義。

在CBTC系統中，車載ATO設備在ATP監督下，負責駕駛列車運行的功能，故改變ATO的控制策略，能夠實現單列車的運行節能目標。

ATO子系統工作在不同的列車控制級別和列車運行模式下，具體的控制級別和運行模式取決于列車實際運行所在區域內的設備以及列車自身設備。列車運行模式可分為：連續式ATO，點式ATO，連續和點式的混合模式。

當ATO控車時，列車從站臺啟動出發，依次經歷加速階段、平穩運行階段、制動階段，在下一站臺對標停穩。

在平穩運行階段，列車保持恒速運行，ATO會施加較小的作用力用于克服運行阻力。每個區間都基本相似，只是受各區間線路長度、曲線大小等影響，區間限速有變化。

ATO的輸入信息來源主要有4個：速度傳感器，應答器，線路數據庫，運行計劃時間。

當前ATO對車輛運行速度的控制，是依據輸入數據，經過實時計算并選擇一條合理的控車速度曲線，并不會考慮巡航和惰行方面來實現節能控車，ATO曲線計算中也并沒有考慮速度轉換點的合理位置。

發明內容

本發明的目的是提供一種城市軌道交通CBTC系統車載ATO節能操控方法，有利于降低能耗，并可最終運行時間時盡量貼近計劃運行總時間。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種城市軌道交通CBTC系統車載ATO節能操控方法，包括：

將車載ATO節能運行劃分為四個階段，并對各個階段的運行工況能耗進行分析；四個階段分別為：以最大牽引力將速度從零提升至最大運行速度v的加速階段，以最大運行速度v持續運行的巡航階段，從最大運行速度v開始惰行至速度u的惰行階段，以及以ATO最大制動力控制停車的制動階段；

采用遺傳算法并結合運行工況能耗分析結果，將求解能耗最小問題轉換為求解加速階段至巡航階段的最佳轉換點、巡航階段至惰行階段的最佳轉換點，以及惰行階段至制動階段的最佳轉換點，并采用離線方式計算，從而獲得進入巡航階段、惰行階段以及制動階段的最佳位置。

所述對各個階段的運行工況能耗進行分析包括：

加速階段列車能耗描述為：

E₁＝(F-W)×s₁