[發明專利]一種非高峰時段多列車運行節能優化方法

有效

• 申請號: 201710528491.0
• 申請日: 2017-07-01
• 公開（公告）號: CN107368920B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 胡雪冰;陳壯;陳葉健;吳波;裴衛衛;張永;邢宗義
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/30;G06N3/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種非高峰時段多列車運行節能優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，設置列車運行基本數據及Pareto算法參數，包括非高峰多列車運行的線路數據、列車數據、運營數據和Pareto多目標遺傳算法的基本參數；

步驟2，構建非高峰時段多列車能耗計算模型；

步驟3，以停站時間的壓縮值為優化變量，以節能指標和準時指標為優化目標，以單向總運行時間和停站時間變化范圍為約束條件，建立非高峰時段多列車節能優化模型；

步驟4，基于Pareto多目標遺傳算法來求解非高峰時段多列車節能優化模型，得到一組非支配解集；

步驟5，提取最優解，從而得出優化后的時刻表，完成非高峰時段多列車節能優化模型的求解；

步驟3中所述的非高峰時段多列車節能優化模型，具體如下：

l_di≤g₂(x)＝d_n≤u_di (4)

式中f₁(x)為與節能指標相關的目標函數，F(t)為t時刻標列車的牽引力；E₀(i)為列車在區間i原計劃的能耗值；t₀,t_f分別為列車運行時刻和結束時刻；K,K-1分別為車站數和列車運行區間數；f₂(x)為與準時指標相關的目標函數，Δd_i為車站i的停站時間壓縮值；T_i為車站i的計劃運行時間；g₁(x)為與總運行時間相關的約束條件，g₂(x)為與停站時間相關的約束條件，l_di和u_di分別為最小停站時間和最大停站時間，v(t)為列車的速度。

2.根據權利要求1所述的非高峰時段多列車運行節能優化方法，其特征在于，步驟1中所述的線路數據，包括坡道起止公里標及對應坡度i、曲線段起止公里標及對應曲率C，限速段起止公里標及對應限速V_T；所述的列車數據，包括列車的編組方式、長度L、載荷等級AW、戴維斯方程系數a,b,c、最大加速度a_max、最大速度v_max、牽引特性曲線F(v)和制動特性曲線B(v)；所述的Pareto多目標遺傳算法的基本參數，包括選擇算子、交叉算子、變異算子、最大進化代數、種群大小和適應度函數。

3.根據權利要求1所述的非高峰時段多列車運行節能優化方法，其特征在于，步驟2中所述的構建非高峰時段多列車能耗計算模型，具體如下：

步驟2.1、根據列車運行區段工況轉折點，分區間進行列車的牽引能耗計算，根據列車前一個仿真步長運行至當前仿真步長的公里標S(t)，得到當前仿真步長內列車的坡度i、曲率C；

步驟2.2、根據前一個仿真步長列車的速度v(t)、能耗E(t)，計算出當前仿真步長內列車的牽引力F(v)、制動力B(v)和阻力參數f；

步驟2.3、根據列車的工況和受力分析，計算出當前時間t列車的加速度a(t)、牽引功率P(t)，進而計算出下一個仿真步長內的速度v(t+Δt)、公里標S(t+Δt)、牽引功率P(t+Δt)，以及牽引能耗E(t+Δt)，Δt為仿真步長時間。