[發明專利]一種列車多區間運行曲線快速優化方法

有效

• 申請號: 201910178003.7
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN109840641B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 王青元;毛暢海;孫鵬飛;白寶雪;陳鴻輝
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/30
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

1.一種列車多區間運行曲線快速優化方法，其特征在于，包括：

S1、獲取待優化車次模型的包括列車參數、線路數據和全線運行時間的數據；

S2、設置速度曲線優化參數；

S3、對所述步驟S1中的列車參數和線路數據進行預處理；

S4、計算各區間內的狀態空間、狀態轉移方程與狀態轉移代價，包括：

S4.1、根據車站數據劃分區間，從始發站開始，兩相鄰車站間的區段為一運行區間，區間的起止點速度為0；

S4.2、依次求解各區間的狀態空間、狀態轉移方程與狀態轉移代價，包括：

S4.2.1、構建列車狀態坐標系，以離散速度間隔的整數倍為巡航速度繪制恒速曲線；

S4.2.2、在限速上跳變點處生成狀態點，以生成的狀態點為起點計算牽引曲線，根據牽引曲線與恒速曲線相交點生成的新狀態點，得到狀態間轉移代價與轉移方程；

S4.2.3、在限速下跳變點處生成狀態點，以生成而定狀態點為終點反算制動曲線，得到系列新狀態點及轉移代價與轉移方程；

S4.2.4、根據制動曲線上的系列狀態點反算惰行曲線，分別計算得到系列新狀態及轉移代價與轉移方程；

S4.2.5、求解恒速曲線上相鄰狀態點間的狀態轉移代價與轉移方程；

S4.2.6、刪除電分相起止區段間需要牽引力才能存在的曲線，以及對應狀態與狀態轉移方程；若電分相區域處于牽引區段，則從電分相始端的牽引曲線處向電分相末端繪制惰行曲線，再從惰行曲線末端繪制牽引曲線，最后得到系列新狀態及轉移代價與轉移方程；若電分相區域處于其它區段，則在電分相起止端的惰行曲線處向電分相兩側添加牽引曲線，最后得到系列新狀態及轉移代價與轉移方程；

S4.2.7、刪除在大上坡道起止區段間的牽引及恒速曲線，以及對應狀態與狀態轉移方程，并在大上坡道起點位置以一定離散速度在大坡道區間及其兩側添加牽引曲線，得到系列新狀態及轉移代價與轉移方程；

S4.2.8、判斷是否存在相交曲線，若存在，則求出交點為新的狀態，同時更新狀態轉移代價與轉移方程；

S5、將所述各區間的狀態空間連接為整體，結合權重自適應調整方法進行動態規劃算法求解，得到全線運行時間約束下的動態規劃優化結果；

S6、解析并輸出動態規劃優化結果，得到多區間節能運行速度曲線與各區間分配運行時間。

2.根據權利要求1所述的列車多區間運行曲線快速優化方法，其特征在于：所述步驟S1中線路數據包括線路平縱斷面數據和線路限速數據；所述線路平縱斷面數據包括坡道數據、曲線數據、電分相數據和車站數據。

3.根據權利要求1所述的列車多區間運行曲線快速優化方法，其特征在于，所述步驟S2中設置的速度曲線優化參數包括：安全速度裕量值、最大/最小運行加速度、離散速度間隔和運行時間指標。

4.根據權利要求1所述的列車多區間運行曲線快速優化方法，其特征在于，所述步驟S3中列車參數和線路數據進行預處理包括：根據列車信息得到的列車總重和總長；優化起點到終點范圍內的坡道數據和曲線數據的離散化；根據安全速度裕量、列車總長對線路限速數據進行修正。

5.根據權利要求1所述的列車多區間運行曲線快速優化方法，其特征在于，所述步驟S4中的狀態空間為所有的狀態集合；

所述轉移方程為G_k+1＝T_k(G_k,u_k)，其中，G_k為當前狀態，u_k為當前決策，G_k+1為下一狀態，狀態指列車所處的狀態，由位置、速度指標構成，記為G(s,v)，s為位置，v為速度；

所述狀態轉移代價為狀態轉移過程中運行能耗E_k與運行時間消耗T_k。