[發明專利]臨時限速下的高鐵列車調度與控制一體優化方法

有效

• 申請號: 201910477032.3
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110155126B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 孟令云;王義惠;龍思慧;李璇
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B61L27/00
• 分類號: B61L27/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發明提供了一種臨時限速下的高鐵列車調度與控制一體優化方法。該方法包括：配置優化列車運行調整圖及速度曲線所需的鐵路線路拓撲結構、信號系統和列車動力學特性基礎參數；配置臨時限速場景基礎數據；根據鐵路線路拓撲結構、信號系統特性、列車動力學特性基礎參數及臨時限速場景基礎數據建立在臨時限速條件下的列車運行調整與駕駛控制一體化優化模型，采用混合整數線性規劃來求解列車運行調整與駕駛控制一體化優化模型，獲取帶鎖閉時間的列車運行調整圖及各列車速度曲線。本發明可以在高速鐵路運行受臨時限速擾動的情況下，自動編制并提供帶鎖閉時間的列車運行調整圖及速度曲線，可以保證列車調整計劃與推薦速度運行曲線的優化性及可實施性。

技術領域

本發明涉及列車運行調整和控制技術領域，尤其涉及一種臨時限速下的高鐵列車調度與控制一體優化方法。

背景技術

作為一種大運量、低能耗、高效率的綠色出行方式，高速鐵路系統在公共交通體系中占有重要地位。截止到2017年底，我國高速鐵路運營總里程已突破2.2萬公里。隨著更多高鐵線路的開通以及列車運行速度的提高，風、雨、雪、地震等自然災害對列車運行安全和運行效率的負面影響也越來越顯著。當災害監測系統發出預警、報警信息時，下達臨時限速命令是控制列車運行速度、保障列車運行安全的有效措施。

運行速度的降低將導致列車在臨時限速區段上的運行時間增加從而導致列車發生延誤。此時，行車調度員的關鍵任務是調整受影響的列車時刻表并進一步減小潛在的負面影響，列車司機根據調度命令監控列車運行狀態，人工駕駛列車并反饋確認信號。惡劣天氣情況下調度指揮控制和列車運行控制的“兩層式”控制方法會降低運營恢復能力且不能保證兩者的全局優化解。

現有的列車運行調整模型沒有將列車駕駛控制細節列入考慮。有鑒于此，為提高臨時限速下高速鐵路應急處置能力，迫切需要一種臨時限速下的高速鐵路列車運行調整與駕駛控制一體化優化方法來實現列車調整計劃與推薦速度運行曲線的優化性及可實施性。

發明內容

本發明的實施例提供了一種臨時限速下的高鐵列車調度與控制一體優化方法，以克服現有技術的問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種臨時限速下的高鐵列車調度與控制一體優化方法，包括：

配置優化列車運行調整圖及速度曲線所需的鐵路線路拓撲結構、信號系統和列車動力學特性基礎參數；

配置臨時限速場景基礎數據；

根據所述鐵路線路拓撲結構、信號系統特性、列車動力學特性基礎參數及臨時限速場景基礎數據建立在臨時限速條件下的列車運行調整與駕駛控制一體化優化模型，該一體化優化模型包括：列車臨時限速約束模型、基于離散距離的列車動力學模型、列車到發時刻模型、基于軌道區段鎖閉時間的列車運行間隔計算模型、軌道區段能力約束模型和目標函數模型；

采用混合整數線性規劃來求解所述列車運行調整與駕駛控制一體化優化模型，獲取帶鎖閉時間的列車運行調整圖及各列車速度曲線。

優選地，所述配置優化列車運行調整圖及速度曲線所需的列車動力學特性基礎參數包括：高速鐵路線路信息、車站信息、線路固定限速信息、軌道區段信息、初始時刻表、列車長度、路徑、站內停站時間、列車發車時間窗、最小加速度與最大加速度。

優選地，所述臨時限速場景基礎數據包括：臨時限速軌道區段、臨時限速開始時間及結束時間、臨時限速值。

優選地，所述列車臨時限速約束模型如下：

ξ_f,i,j表示列車f在閉塞區間(i,j)是否受臨時限速的影響