[發明專利]一種多列車協同控制方法和裝置

在審

• 申請號: 202010858087.1
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112084636A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 王洪偉;朱力;王悉;林思雨;郝明釗;趙倩倩
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06Q10/04;B61L27/00;B61L15/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 麻吉鳳

1.一種多列車協同控制方法，其特征在于，包括：

S1，建立城市軌道交通列車動力學模型；

S2，對基于車車通信的城市軌道交通列車控制系統進行建模；

S3，根據所述動力學模型和所述控制系統的模型，構建綜合考慮列車編隊距離收斂和速度收斂的優化控制目標；

S4，基于人工勢場法和卡爾曼濾波，根據所述優化控制目標，對多列車進行協同控制。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1具體為：

列車的運動學模型如下：

x[k+1]＝Ax[k]+Bu[k] (1)

x[k]是第k個通信周期內列車的狀態，u[k]是勢場函數輸出的勢場值，A，B分別是參數矩陣；

列車狀態x[k]的表達如下：

x[k]＝[s_i[k]，v_i[k]]^T (2)

其中s_i[k]、v_i[k]分別表示列車的位置和速度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2具體為：

在CBTC系統中增加車車通信，實現車車通信和車地通信兩種制式的共存，編隊運行的列車通過車地通信與控制中心交換信息，通過車車通信與相鄰列車交換信息；在編隊運行模式下除首車外的其他列車增加協同控制模塊Train Cooperative Operation進行狀態決策；

在列車編隊控制算法中，編隊指令由地面中心ATS下發，在下發的指令中包括對領導者和跟隨者的指定，編隊的首車被指定為領導者，編隊內的其余列車被指定為跟隨者，首車作為領導者按照時刻表運行追蹤ATO曲線，編隊的其余列車作為跟隨者追蹤首車的位置和速度。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4具體為：

S41：采集通信拓撲內列車實時運行狀態，獲取每列車的位置和速度信息；

S42：將每列車的位置和速度信息輸入到勢場函數和卡爾曼濾波器中；

S43：根據狀態勢場函數和卡爾曼濾波器，為每列車計算控制力u[k]；

S44：將控制力u[k]施加到每列車；

S45：重復步驟S41-S44，直到列車運行到目的地。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟43具體為：

步驟431，后車建立與前車的通信；

步驟432，后車收到前車勢場函數輸出u[k]；

步驟433，后車收到前車y[k]；y[k]包含速度和位置信息；

步驟434，后車根據前車的動力學數學模型計算

步驟435，后車根據前車的車載傳感器數學模型計算

步驟436，后車判斷收斂到y[k]；如果判斷結果為是，則表示收斂到x[k]；如果判斷結果為否，則跳到步驟433；

步驟437，后車使用收斂的x[k]，計算后車勢場函數輸出u[k]。