[發明專利]一種常導高速磁浮單向運行線路輔助停車區布置優化方法

有效

• 申請號: 202011198601.X
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN112329340B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 虞翊;楚彭子;董丹陽;趙華華;張仿琪;袁建軍;陳義軍;林輝
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F30/13;G06N3/12;G06F111/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種常導高速磁浮單向運行線路輔助停車區布置優化方法，該方法包括以下步驟：根據線路情況獲取候選輔助停車區；基于目標速度曲線和約束條件，以及候選輔助停車區的安全制動曲線、最小速度曲線、最大速度曲線和安全懸浮曲線，建立目標函數與候選輔助停車區數量和區間追蹤間隔時間有關的輔助停車區布置模型；利用改進遺傳算法對輔助停車區布置模型進行迭代優化求解，得到候選輔助停車區優化布置方案。與現有技術相比，解決了復雜工況下的候選輔助停車區布置問題，能夠為工程人員提供輔助決策，提高安全性、效率并節約成本，也能提高線路設計的科學性，即使得候選輔助停車區總數量盡可能少且區間追蹤時間盡可能小。

技術領域

本發明涉及磁浮線路設計與列車運行控制領域，尤其是涉及一種常導高速磁浮單向運行線路輔助停車區布置優化方法。

背景技術

當前，高速磁浮線路建設經驗尚十分有限，常導磁浮線路需要布置輔助停車區來應對應急需求。對于輔助停車區的布置，一般根據車長和坡度計算輔助停車區的長度，并根據速度和坡度來定義輔助停車區之間的距離。但這種基于名義值的方式，難以應對復雜工況，且速度參考范圍有限。基于此，虞翊等2019年發表在《同濟大學學報(自然科學版)》的文獻“基于防護速度的高速磁浮候選輔助停車區設置”提出了基于防護速度曲線的單向運營線路輔助停車區布置方法。該方法是一種以終點站為第一個基準輔助停車區，進而根據防護速度曲線依次向起點站逼近的遞推布置策略。公開號為CN109050585A的專利“一種高速磁浮列車線路軌道運行輔助停車區確定方法”提出了一種以起點站為第一個基準輔助停車區，進而模擬列車運行，確定下一個輔助停車區的遞推布置方式。以上兩種遞推布置方法具有一定的通用性，但均未充分考慮復雜工況。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種常導高速磁浮單向運行線路輔助停車區布置優化方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種常導高速磁浮單向運行線路輔助停車區布置優化方法，該方法包括以下步驟：

步驟S1：根據線路情況獲取候選輔助停車區；

步驟S2：基于目標速度曲線和約束條件，以及候選輔助停車區的安全制動曲線、最小速度曲線、最大速度曲線和安全懸浮曲線，建立目標函數與輔助停車區數量和區間追蹤間隔時間有關的輔助停車區布置模型；

步驟S3：利用改進遺傳算法對輔助停車區布置模型進行迭代優化求解，得到輔助停車區優化布置方案。

輔助停車區布置模型以最小化目標函數為目標，所述的目標函數F(x_i)為：

其中，f_p為懲罰項，f(x_i)表示為：

其中，f₁(x_i)為候選輔助停車區數量，f₂(x_i)為區間追蹤間隔時間，w₁和w₂為權重。

所述輔助停車區數量的計算公式為：

其中，x_i為決策變量，取1時，代表選擇第i個候選輔助停車區作為正式輔助停車區，取0時，則不選擇第i個候選輔助停車區作為正式輔助停車區；

所述區間追蹤間隔時間的計算公式為：