[發(fā)明專利]一種高速列車編隊在途追蹤運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110390559.X
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113060188A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 上官偉;敦旖晨;劉俊囡;宋鴻宇;盛昭;蔡伯根
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: B61L27/00
• 分類號: B61L27/00;B61L27/04;B61L23/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 鄒芳德

本發(fā)明提供了一種高速列車編隊在途追蹤運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化方法。包括：列車在途運(yùn)行時，計算狀態(tài)偏離參數(shù)；判斷實際列車運(yùn)行狀態(tài)與列車計劃運(yùn)行狀態(tài)的偏離程度，確定列車運(yùn)行狀態(tài)；列車按計劃運(yùn)行狀態(tài)下；基于常態(tài)運(yùn)行調(diào)整參數(shù)，建立列車常態(tài)運(yùn)行調(diào)整策略，進(jìn)行編隊列車群在途追蹤運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化，確定列車速度控制曲線；列車運(yùn)行受到編隊內(nèi)外因素的干擾，導(dǎo)致列車延誤及延誤傳播，偏離列車運(yùn)行計劃；進(jìn)行編隊列車群在途追蹤運(yùn)行協(xié)同調(diào)整，消解干擾影響，重新規(guī)劃編隊列車群在運(yùn)行區(qū)間的剩余區(qū)段進(jìn)行在途追蹤運(yùn)行時的控制策略。本發(fā)明能夠?qū)崟r監(jiān)測列車運(yùn)行狀態(tài)并對編隊列車群進(jìn)行在途運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化與調(diào)整。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高速列車運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于高速列車的編隊在途追蹤運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

近年來，高速鐵路作為綜合交通運(yùn)輸體系和經(jīng)濟(jì)大動脈的骨干，以其安全可靠、乘坐舒適、運(yùn)輸高效、環(huán)境友好等特點，獲得了蓬勃發(fā)展，成為世界鐵路發(fā)展的重要趨勢和交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，同時也是未來國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要領(lǐng)域之一。高速鐵路的發(fā)展與建設(shè)對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、保障和改善民生、增強(qiáng)國家綜合實力發(fā)揮了重要作用。但是，當(dāng)前鐵路總體運(yùn)輸效率依然無法滿足國家經(jīng)濟(jì)社會大發(fā)展的要求。每逢鐵路旅客出行需求較高且集中的時期，鐵路運(yùn)輸依然呈現(xiàn)嚴(yán)峻的運(yùn)能階段性緊張情況；同時，隨著列車運(yùn)行控制技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，我國高速鐵路列車運(yùn)行間隔不斷縮小，在提升運(yùn)行效率的同時，也導(dǎo)致相鄰列車之間的相互影響更加明顯，鐵路線路運(yùn)行的任意列車發(fā)生延誤很可能對其他列車的運(yùn)行造成干擾，甚至產(chǎn)生延誤傳播問題，而使用傳統(tǒng)的人工方式在短時間內(nèi)調(diào)整列車運(yùn)行，對調(diào)度人員的技術(shù)和經(jīng)驗要求較高，且調(diào)整結(jié)果隨機(jī)性大。

隨著多智能體群集編隊思想的發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量道路交通領(lǐng)域的車輛隊列相關(guān)研究，通過對車輛進(jìn)行編隊控制，實現(xiàn)了緩解交通擁塞、減少交通事故發(fā)生的目的，從而有效提高了交通運(yùn)行效率、增強(qiáng)了車輛運(yùn)行安全性。與道路交通系統(tǒng)相比，軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行線路固定且單一，列車在區(qū)間運(yùn)行時不存在換道或后車超車等問題，列車運(yùn)行狀態(tài)與列車間的相互影響都更為簡單。因此，基于多智能體群集編隊思想，開展高速列車群追蹤運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化研究，使列車以隊列的形式協(xié)同運(yùn)行，從而能夠提升鐵路線路時空利用率，緩解鐵路運(yùn)能緊張具有重要的意義。

目前，還沒有一種基于多智能體群集編隊思想的高速列車編隊在途追蹤運(yùn)行控制優(yōu)化方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高速列車編隊在途追蹤運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化方法，以實現(xiàn)編隊多智能體在途調(diào)整的高速列車追蹤運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種高速列車編隊在途追蹤運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化方法，包括：

列車在途運(yùn)行時，計算狀態(tài)偏離參數(shù)；判斷實際列車運(yùn)行狀態(tài)與列車計劃運(yùn)行狀態(tài)的偏離程度，確定列車運(yùn)行狀態(tài)；

列車按計劃運(yùn)行狀態(tài)下；基于常態(tài)運(yùn)行調(diào)整參數(shù)，建立列車常態(tài)運(yùn)行調(diào)整策略，進(jìn)行編隊列車群在途追蹤運(yùn)行協(xié)同優(yōu)化，確定列車速度控制曲線；

列車運(yùn)行受到編隊內(nèi)外因素的干擾，導(dǎo)致列車延誤及延誤傳播，偏離列車運(yùn)行計劃；進(jìn)行編隊列車群在途追蹤運(yùn)行協(xié)同調(diào)整，消解干擾影響，重新規(guī)劃編隊列車群在運(yùn)行區(qū)間的剩余區(qū)段進(jìn)行在途追蹤運(yùn)行時的控制策略。

其中，所述狀態(tài)偏離參數(shù)D用于表示實際列車運(yùn)行狀態(tài)與列車計劃運(yùn)行狀態(tài)的偏離程度，確定列車受擾程度；

列車編隊運(yùn)行時，通過下式實時計算狀態(tài)偏離參數(shù)D以判斷列車運(yùn)行狀態(tài)：

D＝{D₁,D₂,…,D_i}

其中，D_i為列車i在時刻t的狀態(tài)偏離參數(shù)；為列車i在t時刻的實際運(yùn)行位置；為列車i在t時刻的計劃運(yùn)行位置；Δx為可容許的列車距離偏差值。