[發明專利]基于空氣制動的重載列車長大下坡操縱優化方法

在審

• 申請號: 202111199640.6
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113919072A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 王青元;趙紫寧;孫鵬飛;魏咪;王傳儒
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 代維凡

本發明公開了一種基于空氣制動的重載列車長大下坡操縱優化方法，通過獲取重載列車的基礎數據，構建列車縱向動力學模型，并根據基礎數據對列車縱向動力學模型進行參數校驗，并基于校驗后的列車縱向動力學模型構建列車多目標優化計算模型；完成對列車多目標優化計算模型構建標準二次型，利用標準QP模型進行解算，得到優化操縱序列；本發明通過細化空氣制動模型建立更加準確的重載列車動力學仿真模型，量化表征重載列車在長大下坡空氣制動性能的變化規律，從而基于標準QP模型，得到優化操縱序列，有效支撐并優化重載列車在長大下坡的操縱策略，保證了重載列車的安全平穩運行。

技術領域

本發明涉及列車操作優化領域，具體涉及一種基于空氣制動的重載列車長大下坡操縱優化方法。

背景技術

近年來，隨著重載貨物列車的牽引重量、編組長度不斷增加，其成本低、運能大的優勢不斷凸顯。但由于重載列車在運行過程中受到列車牽引重量、編組長度、線路限速及連續長大下坡道等條件的限制，使重載列車與普通貨物列車相比有著更加嚴苛的安全、平穩操縱要求。以朔黃鐵路線為例，其鐵路縱斷面呈西高東低走勢，海拔落差接近2000m，重車方向最大下坡道為-12‰，最小曲線半徑400m，下坡區段幾乎占整個線路的47％。尤其是在重車方向連續的長大下坡區段，司機需要進行周期性的空氣制動與緩解操作，由于合適的制動和緩解點位很難判斷，不優的空氣制動操縱可能會導致站間計劃外的停車，進而降低了整條線路的運輸效率；極端情況下甚至可能會發生聯接器斷裂和列車脫軌，極大影響著列車運行安全。因此，從空氣制動機理分析和模型深入的角度切入，以保證重載列車長大下坡周期性制動過程的安全性、平穩性為目標進行多目標操縱優化方法的研究很有必要。

由于重載列車在運行過程中必需采用空氣制動的方式調速，而在空氣制動過程中，空氣制動波傳遞時間增多且列車管充排風呈現非線性，使得司機在駕駛過程中，很難預測空氣制動的制動/緩解時機。同時，重載列車的長編組、大慣性、車輛之間易發生相對運動的特點，造成列車運行過程中易出現縱向沖動。為了確保長大下坡區段的安全平穩運行，空氣制動性能發揮的評估成為了需要首先解決的問題。現有的空氣制動性能發揮的評估主要都是結合優秀司機的操縱經驗和操縱規則的分析總結。為了保證操縱策略優化的效果，從模型出發進行空氣制動性能發揮的評估也是很有必要的。

綜上所述，針對現階段建立的長大下坡道重載列車操縱規范指標是普遍適用于全線列車安全操縱的通用指標，其對于長大下坡區段的針對性和精準性都還有欠缺。

發明內容

針對現有技術中的上述不足：現階段建立的長大下坡道重載列車操縱規范指標是普遍適用于全線列車安全操縱的通用指標，其對于長大下坡區段的針對性和精準性都還有欠缺，本發明提供了一種基于空氣制動的重載列車長大下坡操縱優化方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種基于空氣制動的重載列車長大下坡操縱優化方法，包括以下步驟：

S1、獲取重載列車的基礎數據；

S2、構建列車縱向動力學模型，并根據基礎數據對列車縱向動力學模型進行參數校驗，得到校驗后的列車縱向動力學模型；

S3、根據校驗后的列車縱向動力學模型構建列車多目標優化計算模型；

S4、根據列車多目標優化計算模型構建標準二次型，并利用標準QP模型進行解算，得到優化操縱序列。

本發明具有以下有益效果：