[发明专利]一种基于调度信号的货运机车自动操纵实时优化控制系统

权利要求书

1.一种基于调度信号的货运机车自动操纵优化实时控制系统，该货运机车包括机车信号主机、列车运行监控装置、机车运行传感记录装置、机车运行执行装置、机车控制单元和司机控制台面板，其特征在于，所述货运机车自动操纵实时优化控制系统属于该货运机车车载装置，所述货运机车自动操纵实时优化控制系统包括人机交互显示界面、货运机车自动操纵优化实时控制器和手/自动转换通信器件，所述货运机车自动操纵优化实时控制器与列车运行监控装置通过CAN总线连接，目的在于从列车运行监控装置获取机车运行线路信息与机车实时运行状态信息，该状态信息包括当前速度、当前公里标、限速、列车载重和计长信息；同时所述货运机车自动操纵优化实时控制器与机车信号主机通过串口连接，或经由上述列车运行监控装置通讯连接，目的在于从机车信号主机获取当前机车信号信息；同时所述货运机车自动操纵优化实时控制器与人机交互显示界面通过CAN总线连接，目的在于与司机交互关于货运货运机车自动操纵优化实时控制器对机车驾驶手自动切换时机的建议信息和司机对于手自动切换信息的输入；所述货运机车自动操纵优化实时控制器与手/自动转换通信器件连接；所述货运机车自动操纵优化实时控制器通过列车运行监控装置和机车信号主机获取机车当前行车信息，使得司机在实际驾驶中可以通过人机交互显示界面和司机控制台面板进行手/自动驾驶切换。

2.如权利要求1所述的基于调度信号的货运机车自动操纵优化实时控制系统，其特征在于，所述货运机车自动操纵优化实时控制器的操作实现主要通过基准目标曲线获取、当前优化目标曲线获取和自适应控制三步骤完成：

1)基准目标曲线获取，其主要实现机车在给定条件下的基准行车规划曲线信息，主要通过基于领域知识的优化算法计算机车运行的优化运行曲线，该优化算法以调度指令、列车编组信息、路径限速、道路条件、运行时间、操纵约束为优化约束条件，以机车列车性能参数为基本条件，以机车总体运行能耗最小和/或运行时间差最小为多目标或单目标优化目标，计算机车列车优化运行曲线，优化计算过程选用常规优化算法，针对给定情况下的列车约束内容，计算寻优符合驾驶条件的基准优化目标曲线；

2）当前优化目标曲线获取，其主要实现根据临时调度信号和机车当前运行状态信息参数实时计算基于调度信号的当前优化目标曲线，系统在优化求解时将临时信号信息实时转换成强制限速信息，用于求取当前优化目标曲线；

3）机车运行自适应控制是通过实时采集机车运行点位置信息，自适应调整控制档位信息的输出，达到自适应实时控制的目的。