[发明专利]无惰行工况的高速列车快速并节能运行控制方法

说明书

本发明涉及一种无惰行工况的列车快速并节能运行控制方法，包括：步骤S1：取消列车惰行工况，以站间距、具体线路条件和列车性能为约束条件，以时间最短为优化目标建立列车快速运行的目标行为曲线；步骤S2：高速列车在实际运行中，以快速运行目标行为曲线作为参照，进行列车行为的调整，并在列车开始制动至进站停车期间利用电能储能装置对制动产生的再生电能进行回收、存储、管理和再利用。与现有技术相比，本发明相比于当前高速列车运行过程有惰行工况的情形，列车最大运行速度可以在保证快捷性有所提升的前提下略降，进一步减少列车运行的能耗。

技术领域

本发明涉及一种列车控制方法，尤其是涉及一种无惰行工况的高速列车快速并节能运行控制方法。

背景技术

在轨道交通领域,，对列车节能运行的研究已经积累了大量成果，主要体现在列车微观行为的能耗优化，以及宏观上基于列车时刻表的再生电能利用等两个方面。

针对列车微观行为的能耗优化，基本上多是通过尽可能的延长列车惰行时间来实现节能运行，因为在惰行期间，列车完全依赖轮轨相互作用产生的阻力、坡道或曲线附加阻力，以及空气阻力，来降低运行速度，并未主动性施加牵引力或制动力，故在此期间列车不消耗任何能量，完全靠列车惰行时的初始速度和惯性来驱动自身运行。惰行阶段，一般发生在列车达到自身性能与线路允许的最大速度以后，这样做可以利用列车的强大惯性以较大的速度运行，尽管列车在惰行阶段速度会有所降低，但由于未施加制动力，速度由于列车强大惯性呈现出缓慢降低的特征，因而可以在一定程度上减小惰行对列车运行快捷性的负面影响。显然，列车一达到最大运行速度即开始惰行，并惰行尽可能长的时间，节能效果最为显著。有的研究成果认为列车惰行产生的节能效果是以牺牲列车运行的快捷性为代价，其负面影响不能忽略，并提出列车以最大运行速度匀速运行一段时间后再启动惰行阶段的折中方案。但是，以节能为目的的高速列车惰行阶段的存在，与铁路运输提速的初衷是相悖的。

基于列车时刻表的再生电能利用，乃是通过列车时刻表的精心编制，使得列车进站制动停车和其它列车出站启动加速行为在时空上相互匹配，进站列车产生的再生电能就可以回送电网而被出站列车所直接利用，这样行为时空匹配的列车相距愈近，再生电能回送电网的传输线损就越少。其不足在于：

(1)人口分布和经济发展的不平衡，导致运输任务时空分布、流向、流量的不均衡，因此，编制一个再生电能回收并直接利用的“异常完美”的时刻表，是极其困难的，实际上也是做不到的。

(2)基于列车时刻表的再生电能利用，并不以取消列车惰行为前提，而惰行阶段的存在影响到列车运行的快捷性，因而影响到列车时刻表的编制，二者互为因果，在节能和快捷性方面会坠入循环悖论的陷阱。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无惰行工况的高速列车快速并节能运行控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无惰行工况的列车快速并节能运行控制方法，包括：

步骤S1：取消列车惰行工况，以站间距、具体线路条件和列车性能为约束条件，以时间最短为优化目标建立列车快速运行的目标行为曲线；

步骤S2：高速列车在实际运行中，以快速运行目标行为曲线作为参照，进行列车行为的调整，并在列车开始制动至进站停车期间利用电能储能装置对制动产生的再生电能进行回收、存储，并进行管理和再利用。

所述电能储能装置位于车站中或列车上。

所述步骤S1具体包括：

步骤S11：按照传统高速列车牵引制动特性曲线，建立高速列车区间运行各阶段的能耗差分模型；

步骤S12：基于能耗差分模型计算整个站间区间的高速列车运行能耗和运行时间；