[发明专利]一种城市轨道交通列车节能优化运行方法

说明书

本发明公开了一种城市轨道交通列车节能优化运行方法，通过分析统计数据得出各运行区间的列车运行时间‑能耗函数关系，并预测各区间载客量，优化调整列车的总运行时间在各运行区间的分配情况，得到列车在整条线路的总能耗函数表达式，并使用粒子群算法，以列车在整条线路的最低能耗作为优化目标，对列车在各运行区间的运行时间进行优化求解，得出优化后的各区间运行时间，用于生成列车的牵引曲线，以达到节能的目的。本发明能有效降低城市轨道交通列车的牵引能耗，降低地铁运营企业的运营成本，可操作性强，不会对运营企业造成额外的负担。

技术领域

本发明属于城市轨道交通车辆节能控制技术领域，尤其涉及一种城市轨道交通列车节能优化运行方法。

背景技术

目前列车在各运行区间的运行时间安排是按照该运行区间的线路长度、限速范围等因素确定，主要以满足列车安全运行及乘客便捷乘车为出发点，较少有考虑到列车的节能优化问题。国外学者在对马德里-瓜达拉哈拉市(Madrid-Guadalajara)、瓜达拉哈拉市-卡拉塔尤德(Guadalajara-Calatayud)和、卡拉塔尤德-萨拉戈萨(Calatayud-Zaragoza)中同一段铁路的三个运行区间进行时间优化，在维持总体运行时间为1小时28分不变的情况下，改变各区间的运行时间，可达到最高节能33.63％的目标。但城际轨道交通与城市轨道交通在线路环境组成上有着诸多的不同。城际轨道交通路程远，主要路程分布在郊外，以平直轨道为主，较少遇到复杂的线路环境。城市轨道交通通常在各类建筑物之间穿行，地下线路在建设过程中还要受到地质环境及附近建筑物的制约，线路环境复杂多变，通常包含着较多的弯道和坡道，使得列车的牵引能耗在不同运行区间之间变化较大。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种城市轨道交通列车节能优化运行方法，本发明能效降低城市轨道交通列车的牵引能耗，相比于通过增加或改造硬件设备的方法，更能降低地铁运营企业的运营成本，可操作性强，不会对运营企业造成额外的负担。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种城市轨道交通列车节能优化运行方法，通过统计分析列车在各运行区间的能耗与运行时间的规律，优化调整列车的总运行时间在各运行区间的分配情况，达到节能的目的，主要包括以下步骤：

步骤1：通过车载的数据记录器读取列车在各区间运行的运行时间、列车总质量、列车牵引能耗和列车再生制动回收能量，并按照不同的运行区间进行归类整理列车运行数据；

步骤2：根据列车运行数据拟合得到每一运行区间内列车能耗与运行时间的函数关系，其中，列车在第i个区间每吨质量的运行能耗-运行时间的函数关系满足：

q_i＝F(t_i)；

其中，q_i表示第i个区间每吨质量的运行能耗，t_i表示第i个区间的运行时间；

若列车在该运行区第i个间区间的列车总质量为m_i，则列车在第i个运行区间的总能耗为；

Q_i＝F_i(t_i)·m_i，Q_i表示第i个运行区间的总能耗；

步骤3：通过对列车每一运行区间的函数关系进行整合，得到列车在整条线路的各区间运行时间分配与列车总能耗的关系，并通过粒子群算法进行优化求解最优运行时间分配方案，得出优化后的各区间运行时间，用于生成列车的牵引曲线。