[发明专利]临时限速下的高铁列车调度与控制一体优化方法

说明书

本发明提供了一种临时限速下的高铁列车调度与控制一体优化方法。该方法包括：配置优化列车运行调整图及速度曲线所需的铁路线路拓扑结构、信号系统和列车动力学特性基础参数；配置临时限速场景基础数据；根据铁路线路拓扑结构、信号系统特性、列车动力学特性基础参数及临时限速场景基础数据建立在临时限速条件下的列车运行调整与驾驶控制一体化优化模型，采用混合整数线性规划来求解列车运行调整与驾驶控制一体化优化模型，获取带锁闭时间的列车运行调整图及各列车速度曲线。本发明可以在高速铁路运行受临时限速扰动的情况下，自动编制并提供带锁闭时间的列车运行调整图及速度曲线，可以保证列车调整计划与推荐速度运行曲线的优化性及可实施性。

技术领域

本发明涉及列车运行调整和控制技术领域，尤其涉及一种临时限速下的高铁列车调度与控制一体优化方法。

背景技术

作为一种大运量、低能耗、高效率的绿色出行方式，高速铁路系统在公共交通体系中占有重要地位。截止到2017年底，我国高速铁路运营总里程已突破2.2万公里。随着更多高铁线路的开通以及列车运行速度的提高，风、雨、雪、地震等自然灾害对列车运行安全和运行效率的负面影响也越来越显著。当灾害监测系统发出预警、报警信息时，下达临时限速命令是控制列车运行速度、保障列车运行安全的有效措施。

运行速度的降低将导致列车在临时限速区段上的运行时间增加从而导致列车发生延误。此时，行车调度员的关键任务是调整受影响的列车时刻表并进一步减小潜在的负面影响，列车司机根据调度命令监控列车运行状态，人工驾驶列车并反馈确认信号。恶劣天气情况下调度指挥控制和列车运行控制的“两层式”控制方法会降低运营恢复能力且不能保证两者的全局优化解。

现有的列车运行调整模型没有将列车驾驶控制细节列入考虑。有鉴于此，为提高临时限速下高速铁路应急处置能力，迫切需要一种临时限速下的高速铁路列车运行调整与驾驶控制一体化优化方法来实现列车调整计划与推荐速度运行曲线的优化性及可实施性。

发明内容

本发明的实施例提供了一种临时限速下的高铁列车调度与控制一体优化方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种临时限速下的高铁列车调度与控制一体优化方法，包括：

配置优化列车运行调整图及速度曲线所需的铁路线路拓扑结构、信号系统和列车动力学特性基础参数；

配置临时限速场景基础数据；

根据所述铁路线路拓扑结构、信号系统特性、列车动力学特性基础参数及临时限速场景基础数据建立在临时限速条件下的列车运行调整与驾驶控制一体化优化模型，该一体化优化模型包括：列车临时限速约束模型、基于离散距离的列车动力学模型、列车到发时刻模型、基于轨道区段锁闭时间的列车运行间隔计算模型、轨道区段能力约束模型和目标函数模型；

采用混合整数线性规划来求解所述列车运行调整与驾驶控制一体化优化模型，获取带锁闭时间的列车运行调整图及各列车速度曲线。

优选地，所述配置优化列车运行调整图及速度曲线所需的列车动力学特性基础参数包括：高速铁路线路信息、车站信息、线路固定限速信息、轨道区段信息、初始时刻表、列车长度、路径、站内停站时间、列车发车时间窗、最小加速度与最大加速度。

优选地，所述临时限速场景基础数据包括：临时限速轨道区段、临时限速开始时间及结束时间、临时限速值。

优选地，所述列车临时限速约束模型如下：

ξ_f,i,j表示列车f在闭塞区间(i,j)是否受临时限速的影响