[发明专利]列车互联互通跨线运行下的节能优化方法

说明书

本发明提供了一种列车互联互通跨线运行下的节能优化方法。该方法包括：根据本线列车与跨线列车的牵引特性曲线分别得到本线列车与跨线列车的牵引过程，建立本线列车与跨线列车在不同牵引过程下的驾驶策略节能优化模型；利用遗传算法求解驾驶策略节能优化模型得到最节能驾驶策略，基于最节能驾驶策略获取本线列车和跨线列车的运行时间与运行能耗之间的关系，建立轨道列车互联互通线路时刻表的节能优化模型；采用粒子群算法求解轨道列车互联互通线路时刻表的节能优化模型，得到使列车总运行能耗最小的节能优化方案。本发明能够在安全高效完成跨线运行的前提下，协调本线线路与跨线线路相互制约的关系，提高再生制动能量的利用率，达到节能目的。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通节能优化技术领域，尤其涉及一种列车互联互通跨线运行下的节能优化方法。

背景技术

随着我国越来越多城市的轨道交通线路迈入网络化运营，不同线路列车跨线运行已成为网络化运营的一个主要特征，为此，2018年中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会发布了《城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC)互联互通系统规范》，同时，在重庆地铁，由中国城市轨道交通协会牵头，开展了重庆互联互通国家示范工程项目，目前已进入到试运行阶段。

城市轨道交通迅速发展的同时，耗能大这一问题日益突出。在目前城市轨道交通节能优化的方法中，主要针对的是既有单线运行线路，不需要考虑不同线路给节能优化带来的影响；而面向互联互通的城市轨道列车可以在不同厂商设备的线路或网络中安全运行，实现不同线路之间的跨线运行，这对互联互通跨线运行下的节能优化方法提出了更高的要求。为了降低跨线运行下列车的总运行能耗，需要有效的节能方法对列车的运行策略及线路时刻表进行优化。

目前，现有技术中在单线运行线路下通常从以下两方面对城市轨道列车进行节能优化：

1、优化列车的节能驾驶策略，考虑了运行时间、线路坡度、线路限速以及工况转换约束对列车驾驶策略的影响，以列车在站间运行能耗最小为优化目标，建立列车的节能驾驶策略优化模型。

2、优化单线线路的节能时刻表，考虑了再生制动能量的利用以及本线路运行需求的约束对时刻表的影响，以列车在多站间运行的总能耗最小为优化目标，建立线路的时刻表节能优化模型。

上述现有技术中的在单线运行线路下对城市轨道列车进行节能优化的方法的缺点为：该方法不适用于互联互通跨线运行下城市轨道列车的节能优化，主要因为下面的三点原因：

1、只考虑了本线路内相同性能列车，以及相同线路参数对节能优化的影响；而没有考虑本线线路与跨线线路中不同性能列车及不同线路参数对驾驶策略优化的影响。

2、只考虑了本线线路内再生制动能量的利用情况，而没有考虑本线线路与跨线线路之间再生制动能量不能相互利用的情况。

3、只协调了本线列车的时刻表，而没有考虑本线线路与跨线线路之间相互影响、相互制约的约束关系对各线路时刻表优化带来的影响。

发明内容

本发明提供了一种列车互联互通跨线运行下的节能优化方法，以克服现有技术的缺点。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种列车互联互通跨线运行下的节能优化方法，包括：

根据本线列车与跨线列车的牵引特性曲线分别得到本线列车与跨线列车的牵引过程，建立本线列车与跨线列车在不同牵引过程下的驾驶策略节能优化模型；

利用遗传算法求解所述本线列车与跨线列车在不同牵引过程下的驾驶策略节能优化模型得到最节能驾驶策略，基于所述最节能驾驶策略获取本线列车和跨线列车的运行时间与运行能耗之间的关系；

基于所述本线列车和跨线列车的运行时间与运行能耗之间的关系，建立轨道列车互联互通线路时刻表的节能优化模型；