[发明专利]重载列车自动驾驶节能控制方法及装置

权利要求书

1.一种重载列车自动驾驶节能控制方法，其特征在于，所述方法包括：

对获得的列车信息和线路信息进行预处理，以得到处理后的数据；

在满足车辆正常运行的约束条件下，对所述处理后的数据进行计算，以得到规划曲线集合，包括：

获得能力系数λ，根据所述能力系数得到实际使用的电机总功率，其中，P为单台电机功率，N为电机台数，m为车辆载重；

在一个预设线路范围内，根据所述实际使用的电机总功率和列车模型，为该预设线路范围内的每个位置点分配不同的控制参数值；

针对每一个位置点上的不同控制参数值，采用预设计算方法计算出多条满足所述约束条件的规划曲线，以得到规划曲线集合；

根据能耗评价函数计算所述规划曲线集合中每一条规划曲线的能耗；

根据每条规划曲线的能耗从所述规划曲线集合中确定一条满足节能运行的目标曲线，并根据所述目标曲线对重载列车进行控制。

2.根据权利要求1所述的重载列车自动驾驶节能控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取实时列车信息和实时线路信息，判断所述实时列车信息和实时线路信息是否与所述目标曲线中对应位置处的列车信息和线路信息对应匹配，若不匹配，则根据所述实时列车信息和实时线路信息获得实时目标曲线，并根据所述实时目标曲线，对所述重载列车进行实时控制。

3.根据权利要求1所述的重载列车自动驾驶节能控制方法，其特征在于，根据能耗评价函数计算所述规划曲线集合中每一条规划曲线的能耗的步骤包括：

针对所述规划曲线集合中的每条规划曲线，采用能耗公式或者计算每条规划曲线的能耗，其中，F_i是第i个位置点的作用力、Δs_i是力作用下的位移；v_i是第i个位置点的速度、Δt_i是速度v_i作用的时间。

4.根据权利要求1所述的重载列车自动驾驶节能控制方法，其特征在于，根据每条规划曲线的能耗从所述规划曲线集合中确定一条满足节能运行的目标曲线的步骤包括：

将所述规划曲线集合中能耗为最小的规划曲线作为目标曲线。

5.根据权利要求1所述的重载列车自动驾驶节能控制方法，其特征在于，执行在满足车辆正常运行的约束条件下，对所述处理后的数据进行计算，以得到规划曲线集合的步骤之前，所述方法还包括：

根据列车信息和线路信息配置得到列车模型，并获得满足所述列车模型计算要求的约束条件。

6.根据权利要求5所述的重载列车自动驾驶节能控制方法，其特征在于，所述列车模型包括：黏着力模型、阻力模型、空气制动模型以及牵引力/电制力模型。

7.根据权利要求1所述的重载列车自动驾驶节能控制方法，其特征在于，所述约束条件包括：工况约束、牵引/电制力约束、空气制动力约束、速度约束、加速度约束以及加速度变化率约束。

8.一种重载列车自动驾驶节能控制装置，其特征在于，包括：

预处理单元，用于接收线路信息和列车信息，并进行预处理以得到处理后的数据；

列车模型单元，用于提供列车模型，并对所述列车模型进行配置；

约束条件单元，用于配置满足所述重载列车正常运行的约束条件；

规划计算单元，用于根据所述列车模型和所述约束条件，对所述处理后的数据进行实时计算，以得到规划曲线集合，包括：

获得能力系数λ，根据所述能力系数得到实际使用的电机总功率，其中，P为单台电机功率，N为电机台数，m为车辆载重；

在一个预设线路范围内，根据所述实际使用的电机总功率和列车模型，为该预设线路范围内的每个位置点分配不同的控制参数值；

针对每一个位置点上的不同控制参数值，采用预设计算方法计算出多条满足所述约束条件的规划曲线，以得到规划曲线集合；

能耗评价单元，用于根据能耗评价函数对所述规划曲线集合进行筛选，以得到一条目标曲线；

控制指令执行单元，用于根据所述目标曲线对重载列车进行控制。

9.根据权利要求8所述的重载列车自动驾驶节能控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

实时状态反馈单元，用于获取当前车辆运行中的实时列车信息和实时线路信息，并反馈给所述规划计算单元和所述指令执行单元；

所述规划计算单元还用于判断所述实时列车信息和实时线路信息是否与所述目标曲线中对应位置处的列车信息和线路信息对应匹配，若不匹配，则根据所述实时列车信息和实时线路信息获得实时目标曲线；

所述控制指令执行单元还用于根据所述实时列车信息、所述实时线路信息以及所述实时目标曲线对所述重载列车进行实时控制。