[发明专利]一种列车运行曲线动态优化系统

说明书

一种列车运行曲线动态优化系统，系统包括参数获取模块、预处理模块、第一计算模块、存储模块和第一运行曲线优化模块；参数获取模块用于获取列车线路数据；预处理模块用于对列车线路数据进行预处理，将站间的线路长度划分为若干个阶段，将每个阶段的速度值等分为若干个状态点；第一计算模块用于计算各阶段每个状态点发生状态转移的状态转移值，基于状态转移值，获取各阶段每个状态点发生状态转移的能量消耗数组E_array和运行时间消耗数组T_array；存储模块用于存储能量消耗数组E_array和运行时间消耗数组T_array；第一运行曲线优化模块用于基于各阶段每个状态点发生状态转移的能量消耗数组E_array和运行时间消耗数组T_array，进行递推寻优，计算出列车最优运行曲线。

技术领域

本发明涉及轨道交通列车运行控制领域，具体涉及一种列车运行曲线动态优化系统。

背景技术

随着我国经济快速发展，智能化、自动化、信息化技术在城市轨道交通领域得到了广泛应用，目前，绝大多数在建及已运营线路均采用了列车自动运行系统(ATO)代替司机驾驶，有效降低了司机劳动强度，提高了运营效率。列车自动运行系统基于线路条件、列车运行状态等数据计算出最优列车运行曲线，完成列车在站间的自动运行和运行速度的自动调整。

针对城市轨道交通列车运行曲线优化这一问题，大量学者开展了广泛研究，形成了较多的研究成果，但是，无论是解析算法、数值算法还是其他仿生进化类智能算法都在通过不同方法确定适用于ATO系统的最优运行曲线，并未从列车实际运行过程的角度考虑。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种列车运行曲线动态优化系统，具体方案如下：

一种列车运行曲线动态优化系统，所述系统包括参数获取模块、预处理模块、第一计算模块、存储模块和第一运行曲线优化模块；

所述参数获取模块用于获取列车线路数据；

所述预处理模块用于对列车线路数据进行预处理，将站间的线路长度划分为若干个阶段，将每个阶段的速度值等分为若干个状态点；

所述第一计算模块用于计算各阶段每个状态点发生状态转移的状态转移值，基于状态转移值，获取各阶段每个状态点发生状态转移的能量消耗数组E_array和运行时间消耗数组T_array；

所述存储模块用于存储能量消耗数组E_array和运行时间消耗数组T_array；

所述第一运行曲线优化模块用于基于各阶段每个状态点发生状态转移的能量消耗数组E_array和运行时间消耗数组T_array，进行递推寻优，计算出列车最优运行曲线。

进一步地，所述列车线路数据包括线路限速数据、线路坡度值数据以及车站公里标，其中，所述线路限速数据包括变限速点和对应的限速值，所述线路坡度值数据包括变坡度点和对应的坡度值。

进一步地，所述预处理模块具体用于：根据变限速点和变坡度点将两车站间的线路长度离散化，从而将站间的线路长度划分为若干个阶段；根据限速值将每个阶段对应的速度值等分为若干个状态点。

进一步地，所述第一计算模块具体用于：

所述状态转移值包括能耗消耗值和运行时间消耗值，以x_j阶段为例，能量消耗集合和运行时间消耗集合中第j列第i个元素的计算公式分别为：