[发明专利]一种常导高速磁浮单向运行线路辅助停车区布置优化方法

说明书

本发明涉及一种常导高速磁浮单向运行线路辅助停车区布置优化方法，该方法包括以下步骤：根据线路情况获取候选辅助停车区；基于目标速度曲线和约束条件，以及候选辅助停车区的安全制动曲线、最小速度曲线、最大速度曲线和安全悬浮曲线，建立目标函数与候选辅助停车区数量和区间追踪间隔时间有关的辅助停车区布置模型；利用改进遗传算法对辅助停车区布置模型进行迭代优化求解，得到候选辅助停车区优化布置方案。与现有技术相比，解决了复杂工况下的候选辅助停车区布置问题，能够为工程人员提供辅助决策，提高安全性、效率并节约成本，也能提高线路设计的科学性，即使得候选辅助停车区总数量尽可能少且区间追踪时间尽可能小。

技术领域

本发明涉及磁浮线路设计与列车运行控制领域，尤其是涉及一种常导高速磁浮单向运行线路辅助停车区布置优化方法。

背景技术

当前，高速磁浮线路建设经验尚十分有限，常导磁浮线路需要布置辅助停车区来应对应急需求。对于辅助停车区的布置，一般根据车长和坡度计算辅助停车区的长度，并根据速度和坡度来定义辅助停车区之间的距离。但这种基于名义值的方式，难以应对复杂工况，且速度参考范围有限。基于此，虞翊等2019年发表在《同济大学学报(自然科学版)》的文献“基于防护速度的高速磁浮候选辅助停车区设置”提出了基于防护速度曲线的单向运营线路辅助停车区布置方法。该方法是一种以终点站为第一个基准辅助停车区，进而根据防护速度曲线依次向起点站逼近的递推布置策略。公开号为CN109050585A的专利“一种高速磁浮列车线路轨道运行辅助停车区确定方法”提出了一种以起点站为第一个基准辅助停车区，进而模拟列车运行，确定下一个辅助停车区的递推布置方式。以上两种递推布置方法具有一定的通用性，但均未充分考虑复杂工况。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种常导高速磁浮单向运行线路辅助停车区布置优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种常导高速磁浮单向运行线路辅助停车区布置优化方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：根据线路情况获取候选辅助停车区；

步骤S2：基于目标速度曲线和约束条件，以及候选辅助停车区的安全制动曲线、最小速度曲线、最大速度曲线和安全悬浮曲线，建立目标函数与辅助停车区数量和区间追踪间隔时间有关的辅助停车区布置模型；

步骤S3：利用改进遗传算法对辅助停车区布置模型进行迭代优化求解，得到辅助停车区优化布置方案。

辅助停车区布置模型以最小化目标函数为目标，所述的目标函数F(x_i)为：

其中，f_p为惩罚项，f(x_i)表示为：

其中，f₁(x_i)为候选辅助停车区数量，f₂(x_i)为区间追踪间隔时间，w₁和w₂为权重。

所述辅助停车区数量的计算公式为：

其中，x_i为决策变量，取1时，代表选择第i个候选辅助停车区作为正式辅助停车区，取0时，则不选择第i个候选辅助停车区作为正式辅助停车区；

所述区间追踪间隔时间的计算公式为：