[发明专利]地铁线路纵断面设计方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种地铁线路纵断面设计方法、系统、设备及存储介质，所述方法包括：获取基础数据，所述基础数据包括列车参数、线路平纵断面设计参数以及空间地理信息；利用所述基础数据建立用于设计线路纵断面的坐标系；将约束条件作用于所述坐标系，生成多个车站高程方案与变坡点组合方案，作为线路纵断面的初始方案；计算每个所述初始方案中的列车牵引电耗与土石方工程量；对计算结果进行优化，得到列车牵引电耗与土石方工程量的最优组合方案，作为目标纵断面设计方案。本发明提供的地铁线路纵断面设计方法，能够兼顾建设成本和列车牵引能耗问题，并根据优化目标自动生成不同的纵断面方案，具有自动化程度高、适用性强的优点。

技术领域

本发明涉及配电网测试技术领域，具体涉及一种地铁线路纵断面设计方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

近年来为适应乘客多样性的出行需求，很多城市开始选择建设快慢车线路。研究表明，合理的纵断面设计可通过改变坡段的坡度坡长，影响列车在运行过程中受到的坡道附加阻力，从而减小牵引耗电量。同时，由于纵断面设计线与原始地表线存在一定的高程差，纵断面设计方案决定了线路施工过程中的土石方工程量。因此，在线路设计阶段通过设计合理的坡段组合形式，可实现地铁列车牵引能耗以及土石方工程量的节约。

目前，现有技术中的地铁线路纵断面设计技术主要针对仅有一种停站方案的线路，即站站停线路。这种模式下的纵断面设计方案大多采用“高站位、低区间”模式，在车站附近设计坡度较大的加减速坡，但这种方式针对具有多种停站模式的快慢车线路而言并不适用，快车在越行中间站时坡度越大越不利于牵引电耗的节约。后来，又有研究学者相继提出了铁路纵断面自动优化方式、地铁线路节能坡设计方式等方式，但这些方法无法兼顾建设成本和列车牵引能耗问题，且往往仅针对一种应用场景提供纵断面设计，无法根据优化目标自动生成不同的纵断面方案，具有较强的局线性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地铁线路纵断面设计方法、系统、设备及存储介质，以解决现有技术中纵断面设计时存在的自动化程度低、局限性强、适用性低、无法节约牵引能耗的问题。

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种地铁线路纵断面设计方法，包括：

获取基础数据，所述基础数据包括列车参数、线路平纵断面设计参数以及空间地理信息；

利用所述基础数据建立用于设计线路纵断面的坐标系；

将约束条件作用于所述坐标系，生成多个车站高程方案与变坡点组合方案，作为线路纵断面的初始方案；

计算每个所述初始方案中的列车牵引电耗与土石方工程量；

对计算结果进行优化，得到列车牵引电耗与土石方工程量的最优组合方案，作为目标纵断面设计方案。

进一步地，所述约束条件包括：

纵断面设计约束，包括区间与车站的坡度坡长约束、坡段间最小夹直线约束、竖曲线与缓和曲线不重叠约束；

施工条件约束，包括车站高程约束及避让区约束；

列车运行约束，包括线路限速约束、快慢车停站约束及列车最大加速度约束。

进一步地，所述对计算结果进行优化，包括：

根据预设种群数量，采用模拟退火算法搜索地铁快慢车线路上各中间车站的高程值，得到多个车站高程组合方案。

进一步地，所述对计算结果进行优化，还包括：

根据所述车站高程组合方案，利用遗传算法进行交叉、变异及选择操作，对各区间纵断面进行优化设计。

本发明还提供了一种地铁线路纵断面设计系统，包括：