[发明专利]城市轨道交通CBTC系统车载ATO节能操控方法

摘要

本发明公开了一种城市轨道交通CBTC系统车载ATO节能操控方法，包括：将车载ATO节能运行划分为四个阶段，并对各个阶段的运行工况能耗进行分析；四个阶段分别为：加速阶段、巡航阶段、惰行阶段以及制动阶段；采用遗传算法并结合运行工况能耗分析结果，将求解能耗最小问题转换为求解加速阶段至巡航阶段的最佳转换点、巡航阶段至惰行阶段的最佳转换点，以及惰行阶段至制动阶段的最佳转换点，并采用离线方式计算，从而获得进入巡航阶段、惰行阶段以及制动阶段的最佳位置。该方法有利于降低能耗，并可最终运行时间时尽量贴近计划运行总时间。

主权项

1.一种城市轨道交通CBTC系统车载ATO节能操控方法，其特征在于，包括：将车载ATO节能运行划分为四个阶段，并对各个阶段的运行工况能耗进行分析；四个阶段分别为：以最大牵引力将速度从零提升至最大运行速度v的加速阶段，以最大运行速度v持续运行的巡航阶段，从最大运行速度v开始惰行至速度u的惰行阶段，以及以ATO最大制动力控制停车的制动阶段；采用遗传算法并结合运行工况能耗分析结果，将求解能耗最小问题转换为求解加速阶段至巡航阶段的最佳转换点、巡航阶段至惰行阶段的最佳转换点，以及惰行阶段至制动阶段的最佳转换点，并采用离线方式计算，从而获得进入巡航阶段、惰行阶段以及制动阶段的最佳位置，其包括：与运行工况能耗相关的最大牵引力决定了列车运行速度，列车运行速度决定了各个阶段分别所用时间以及运行距离；在四个阶段的总时间给定的情况下，对于每一个阶段均通过遗传算法进行迭代运算，从而获得每一阶段最佳的速度‑距离曲线，根据各个阶段最佳的速度‑距离曲线计算各个阶段的最佳转换点；具体为：四个阶段的总时间表示为：其中，加速阶段的列车运行距离s1即表示加速阶段至巡航阶段的转换点，巡航阶段列车运行距离s2‑s1中的s2即表示巡航阶段至惰行阶段的转换点，惰行阶段列车运行距离s3‑s2中的s3即表示惰行阶段至制动阶段的转换点；t1～t4依次为加速阶段、巡航阶段、惰行阶段及制动阶段所用时间；a1为列车加速度，a2为列车减速度，W为列车运行阻力，m为列车重量；将求解能耗最小问题转换为求解加速阶段至巡航阶段的最佳转换点s1'、巡航阶段至惰行阶段的最佳转换点s2'，以及惰行阶段至制动阶段的最佳转换点s3'，其公式如下：minQ＝E+ω(T‑T总)；其中，ω标定为算子，T总为规定的总运行时间，E为总运动能耗；将E与T带入上述公式进行迭代计算，将使得参数Q为最小值时对应的s1'、s2'、s3'即为最终结果。