多列車協同控制的節(jié)能優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了列車運行控制【技術領域】中的一種多列車協同控制的節(jié)能優(yōu)化方法。包括，在列車運行線路上以每一站的停站處作為列車的決策位置，以當前時刻經過所述決策位置的列車作為決策列車；決策列車獲取當前時刻同一供電區(qū)間其他列車的信息；設定同一供電區(qū)間所有列車下一時刻的決策策略；計算同一供電區(qū)間所有列車的再生動能；根據再生動能確定下一時刻決策列車的決策策略。本發(fā)明實現再生制動能的利用，降低全線列車總能耗。
【專利說明】多列車協同控制的節(jié)能優(yōu)化方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于列車運行控制【技術領域】，尤其涉及一種多列車協同控制的節(jié)能優(yōu)化方 法。

【背景技術】
[0002] 伴隨著我國城市軌道交通運輸事業(yè)的迅猛發(fā)展，城市軌道交通作為現代人出行的 主要交通工具，在人們的生活中扮演著重要的角色。在全球大力發(fā)展低碳經濟的時代背景 下，城市軌道交通作為城市公共交通的主干線、客流運送的大動脈其能耗非常巨大，因此節(jié) 能技術的研究無疑具有重要的現實意義。節(jié)能已成為列車優(yōu)化的重要目標之一，主要從單 列車節(jié)能優(yōu)化駕駛、多列車的協同控制進行研究和改善。
[0003] 單列車節(jié)能駕駛主要從三個方面進行展開，一是節(jié)能優(yōu)化駕駛的合理性的驗證， 提出節(jié)能優(yōu)化的控制模型以及工況構成；二是引入具體的約束條件，在原有的控制模型中 加入相應的參數因子；三是著重于算法的研究，設計具體的節(jié)能優(yōu)化方案并利用算法求解， 提出了節(jié)能優(yōu)化算法的原則。圖1為單列車節(jié)能優(yōu)化駕駛圖。
[0004] 多列車協同控制主要是以再生制動能的利用為主從兩個方面進行研究，一是協同 多列車牽引和制動的順序，實現對再生制動能的利用；二是從調整列車的發(fā)車間隔、站間運 行時間等提商再生制動能的利用率。
[0005] 目前對于單列車節(jié)能優(yōu)化駕駛僅僅是從列車單獨運行的角度出發(fā)沒有考慮再生 制動能，對于全線的列車沒有提出優(yōu)化策略。然而對于多列車協同控制的研究主要集中在 對列車時刻表的調整上，并沒有從改變列車運行控制序列來實現再生制動能的利用。據可 查資料發(fā)現幾乎沒有從調整全線列車駕駛策略的角度研究再生制動能的利用。圖2為再生 制動能量流圖。
[0006] 博弈論是種分析問題的思想框架。學術中的某些問題在符合博弈論基本要素的前 提下均可進行博弈分析，也就是說可以嵌套到博弈論當中來按照博弈論的思維方式將問題 逐一的剖析，但對于策略集的求解或最優(yōu)結果的求解是需要其他數學方法的輔助。針對多 列車的運行過程發(fā)現，多列車間可構成對決關系，具備了博弈的基本條件。
[0007] 綜上所述，將多列車系統(tǒng)控制與博弈論相結合的節(jié)能優(yōu)化方法，可以將全線列車 的駕駛策略進行統(tǒng)籌權衡，將再生制動能合理的分配從而實現對再生制動能的充分利用。 通過將博弈論的引入使每一輛列車個體化做決策，打破了原有多列車在同一區(qū)間運行的運 行策略相同這一原則，根據所處的具體線路條件進行擇優(yōu)選取。這樣可以使列車再生制動 能的利用增加，相對所需由接觸網提供的電能就會減少，降低了列車整體的運營成本實現 節(jié)能。


【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于，提供一種多列車協同控制的節(jié)能優(yōu)化方法，從全線多列車的 駕駛策略出發(fā)，對多列車進行協同控制，從而達到全線整體運營能耗降低的目的。
[0009] 為了實現上述目的，本發(fā)明提出的技術方案是，一種多列車協同控制的節(jié)能優(yōu)化 方法，其特征是所述方法包括：
[0010] 步驟1:在列車運行線路上以每一站的停站處作為列車的決策位置，以當前時刻 經過所述決策位置的列車作為決策列車；
[0011] 步驟2 :所述決策列車獲取當前時刻同一供電區(qū)間其他列車的信息；
[0012] 步驟3 :設定同一供電區(qū)間所有列車下一時刻的決策策略；
[0013] 步驟4 :計算同一供電區(qū)間所有列車的再生動能；
[0014] 步驟5 :根據再生動能確定下一時刻決策列車的決策策略。
[0015] 所述決策策略為牽引過程、巡航過程、惰行過程以及制動過程。
[0016] 所述列車i的再生動能的計算公式為：
[0017]

【權利要求】
1. 一種多列車協同控制的節(jié)能優(yōu)化方法，其特征是所述方法包括： 步驟1:在列車運行線路上以每一站的停站處作為列車的決策位置，以當前時刻經過 所述決策位置的列車作為決策列車； 步驟2 :所述決策列車獲取當前時刻同一供電區(qū)間其他列車的信息； 步驟3 :設定同一供電區(qū)間所有列車下一時刻的決策策略； 步驟4 :計算同一供電區(qū)間所有列車的再生動能； 步驟5 :根據再生動能確定下一時刻決策列車的決策策略。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征是所述決策策略為牽引過程、巡航過程、惰行過 程以及制動過程。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特征是所述列車i的再生動能的計算公式為：
其中，％為列車i當前時刻的速度，單位千米/小時；fi為列車當前時刻的牽引力； h為牽引力作用下的起始時間； t2為牽引力作用下的結束時間。
【文檔編號】B61L27/04GK104401370SQ201410560342
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權日:2014年10月21日
【發(fā)明者】步兵, 李坤妃, 唐濤, 郜春海 申請人:北京交通大學