申请/专利权人：北京交通大学

申请日：2024-02-04

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118260854A

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15;G06F30/367;G06F119/06;G06F113/04

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.28#公开

摘要：本发明提供一种城轨列车运行综合优化方法，属于列车节能运行技术领域。该方法通过获取系统优化所需相关数据，构建城轨系统等效的电路模型，在不同时段下，对所有在线列车群按供电区间进行划分，采用双环优化方法对每个区间内的多列车最优时刻表及速度曲线进行求解，之后考虑了实际运行中受到的各种扰动的影响，最终实现动态快速优化，使得供电系统总能耗最小。本发明在在满足安全、准点、乘客舒适度、旅客运送能力等多目标约束条件下，以城市供电网端口处电能消耗最小为目标，提出一种城轨列车群多目标多尺度的动态优化方法，最终得到一套综合的列车群节能运行方案。

主权项：1.一种城轨列车运行综合优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.输入城轨列车牵引系统优化所需数据；S2.基于S1输入数据，构建城轨系统等效电路模型，计算列车群在不同运行策略下，对应的系统总能耗；S3.在不同时段下，按供电区间对所有在线列车群进行划分，将同一供电区间内同向运行的列车作为一个研究对象；S4.采用双环优化方法对S3每个区间内的列车群最优时刻表及速度曲线进行求解；所述S4包括以下步骤：S4.1双环优化中外环为时刻表优化，待优化变量为各列车发车间隔时间以及在不同站点的停站时间，将待优化变量作为内环优化的输入量，优化过程中满足当前时段系统运力约束条件的限制；S4.2双环优化中内环优化为列车群速度曲线优化，采用迭代动态规划方法求解，通过接收不同的列车时刻表参数，对各列车速度曲线进行同时优化，求解最优的供电系统总能耗及列车群速度曲线，并将结果返回至外环；所述S4.2中内环迭代方法，对一辆车速度曲线优化时，将其他列车的速度曲线固定，依次循环迭代，具体为：S4.2.1首先输入两车初始的速度曲线与对应的时刻表参数序列信息，其中时刻表参数序列信息包括发车间隔与两车在各站点的停站时间；1车为前车，2车为后车，前车1出发经过规定发车间隔时间，后车2出发；S4.2.2将输入的1车速度曲线固定，作为已知量，2车速度曲线作为待优化变量；在2车原始速度曲线周围确定寻优上下限，将其按运行里程离散化；根据S2中所建等效电路模型以及1车速度曲线，求解每种状态下所对应的变电站能耗；运用动态规划算法求解得到使目标函数式1最小的优化结果曲线； 式中g为系统单步能耗值，即一个步长下等效模型中两变电站总能耗之和，Us1，i1，Us2，i2均为对应变量，λ为罚函数系数，n为里程离散化后的总数量；判断在该λ值下列车的总运行时间是否满足式2的要求，若不满足则重新修改λ至总运行时间在误差允许范围内；若满足则将该速度曲线作为本次2车优化结果，并将其输入到下一级优化程序中； 式中，Titotal为第i辆列车优化后的总运行时间，T为原始时刻表中起点站到终点站的规定站间运行时间，ε为时间允许误差值；S4.2.3将优化后的2车速度曲线固定，作为已知量，1车速度曲线作为待优化变量，用S4.2.2中同样的方法得到优化后的1车速度曲线；S4.2.4依次对2车，1车完成上述优化过程，视为完成1次迭代优化；而后判断该组速度曲线的总能耗是否满足收敛条件，若没有达到精度要求，即本次优化后的能耗值与上一次相差超过0.5kWh，则返回S4.2.2，将本次优化结果作为新的输入量，继续进行下一次迭代优化；若满足，则输出优化结果；经过几轮迭代计算后，得到两列车的最优速度曲线；S4.3通过内外环不断更新迭代，获得以城市供电网端口处电能消耗最小为目标的不同时段、不同客流量下列车群最优运营时刻表以及速度曲线；S5.考虑实际运行中各种扰动的影响，进行动态优化；通过与城轨真实系统实时交互信息，基于S4双环优化方法，考虑实际运行中各种扰动的影响，对列车群速度曲线及时刻表进行调整，进行列车群速度曲线与时刻表的动态优化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京交通大学 一种城轨列车运行综合优化方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD