[发明专利]城市轨道交通综合节能系统及基于该系统的综合节能方法

权利要求书

1.一种城市轨道交通综合节能系统，其特征在于，包括：

无线管理DCS、调度中心ATS、区域控制器ZC以及车载VOBC；其中，

所述无线管理DCS，用于实现所述调度中心ATS和区域控制器ZC与所述车载VOBC之间的无线通信；

所述调度中心ATS，基于不同时间段调节的柔性运行图时刻表计算列车运营时刻和计划时刻，将所述列车运营时刻和计划时刻发送给所述车载VOBC，以及在所述车载VOBC的车载ATO控车进站停车后，通过所述车载ATO汇报的提前发车状态来计算列车下一区间需执行的运行节能等级，将所述列车下一区间需执行的运行节能等级发送给所述车载VOBC；

所述区域控制器ZC，用于计算当前控制区域内进站列车制动时间内的再生制动能量与同供电区段内其他列车该时段内计划运行所需能量的差值，在具有剩余能量时将剩余能量转化为牵引时长进行分配并发送给其他列车的车载VOBC，以使所述其他列车的车载VOBC根据对应的牵引时长对原速度距离曲线进行调整，并按调整后的速度距离曲线运行；

所述车载VOBC，用于根据所述调度中心ATS或区域控制器ZC发送的信息采用相应的节能驾驶策略控制列车行驶；

其中，所述调度中心ATS，包括：

节能相关数据库、时间段参数计算模块、节能运行数据计算模块和动态区间节能运行等级计算模块；其中，

所述节能相关数据库，包括：电子地图数据模块、列车行车数据模块和调度运营数据模块，其中，所述电子地图数据模块描述的是轨道线路信息，所述列车行车数据模块包括列车在任一个站间运行时产生的列车运行数据，所述调度运营数据模块包括不同客流时间段列车的调度运营数据信息；

所述时间段参数计算模块，用于利用所述调度运营数据模块计算柔性运行图节能运行数据所需的参数；

所述节能运行数据计算模块，用于利用所述计算柔性运行图节能运行数据所需的参数、电子地图数据模块和列车行车数据模块，通过归一化、指标评价、校验、迭代和绘制步骤来计算柔性运行图所需的节能运行数据；

所述节能运行数据计算模块，具体用于：

归一化：将不同客流时间段参数按照时间的长短间隔进行归一化处理，统一成可计算识别的标量；

指标评价：基于所述标量对各站停站时间和区间运行时间进行总体指标评价，考虑局部优化和整体优化，计算出一个总体的评价指标；

检验：将所述总体的评价指标与期望的总体评价指标进行比对，若达标，则不对各站停站时间和区间运行时间进行调整；若不达标，则重复执行迭代计算步骤直至迭代次数未超限且达标，或者若迭代次数超限后仍不达标，则循环执行降低期望的总体评价指标以及重复执行迭代计算步骤的过程直至迭代次数未超限且达标；

迭代计算：微量调整各站的停站时间和区间运行时间，回到指标评价步骤计算总体的评价指标；

绘制：在最终得到各站的停站时间和区间运行时间后，利用不同时间段的节能运行数据组合绘制形成全天候的柔性运行图。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调度中心ATS，还包括：

所述动态区间节能运行等级计算模块，具体用于：

在车载ATO控车进站停车后，基于车载ATO汇报的提前发车状态对列车剩余发车时间进行有效性检查，若剩余发车时间小于或等于0，则确定出中间区间等级为区间默认运行等级，或者若剩余发车时间大于0，则确定出当前剩余站停时间，并确定出中间区间等级为所述当前剩余站停时间相应的区间运行节能等级，其中，所述当前剩余站停时间相应的区间运行节能等级包括高速节能、中速节能和低速节能三种；

根据列车车型及编组来进行中间区间等级的校验，若校验通过则将中间区间等级作为列车下一区间需执行的运行节能等级，若校验失败则将区间默认运行等级作为列车下一区间需执行的运行节能等级。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述区域控制器ZC，包括：

剩余能量计算模块，用于根据当前控制区域内列车制动时间内的再生制动能量与同供电区段内其他列车该时段内计划运行所需能量的差值，计算剩余能量；

能量优化分配模块，用于根据计算得到的剩余电能，对每个非制动列车所分配能量进行优化；

列车控制模块，用于将优化后的剩余能量转化为牵引时长分配给供电区段内非制动列车。