[发明专利]一种移动闭塞下的高铁列车群多目标控制方法

说明书

本发明提供了一种移动闭塞下的高铁列车群多目标控制方法，包括列车控制系统和列车驾驶曲线生成系统，列车驾驶曲线生成系统能为列车控制系统生成操纵控制曲线，列车控制系统能根据操纵控制曲线控制列车运行，其特征在于：所述控制方法包括：为每辆列车生成多目标操纵序列初值；根据多目标操纵序列初值，为每辆列车生成Pareto前沿解集；从每辆列车的Pareto前沿解集中选出一个Pareto前沿解作为相应列车的备选解，多辆列车的备选解组成备选解集；判断备选解集是否满足移动闭塞约束条件；根据备选解集生成多辆列车的操纵控制曲线；采用本发明所述的方法，大大提高了高铁列车群站间移动闭塞条件下操纵控制曲线的优化效果。

技术领域

本发明涉及高铁列车自动控制技术领域，特别是一种移动闭塞下的高铁列车群多目标控制方法。

背景技术

高铁列车运行操纵控制问题是一种典型的多目标优化问题，即在保证列车安全和运行平稳性的前提下，兼顾节能、省时和高停车精度等指标的要求。高速铁路两站点间的距离通常为30-100公里，需要通过列车控制系统的多种操纵来完成。为了合理驾驶列车，在给出线路和车辆参数的情况下，需要提前将相应的列车驾驶控制曲线传输给列车控制系统。

目前，通过传统的粒子集群算法虽然也可以获取高铁列车的驾驶控制曲线，但这种方法获取的驾驶控制曲线是通过事先给出一个固定长度的操纵控制序列值得到的，即在两站点之间预先将操纵切换次数设置好。但高速列车运行的线路复杂、站点间的坡道、弯道较多，同时受到限速条件的影响，列车运行操纵的切换次数应该根据实际情况灵活地处理，传统的粒子集群算法将列车操控切换次数固定下来得出的驾驶控制曲线不符合实际需要，优化效果不理想。

再者，高铁线路站间同一时间往往有多辆列车运行，在移动闭塞条件下，高铁列车间的追踪距离大大缩短，后行列车需要根据前行列车的实时位置和速度，动态地调整自己的运行速度，从而提离高速铁路的通过能力和资源利用率，同时节约列车群整体运行能耗，缩短列车的运行时间，提高停车精确度。

所以亟待一种在移动闭塞条件下，以高铁列车群为对象的多目标控制方法来优化高铁列车的运行。

发明内容

针对背景技术的问题，本发明提供一种移动闭塞下的高铁列车群多目标控制方法，以解决现有技术中，对站间移动闭塞条件下，高铁列车群的多目标驾驶控制曲线优化效果不佳的问题。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种移动闭塞下的高铁列车群多目标控制方法，包括列车控制系统和列车驾驶曲线生成系统，列车驾驶曲线生成系统能为列车控制系统生成操纵控制曲线，列车控制系统能根据操纵控制曲线控制列车运行，其特征在于：所述控制方法包括：

设某一运行线路上从A站到B站有多辆列车运行；

(一)为每辆列车生成多目标操纵序列初值；

(二)根据多目标操纵序列初值，为每辆列车生成Pareto前沿解集；

(三)从每辆列车的Pareto前沿解集中选出一个Pareto前沿解作为相应列车的备选解，多辆列车的备选解组成备选解集；

(四)按如下公式判断备选解集是否满足移动闭塞约束条件，

l_a+l_l+l_z≤S_q(t)-S_z(t)

其中，所述S_q(t)为先行列车的实际行驶位置，所述S_z(t)为追踪列车的实际行驶位置，所述S_q(t)和S_z(t)均为正值，所述l_a为先行列车和追踪列车停稳后必须保证的间隔距离，l_l为先行列车的长度，l_z为追踪列车的常用制动距离；