[发明专利]列车的节能操纵方法

权利要求书

1.一种列车的节能操纵方法，其特征在于，包括：

获得列车的基础数据，所述基础数据包括计划运行时分、列车参数和线路数据，所述列车参数包括牵引特性曲线、制动特性曲线、列车质量和阻力方程参数信息；所述线路数据包括线路坡道、曲线、车站位置和工程限速信息；

所述列车以最大牵引力牵引一定距离，直到列车达到初次巡航所需要的巡航速度v_cr后，所述列车以巡航速度v_cr巡航一定距离x_cr后，所述列车转入惰行工况；

所述列车在转入惰行工况后，基于所述列车的基础数据中的线路限速、当前运行速度、上一步长内的工况及当前所受的阻力综合判断下一步长内应该采取的操纵工况，直至进站前使用最大制动力使列车停站；

分别选取不同的所述速度v_cr和所述距离x_cr的组合，每种所述速度v_cr和所述距离x_cr的组合对应一种操纵方案，通过遍历解空间的方法使用布鲁特力算法求解在给定计划运行时分下使列车牵引能耗最小的操纵方案，包括：

1)根据区间长度限定解空间V_cr，X_cr，给定一组解[v_cr,x_cr]，v_cr∈[0,V_cr],x_cr∈[0,X_cr]；

2)将当前解带入列车操纵模型，获得列车各步长下所受外力F(v,x)；

3)根据功能转换原理以距离为步长对外力进行累加，由于仅当外力为正时列车消耗牵引能，因此对非正外力取0处理；

上式中，E为列车在当前操纵方案下的牵引能耗，θ为能量转换系数，且θ1，其中，x为当前距离，v为当前速度，x_end为终点距离，x_start为起点距离；

4)根据牛顿第二定律计算每个步长下列车运行时分，总运行时分T为每个步长下运行时分之和，m为质量，t_x为每个步长下列车运行时分；

5)若E为当前所有方案中能耗最低，且总运行时分T满足给定运行时分，则保存当前操纵方案为最优方案；

6)产生新的操纵方案组合，转入1)；若已遍历所有操纵方案，则输出E最低的方案为最优方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述列车在转入惰行工况后，基于所述列车的基础数据中的线路限速、当前运行速度、上一步长内的工况及当前所受的阻力综合判断下一步长内应该采取的操纵工况，直至进站前使用最大制动力使列车停站，包括：

列车在惰行工况时，通过不断地获取线路限速v_lim(x)、当前运行速度v(x)、上一步长内的工况η(x-s)及当前所受的阻力R(v,x)，根据运行状态变量η(x)的取值判断下一步长内应采取的工况，所述运行状态变量η(x)的计算公式如下；

当η(x)＝1时列车在下一步长内使用巡航工况，当η(x)＝0时列车在下一步长内使用惰行工况；

其中，s为距离的步长。