[发明专利]列车的节能操纵方法

说明书

本发明提供了一种列车的节能操纵方法。该方法包括：列车在启动阶段以最大牵引力牵引至一定速度，随后根据列车运行速度、线路限速、坡道情况、运行阻力等信息交替选择惰行和匀速运行策略，直至进站前采用最大制动工况使列车准确停在车站的目标停车点。在读入列车参数、线路数据和计划运行时分的基础上，采用布鲁特力算法对上述工况序列的转换位置进行优化，通过遍历解空间获得最为节能的列车操纵方案。本发明的方法可以充分利用坡道势能为列车提供动能，减少牵引工况持续的时间，实现列车牵引能耗的节约。

技术领域

本发明涉及列车运行控制技术领域，尤其涉及一种列车的节能操纵方法。

背景技术

在相同的区间运行时分下，地铁列车操纵存在多种不同的策略与方案。不同的操纵策略与方案导致不同的列车牵引能耗。合理的列车操纵方法可以通过优化列车运行过程中牵引、巡航、惰行、制动等工况序列及其转换位置，达到减少列车牵引能耗的目的。

目前，现有技术中应用较为广泛的列车节能操纵方法是最大牵引—巡航—惰行—最大制动，列车在运行过程中依次使用四种工况。根据该操纵方法，当列车运行在坡道较为平缓的区间时，列车以最大牵引功率启动，牵引至一定速度后保持速度恒定，即巡航工况。恒速运行一定距离后转入惰行工况，惰行曲线与制动反推曲线相交处为惰行-制动工况转换点，此时列车使用最大制动力制动至停车位置。

上述现有技术中的列车节能操纵方法的缺点为：当列车运行在含有长大下坡道的区间时，基于最大牵引-巡航-惰行-最大制动的传统四阶段操纵方法可能存在巡航段长时间使用制动以保持恒速的情况，这一过程未能有效利用下坡道为列车提供的坡道附加力。虽然制动时可以产生再生制动能供本车或其他车辆使用，但是再生制动能在产生、传输和利用的过程中必然存在损耗，不利于列车牵引节能。此外，制动过程将产生大量热能，造成隧道内温度的升高，严重时可能影响电气设备的稳定和安全，同时也会造成站台空调能耗的上升。因此，当列车运行在长达下坡段时，应尽量避免长时间使用制动维持巡航。

发明内容

本发明的实施例提供了一种列车的节能操纵方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种列车的节能操纵方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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：