[发明专利]基于时空网络客流状态估计的节能运行图优化分析方法

权利要求书

1.基于时空网络客流状态估计的节能运行图优化分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、依据列车在线路区间运行的工况，地铁列车牵引电机的工作状态，时空动态客流队列车的运行车重的影响，结合基本运动学原理计算列车能耗，得出时空客流下列车能耗计算模型；

步骤2、分析不同载客状态下列车运行时间能耗的关系曲线，同时依据区间最短运行时间计算方法求解各区间冗余时间；

步骤3、在时空网络客流状态估计结果的基础上，将车内客流数量作为动态载客参数通过影响列车运行过程中能耗仿真分析时空客流对列车时间能耗敏感曲线的影响，分析列车区间运行时间节能原理；

步骤4、以乘客出行时间成本最低与运营能耗成本最小为目标，建立基于客流时空分布的列车运行图优化模型，利用分配权重的模糊优化理论转化多目标优化为单目标优化问题。

2.根据权利要求1所述的基于时空网络客流状态估计的节能运行图优化分析方法，其特征在于，所述步骤1中的列车在线路区间运行的工况为牵引加速、中间运行和制动减速中的一种；

所述步骤1中的地铁牵引电机的工作状态具体为牵引、巡航、惰行和制动的一种或者多种组合。

3.根据权利要求1所述的基于时空网络客流状态估计的节能运行图优化分析方法，其特征在于，所述步骤1具体还包括以下步骤：

步骤1.1、作出列车运行工况转换图；

步骤1.2、从所述列车运行工况转换图中列出速度曲线运动学方程；

步骤1.3、进行制动力计算和附加阻力计算；

步骤1.4、计算列车运行能耗。

4.根据权利要求1所述的基于时空网络客流状态估计的节能运行图优化分析方法，其特征在于，所述步骤2具体还包括：

根据巡航模式下，列车在多个不同限速区域下的加速或者减速行驶情况，绘制最短运行时间列车的速度曲线示意图以及创建最短运行时间列车的驾驶策略下的列区间冗余时间计算表达式。

5.根据权利要求1所述的基于时空网络客流状态估计的节能运行图优化分析方法，其特征在于，所述步骤3具体还包括以下步骤：

步骤3.1、对时间能耗敏感曲线进行节能分析；根据选取敏感度较高的区间按照冗余时间尽可能延长时间，而对于敏感度较差的区间可在最小运行时间的前提下适当缩短运行时间，实现区间组合能耗降低的远离对区间进行组合优化节能；

步骤3.2、构建时空客流的列车节能模型：由于时空客流分布的随机性，分析所述时空客流分布的随机性对步骤3.1的优化节能原理的影响，分析在网络客流状态估计的基础上确定单车区间载客量，利用能耗计算模型仿真求解不同载客情况下的列车能耗，通过最小二乘法拟合获得各区间时间能耗曲线，分析曲线变化是否依然符合负相关特征规律；

步骤3.3、考虑不同时空客流状态下时间能耗敏感曲线变化率随时间增加逐渐减小的差异性，对基于时空客流能耗敏感曲线进行节能优化。

6.根据权利要求1所述的基于时空网络客流状态估计的节能运行图优化分析方法，其特征在于，所述步骤4具体还包括以下步骤：

步骤4.1、对列车和乘客作假设；

步骤4.2、优化模型：对乘客上下车、列车停站时刻、列车区间运行时间和列车区间运行速度进行约束，以最小化乘客出行时间成本为目的计算目标函数；

步骤4.3、运用基于模糊优化理论的两阶段法对双目标函数进行综合处理，将双目标函数优化问题通过隶属度函数的方法转化为可分配权重的单目标函数优化问题，求取最优解。