1.一种燃料电池混合动力列车优化运行控制方法，其特征在于，燃料电池混合动力列车的供电系统包括燃料电池、超级电容、动力电池、单向DC/DC变换器、双向DC/DC变换器、DC/AC三相逆变器和车载主控制器，燃料电池通过单向DC/DC变换器与直流母线相连；超级电容和动力电池均通过独自的双向DC/DC变换器与直流母线相连，直流母线通过DC/AC三相逆变器逆变后形成交流电为列车供电，车载主控制器分别连接单向DC/DC变换器、双向DC/DC变换器和DC/AC三相逆变器；燃料电池为主动力源，超级电容和动力电池作为辅助储能系统，所述储能系统在列车加速时补充峰值功率和在列车制动时回收制动能量；

包括步骤：

S100，输入列车信息和线路信息，对列车牵引计算、驾驶模式能量流向和混合动力系统的在线能量管理方法进行离线分析；

S200，基于在线能量管理方法，在不考虑限速约束和时间约束的条件下，比较等效氢耗量和再生制动能量回收率指标，获得燃料电池混合动力列车储能系统单区间运行能量回收率最高的速度-位置曲线；

S300，增加线路区间限速约束，包括临时限速信息和曲线段限速信息，改进所述速度-位置曲线；

S400，增加运行时间约束，以列车按时出发和按时到达作为约束条件，对列车早到和迟到的情况分开进行控制；通过提前惰行和多目标优化的方法进行惰行点和制动点的偏移改进，得到最终速度-位置曲线；

S500，驾驶员通过最终速度-位置曲线操纵控制列车运行。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池混合动力列车优化运行控制方法，其特征在于，在步骤S100中，所述列车信息包括车重、载重、储能系统配置信息和牵引电机特性曲线；所述线路信息包括站点间路程、区间运行时间、区间内曲线段信息、坡度信息和临时限速信息；所述储能系统配置信息包括超级电容和动力电池的最大容量和串并联数、系统电压、以及动力电池SOC和超级电容SOE的利用范围；所述牵引电机特性曲线应包括牵引力和制动力特性曲线，以及牵引力和制动力与速度函数关系。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池混合动力列车优化运行控制方法，其特征在于，在步骤S100中，对列车牵引计算、驾驶模式能量流向分析和混合动力系统的在线能量管理方法进行离线分析；

所述列车牵引计算，列车的牵引传动系统所需要提供的牵引力等于列车自身基本阻力、坡道阻力和加速阻力之和；

所述驾驶模式能量流向分析为列车在直道或起伏坡度的路段中以最优驾驶过程行驶，最优驾驶过程包括牵引及匀速运行、惰行运行和制动运行；

列车牵引及匀速运行时，直流母线经DC/AC三相逆变器向列车牵引传动系统输出能量，车载控制器通过在线能量管理方法，对列车负荷功率进行分配；

列车惰行运行时，列车牵引传动系统不工作，列车以惯性前进；此时，车载控制器控制燃料电池不停机工作并以最小功率运行，燃料电池电能流向储能设备，对动力电池和超级电容充电；

列车制动运行时，列车牵引电机反转，产生再生制动能量，并经DC/AC三相逆变器回馈至直流母线；同时燃料电池不停机工作并以最小功率运行，直流母线电能全部流向储能设备，对动力电池和超级电容充电；

列车惰行运行时，向储能设备充电的功率比列车制动时小，列车惰行运行时优先为动力电池充电，直至动力电池SOC已达上限时再为超级电容充电，当超级电容系统充满时，则切入制动电阻将再生制动能量消耗；列车制动运行时，直流母线对储能设备充电功率大，先由燃料电池为超级电容充电，直至超级电容充满后再对动力电池充电；设置动力电池充电电流最大不超过1.2C，若超过，则投入制动电阻消耗再生制动能量，直至再生制动功率减小至安全充电功率时再切出制动电阻且闭合动力电池充电断路器。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池混合动力列车优化运行控制方法，其特征在于，在步骤S100中，确定在线能量管理方法：燃料电池混合动力列车在运行过程中主要动力来源于燃料电池的车载高压氢气，同时配备动力电池和超级电容作为燃料电池混合动力列车的储能设备；其中，控制超级电容在列车加速和制动阶段的高频功率波动状态下进行储能工作，而动力电池在列车各个运行阶段的低频功率波动状态下进行储能工作；所述动力电池和超级电容中所储存的电量仅作为列车的辅助供电。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池混合动力列车优化运行控制方法，其特征在于，燃料电池混合动力列车的优化运行中的在线能量管理方法包括多种目标能量管理策略结合，与基于动态规划的能量管理运行驾驶综合优化比较，通过观察等效氢耗量和再生制动能量利用率指标偏离综合优化方法的程度，最终得出在线能量管理方法；

在所述在线能量管理方法中：通过等效氢耗最小策略：降低燃料电池混合动力系统的等效氢耗和维持动力电池SOC；通过庞特里亚金极小值原理策略：降低燃料电池混合动力系统的等效氢耗；通过功率跟随式策略：维持动力电池SOC。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池混合动力列车优化运行控制方法，其特征在于，在步骤S200中，基于在线能量管理方法，在不考虑限速约束和时间约束的条件下，比较等效氢耗量和再生制动能量回收率指标，将再生制动能量全部吸收，在每个运行区间结束处将储能设备的电量充满，获得燃料电池混合动力列车储能系统单区间运行能量回收率最高的速度-位置曲线。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池混合动力列车优化运行控制方法，其特征在于，在步骤S300中增加线路区间限速约束，列车在运行过程中存在速度限制包括临时限速和曲线段限速；

列车的曲线段限速公式为： 其中，ρr为轨道曲线半径；

当列车在加速或匀速运行时遇到速度限制，则列车以最大加速度或最大减速度减速，若限制速度高于巡航速度时则以巡航速度运行；当列车在减速过程中遇到速度限制，则施加机械制动辅助列车进行紧急制动；改进所述速度-位置曲线。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池混合动力列车优化运行控制方法，其特征在于，在步骤S400中：

列车早到控制：基于提前惰行方法的列车早到速度曲线改进，获得基于列车准点到达的惰行点偏移量：通过增加列车惰行运行时间延长运行总时间，使列车按时到达站点；以列车开始惰行运行的位置为起始点，记录此时的列车运行时间；将惰性点逐渐向前推移，每次前移Δx距离，计算运行时间；当运行时间满足线路运行图设定的运行时间，则惰性工况停止前移；

列车迟到控制：基于多目标优化的列车迟到速度曲线改进，获得基于再生制动能量利用率和舒适度的制动点偏移量；通过延长列车惰行运行时间并增加机械制动缩短运行总时间，使列车按时到达站点；并使用基于多目标优化的方法寻找最优惰行和制动模式切换点进行偏移改进，得到最终速度-位置曲线。

9.根据权利要求8所述的一种燃料电池混合动力列车优化运行控制方法，其特征在于，通过多目标优化函数，并采用群体智能优化算法寻找最优制动点的偏移量，列车以最大能力加速并加速至巡航速度后保持匀速，后分别在寻找最优惰行和制动模式切换点进行偏移改进，得到最终速度-位置曲线；

设置列车乘坐舒适度为一段时间三个方向加速度的加权均方根值axpwd、aypwd、azpwd综合值，则综合乘坐舒适度指标N为：列车综合舒适度N与横向加速度axp的平方呈正相关；

计算最终速度-位置曲线下系统能量回收率，计算公式为：

上式中，E1和E2分别为在惰行和制动环节产生的再生制动能量以及燃料电池持续以最小功率运行所能提供的能量；Escmax指超级电容最多能储存的能量，Ebmax指动力电池设置的最高SOC对应的能量值；Escx和Ebx指超级电容和动力电池在惰行开始时所存储的能量；

搭建多目标优化函数：J＝k1axp(x)2+k2r(x)；

上式中，k1和k2为两目标的加权系数，自变量x为列车开始制动时偏离原设置点的偏移量；

通过群体智能优化算法对多目标优化函数寻优，找到目标函数的最小值，取最小值对应的位置x，即为改进后的惰行和制动模式的切换点。