欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2019101780037
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于,包括:S1、获取待优化车次模型的包括列车参数、线路数据和全线运行时间的数据;

S2、设置速度曲线优化参数;

S3、对所述步骤S1中的列车参数和线路数据进行预处理;

S4、计算各区间内的状态空间、状态转移方程与状态转移代价;

S5、将所述各区间的状态空间连接为整体,结合权重自适应调整方法进行动态规划算法求解,得到全线运行时间约束下的动态规划优化结果;

S6、解析并输出动态规划优化结果,得到多区间节能运行速度曲线与各区间分配运行时间。

2.根据权利要求1所述的列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于:所述步骤S1中线路数据包括线路平纵断面数据和线路限速数据;所述线路平纵断面数据包括坡道数据、曲线数据、电分相数据和车站数据。

3.根据权利要求1所述的列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于,所述步骤S2中设置的速度曲线优化参数包括:安全速度裕量值、最大/最小运行加速度、离散速度间隔和运行时间指标。

4.根据权利要求1所述的列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于,所述步骤S3中列车参数和线路数据进行预处理的方法包括:根据列车信息得到的列车总重和总长;优化起点到终点范围内的坡道数据和曲线数据的离散化;根据安全速度裕量、列车总长对线路限速数据进行修正。

5.根据权利要求1所述的列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于,所述步骤S4中的状态空间为所有的状态集合;

所述转移方程为Gk+1=Tk(Gk,uk),其中,Gk为当前状态,uk为当前决策,Gk+1为下一状态,状态指列车所处的状态,由位置、速度指标构成,记为G(s,v),s为位置,v为速度;

所述状态转移代价为状态转移过程中运行能耗Ek与运行时间消耗Tk。

6.根据权利要求1所述的列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于,所述步骤S4确定各区间内的状态空间、状态转移方程与状态转移代价的方法包括:S4.1、根据车站数据划分区间,从始发站开始,两相邻车站间的区段为一运行区间,区间的起止点速度为0;

S4.2、依次求解各区间的状态空间、状态转移方程与状态转移代价。

7.根据权利要求1所述的列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于,所述步骤S4.2的具体步骤包括:S4.2.1、构建列车状态坐标系,以离散速度间隔的整数倍为巡航速度绘制恒速曲线;

S4.2.2、在限速上跳变点处生成状态点,以生成的状态点为起点计算牵引曲线,根据牵引曲线与恒速曲线相交点生成的新状态点,得到状态间转移代价与转移方程;

S4.2.3、在限速下跳变点处生成状态点,以生成而定状态点为终点反算制动曲线,得到系列新状态点及转移代价与转移方程;

S4.2.4、根据制动曲线上的系列状态点反算惰行曲线,分别计算得到系列新状态及转移代价与转移方程;

S4.2.5、求解恒速曲线上相邻状态点间的状态转移代价与转移方程;

S4.2.6、删除电分相起止区段间需要牵引力才能存在的曲线,以及对应状态与状态转移方程;若电分相区域处于牵引区段,则从电分相始端的牵引曲线处向电分相末端绘制惰行曲线,再从惰行曲线末端绘制牵引曲线,最后得到系列新状态及转移代价与转移方程;若电分相区域处于其它区段,则在电分相起止端的惰行曲线处向电分相两侧添加牵引曲线,最后得到系列新状态及转移代价与转移方程;

S4.2.7、删除在大上坡道起止区段间的牵引及恒速曲线,以及对应状态与状态转移方程,并在大上坡道起点位置以一定离散速度在大坡道区间及其两侧添加牵引曲线,得到系列新状态及转移代价与转移方程;

S4.2.8、判断是否存在相交曲线,若存在,则求出交点为新的状态,同时更新状态转移代价与转移方程。

8.根据权利要求1、6或7所述的列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于,所述步骤S4和步骤S4子步骤的动态规划算法数据准备方法,包括:A1、定义所述状态空间和状态转移代价;

A2、网格化所述线路和速度;

A3、确定所述状态空间、状态转移方程和状态转移代价。

9.根据权利要求1所述的列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于,所述步骤S5中得到全线运行时间约束下的动态规划优化结果的方法包括:S5.1、将各区间的状态空间连接为整体;

S5.2、初始化能耗-时间权重值;

S5.3、按照当前能耗-时间权重值进行动态规划优化,得到优化结果;

S5.4、比较优化所得全线运行时间与设定值,根据运行时间指标判断是否满足优化要求,若不满足则执行下一步,若满足要求则输出优化结果;

S5.5、根据二分法调整能耗-时间权重值,返回步骤S5.3。

10.根据权利要求1或9所述的列车多区间运行曲线快速优化方法,其特征在于,所述步骤S5结合权重自适应调整方法进行动态规划算法求解的方法,包括:B1、优化目标最小能耗-时间成本的定义;

B2、定义能耗时间-成本和最新能耗-时间成本的递推关系;

B3、调整能耗-时间权重值进行迭代计算实现满足全线运行时间的要求。