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基于闭塞区间的高速列车运行时间与节能协同优化方法

已有 177 次阅读 2020-6-22 15:15 |系统分类:博客资讯

本文提出了高速列车运行时间与节能协同优化方法。针对由动态调度层、优化控制层、跟踪控制层组成的列车运行控制与动态调度一体化结构,设计了面向动态调度层和优化控制层的列车运行时间调整策略和节能速度位置曲线。利用模型预测控制方法对列车区间运行时间进行调整,优化列车总延误时间;根据调整后的区间运行时间设计列车运行优化速度位置曲线, 减少列车运行能耗。


近年来,高速铁路飞速发展,以其快速、安全、准时等特点极大地改变了人们的出行方式。高速铁路逐渐在中国轨道交通运输体系中居于核心地位。随着高速铁路网络的快速发展,其已呈现出运营里程长、路网复杂、区域分布广、客流量大等特点,对高速列车运行控制和动态调度策略提出了更高的要求。这就要求我们不断地改进高速列车的运行控制和动态调度方法,实现高速列车运行快速、运营安全、旅客舒适、到站准时等服务目标。


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如何更好的实现上述服务目标?随着技术的进步,相关理论的完善以及高铁基础设施的建设,高速铁路的智能化已经成为未来高铁路网的发展趋势,高速列车的运行控制与动态调度一体化理论和技术正在成为研究重点。


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高速列车运行控制和动态调度一体化主要问题在于如何将业务流程中相对独立、具有不同优化目标、但又密切相关的运行控制系统和调度指挥系统更好地结合起来,通过信息共享和信息融合,提高运行控制系统和动态调度系统之间的协调能力。由于动态调度与运行控制的优化目标不尽相同且各有侧重,有时还相互冲突,如何利用自动化和信息技术对动态调度和运行控制进行多目标协同优化也是一体化研究中的难点。


本文以调度系统中运行时间调整问题和控制系统中节能优化运行问题为研究对象,提出了高速列车运行时间和节能协同优化方法。采用模型预测控制设计列车运行时间调整策略,减少列车总延误时间和区间运行时间压缩量,恢复列车按图运行。根据调整后的列车运行时间,在给定时间和速度约束条件下,优化列车运行能耗,生成优化速度位置曲线。利用跟踪控制跟踪优化速度位置曲线。同时,将列车的实时速度、位置反馈回上层动态调度层,构成列车运行时间和节能协同优化反馈闭环结构,减少列车总延误时间、优化列车运行能耗。


引用格式:赵辉, 代学武. 基于闭塞区间的高速列车运行时间与节能协同优化方法. 自动化学报, 2020, 46(3): 471−481.


链接:http://www.aas.net.cn/cn/article/doi/10.16383/j.aas.c190200



作者简介


赵辉 东北大学博士研究生。主要研究方向为智能交通系统,高速列车调度与控制。

E-mail: zhaohui_209@163.com


代学武 东北大学教授。主要研究方向为动态系统鲁棒状态估计,无线传感测量与控制,状态监测,及其在工业物联网、高铁调度等领域的应用。本文通信作者。 

E-mail: daixuewu@mail.neu.edu.cn




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