轨道交通列车全速密贴运行控制曲线的自适应计算方法技术

本发明专利技术公开了一种轨道交通列车全速密贴运行控制曲线的自适应计算方法，包括以下步骤：确定列车运行路径和列车全速运行参考曲线；计算列车牵引运行曲线；计算列车牵引运行曲线与其他参考曲线相交段；计算列车巡航运行曲线；计算列车巡航运行曲线与其他参考曲线相交段；计算列车制动运行曲线；计算列车制动运行曲线与其他参考曲线相交段；按照列车运行方向，生成列车全速密贴运行控制曲线。本发明专利技术可极大缩短项目任务周期，加快项目建设进度，节约大量项目经费；延长车载系统设备的使用周期，减少维修养护的工作量，提高轨道交通项目综合设计质量与水平，保障线路运输能力的有效实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轨道交通列车全速密贴运行控制曲线的自适应计算方法，特别是涉及一种用于轨道交通列车运行控制系统的列车全速密贴运行控制曲线的自适应计算方法。
技术介绍
轨道交通列车运行控制系统的列车全速密贴运行控制曲线作为最高运行效率的列车运行曲线，是线路运输能力、ATS(Automatic Train Supervision system，列车自动监控系统)时刻表调整、闭塞设计优化、配线方案设计等的基础，是轨道交通运营综合服务水平的关键影响因素之一。轨道交通列车全速密贴运行控制曲线由列车牵引运行曲线、巡航运行曲线和制动运行曲线组成。根据事先预算得出的列车全速运行参考曲线(无列车牵引运行参考曲线)，参照线路实际条件和车辆、信号、舒适度控制等参数，采用相关的列车运行控制计算方法，实时计算得出列车牵引运行曲线、与列车全速运行参考曲线紧密贴合的列车巡航运行曲线和制动运行曲线，形成列车全速密贴运行控制曲线，并满足停站精度设计要求。既有列车运行控制计算方法通常采用PI(proportional integral controller比例调节和积分调节)控制和滑膜控制等传统工业控制方法，完成列车全速密贴运行控制曲线的实时计算。其中，PI控制方法由比例单元P、积分单元I组成，通过设置比例放大系数和积分时间2个全局性运行控制参数，获得列车全速密贴运行控制曲线；滑膜控制器是由滑膜控制模型和PI控制器组成，滑膜控制模型通过制定切换函数(全局性运行控制函数)、设置函数相关常量确定参考加速度(减速度为负值，下同)，并交由PI控制器实现列车
运行控制。既有列车运行控制计算方法属全局性运行控制方法，在全线车站平均停站精度满足设计要求的前提下，部分车站停站精度仍会较差，若对停站精度较差的车站进行调整，需更改全局性运行控制参数的取值，还会影响停站精度较好的车站。在现场应用方面，由于列车实际性能和系统设计取值存在一定偏差，甚至同一批次的列车实际性能也存在一些差别，通常系统设计阶段只对既有列车运行控制计算方法中的全局性运行控制参数设定大致数值，具体精确取值需在实际线路通过现场反复调试确定，如遇列车运行曲线波动较大、列车停站不准等情况，可能需数月才能完成现场调试，且对调试人员的专业水平要求较高，人力和物力耗费极大。在列车运行控制调速作用力(牵引力和制动力)取值方面，既有列车运行控制计算方法的调速作用力取值区间通常为0至最大作用力，当采用较小和较大的作用力进行调速时，由于车辆牵引电机自身的控制误差，实际输出作用力与预期作用力间偏差较大，会导致列车运行控制调速精度不准，与列车全速运行参考曲线的跟随性较差，并影响列车全速密贴运行控制曲线的停站精度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中传统的轨道交通列车运行控制的计算方法存在的调速精度低、与列车全速运行参考曲线的跟随性较差且影响列车的停站精度的缺陷，提供一种轨道交通列车全速密贴运行控制曲线的自适应计算方法，无需进行全局性运行控制参数设置和取值测试，可精确高效计算得出列车全速密贴运行控制曲线，又能提供与列车全速运行参考曲线良好的跟随控制和高停站精度。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：本专利技术提供了一种轨道交通列车全速密贴运行控制曲线的自适应计算方法，其特点在于，包括以下步骤：确定列车运行路径和列车全速运行参考曲线；计算列车牵引运行曲线；计算列车牵引运行曲线与其他参考曲线相交段；计算列车巡航运行曲线；计算列车巡航运行曲线与其他参考曲线相交段；计算列车制动运行曲线；计算列车制动运行曲线与其他参考曲线相交段；按照列车运行方向，生成列车全速密贴运行控制曲线。较佳地，计算列车牵引运行曲线所采用的计算公式包括：公式一： S i + 1 = ∫ 0 t sample v i dt sample + ∫ 0 t sample 1 2 ( a i + 1 - a wi + 1 ) dt sample 2 ; ]]>公式二： v i + 1 = v i + ∫ 0 t sample ( a i + 1 - a wi + 1 ) dt sample ; ]]>公式三： a i + 1 - a wi + 1 = ( a i - a wi ) + j ∫ 0 t sample dt sample ; ]]>其中，Si+1为当前采样周期至下一采样周期的列车位移；vi为当前采样周期的列车瞬时速度；vi+1为下一采样周期的列车瞬时速度；j为冲击极限，为列车加速度的变化率限制；ai为当前第i个采样周期的加速度；ai+1为下一第i+1个采样周期的加速度；awi为当前第i个采样周期的列车运行阻力加速度；awi+1为下一第i+1个采样周期的列车运行阻力加速度；tsample为列车运行控制系统的采样周期；列车运行阻力aw的计算公式为：公式四： a w = a w 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道交通列车全速密贴运行控制曲线的自适应计算方法，其特征在于，包括以下步骤：确定列车运行路径和列车全速运行参考曲线；计算列车牵引运行曲线；计算列车牵引运行曲线与其他参考曲线相交段；计算列车巡航运行曲线；计算列车巡航运行曲线与其他参考曲线相交段；计算列车制动运行曲线；计算列车制动运行曲线与其他参考曲线相交段；按照列车运行方向，生成列车全速密贴运行控制曲线。

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通列车全速密贴运行控制曲线的自适应计算方法，其特征在于，包括以下步骤：确定列车运行路径和列车全速运行参考曲线；计算列车牵引运行曲线；计算列车牵引运行曲线与其他参考曲线相交段；计算列车巡航运行曲线；计算列车巡航运行曲线与其他参考曲线相交段；计算列车制动运行曲线；计算列车制动运行曲线与其他参考曲线相交段；按照列车运行方向，生成列车全速密贴运行控制曲线。2.如权利要求1所述的自适应计算方法，其特征在于，计算列车牵引运行曲线所采用的计算公式包括：公式一： S i + 1 = ∫ 0 t sample v i dt sample + ∫ 0 t sample 1 2 ( a i + 1 - a wi + 1 ) dt sample 2 ; ]]>公式二： v i + 1 = v i + ∫ 0 t sample ( a i + 1 - a wi + 1 ) dt sample ; ]]>公式三： a i + 1 - a wi + 1 = ( a i - a wi ) + j ∫ 0 t sample dt sample ; ]]>其中，Si+1为当前采样周期至下一采样周期的列车位移；vi为当前采样周期的列车瞬时速度；vi+1为下一采样周期的列车瞬时速度；j为冲击极限，为列车加速度的变化率限制；ai为当前第i个采样周期的加速度；ai+1为下一第i+1个采样周期的加速度；awi为当前第i个采样周期的列车运行阻力加速度；awi+1为下一第i+1个采样周期的列车运行阻力加速度；tsample为列车运行控制系统的采样周期；列车运行阻力aw的计算公式为：公式四： a w = a w 0 + α w i + α w r + α w s ; ]]>其中，为基本阻力加速度，为坡道阻力加速度，为曲线阻力加速度，为隧道空气阻力加速度；的计算公式为：公式五：其中v为列车运行速度；的计算公式为：公式六： a w i = [ i 1 × l + i 2 × ( L - l ) ] g ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘循，洪海珠，牛振宇，张琼燕，赵霞，丁建中，王潇骁，付长尧，谢凌涛，金捷，陆晓地，鲍旭，
申请(专利权)人：上海申通地铁集团有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31