一种轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶方法及相关装置制造方法及图纸

本申请公开了一种轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶方法及相关装置，其中，所述轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶方法在初始化基本参数和、将所述轨道车辆的待运行线路划分为多个区间以及初始化各个区间的决策变量后，基于多目标粒子群算法，利用所述基本参数和各个所述区间的决策变量求解所述轨道车辆的自动驾驶曲线，实现了轨道车辆自动驾驶曲线的自动生成，提高了对轨道车辆运行控制的自动化和智能化水平，减轻轨道车辆驾驶员劳动强度。同时在多目标粒子群算法中，可将最低牵引能耗和轨道车辆运行时间等多个目标作为求解目标进行求解，可实现提升车辆经济性指标的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶方法及相关装置
本申请涉及轨道车辆
，更具体地说，涉及一种轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶方法及相关装置。
技术介绍
目前我国铁路系统中高速和普速列车大多采用由列车驾驶员在车载安全设备监督和防护下驾驶列车的人工驾驶控制模式，随着路网规模扩大、运行间隔缩短、运行速度提高、铁路运能增大，列车能耗问题逐渐凸显，列车驾驶员工作强度日益增加。现行人工驾驶模式难以满足对列车运行控制系统自动化、智能化水平的需求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请提供了一种轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶方法及相关装置，以基于多目标粒子群算法实现自动驾驶曲线的规划功能，提高对轨道车辆运行控制的自动化、智能化水平。为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：一种轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶方法，包括：初始化基本参数；将所述轨道车辆的待运行线路划分为多个区间；初始化各个所述区间的决策变量；基于多目标粒子群算法，利用所述基本参数和各个所述区间的决策变量求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶方法，其特征在于，包括：/n初始化基本参数；/n将所述轨道车辆的待运行线路划分为多个区间；/n初始化各个所述区间的决策变量；/n基于多目标粒子群算法，利用所述基本参数和各个所述区间的决策变量求解所述轨道车辆的自动驾驶曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶方法，其特征在于，包括：
初始化基本参数；
将所述轨道车辆的待运行线路划分为多个区间；
初始化各个所述区间的决策变量；
基于多目标粒子群算法，利用所述基本参数和各个所述区间的决策变量求解所述轨道车辆的自动驾驶曲线。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述轨道车辆的待运行线路划分为多个区间包括：
将所述轨道车辆的待运行线路离散化为多个等长的小区段，并记录每个小区段的坡度，以获得坡度离散化合集；
根据所述轨道车辆的待运行线路的静态限速，将所述轨道车辆的待运行线路离散化为多个等长的小区段，并记录每个小区段的静态限速值，以获得限速离散化合集。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始化各个所述区间的决策变量包括：
根据所述坡度离散化合集和所述限速离散化合集，建立距离约束条件、限制速度约束条件和加速度约束条件；
所述距离约束条件包括：0<s<S，其中，s表示所述轨道车辆在小区段中运行过程中任意时刻的运行距离，S表示小区段的总长度；
所述限制速度约束条件包括：0≤vi≤vlim，其中，vi表示轨道车辆在小区段中任意一个位置的速度，vlim表示小区段的静态限速值；
所述加速度约束条件包括：amin≤ai≤amax，其中，ai表示轨道车辆在加速度，amin和amax分别表示列车的最小制动加速度和最大牵引加速度。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述初始化基本参数包括：
初始化列车参数、线路参数、运行参数和算法相关参数；
其中，所述列车参数至少包括：列车型号、编组情况、列车质量、列车牵引和制动系数；
所述线路参数至少包括：线路长度、坡度、曲度和限速情况；
所述运行参数至少包括：列车区间运行时间；
所述算法相关参数至少包括：粒子维数、种群个数和惯性因子。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于多目标粒子群算法，利用所述基本参数和各个所述区间的决策变量求解所述轨道车辆的自动驾驶曲线包括：
对多目标粒子群算法的种群进行初始化，以获得满足列车操纵序列要求的列车操纵序列集合；
根据列车运行控制模型，依据能耗适应度函数、运行时间的适应度函数、停车精确度的适应度函数以及限速的适应度评价，从所述列车操控序列集合中筛选非劣解；
对筛选获得的非劣解进行个体极值更新和群体极值更新，以获得帕累托最优解；
依据所述帕累托最优解，生成所述轨道车辆的自动驾驶曲线。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述列车运行控制模型包括：



其中，F(·)为优化目标函数，ci表示所述决策变量，fe(ci)和ft(ci)分别表示优化模型的能耗和时间目标变量，s.t.表示遵从的约束条件，v1表示初始时刻的轨道车辆的速度，vn表示停止时刻的轨道车辆的速度。


7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述能耗适应度函数包括：

其中，Ei表示轨道车辆在第i个小区段的牵引能耗，E表示轨道车辆在整个待运行线路的牵引能耗；
所述运行时间的适应度函数包括：

其中，Ti表示轨道车辆在第i个小区段的运行时间，T表示轨道车辆在整个待运行线路的运行时间；
所述停车精确度的适应度函数包括：
Sa＝S-Si；其中，Sa表示停车精度，Si表示轨道车辆实际停车位置，S表示目标停车点；
所述限速的适应度评价包括：对所述列车操纵序列集合进行筛选，剔除不满足静态限速值要求的列车操纵序列。


8.一种轨道车辆的能力管理及节能辅助驾驶系统，其特征在于，包括：
参数初始化模块，用于初始化基本参数；
区间划分模块，用于将所述轨道车辆的待运行线路划分为多个区间；

【专利技术属性】
技术研发人员：马凯，李玲玉，王雷，高登科，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22