一种虚拟编组列车队形控制方法、系统、电子设备及介质技术方案

本发明专利技术涉及一种虚拟编组列车队形控制方法、系统、电子设备及介质，具体涉及轨道交通技术领域。所述方法包括根据当前时刻领航列车的控制量以及单元列车的状态判断预设事件触发机制是否被触发；根据判断结果选择基于列车运行环境模型、当前时刻单元列车的标称状态和目标列车的最优标称状态对Tube

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟编组列车队形控制方法、系统、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，特别是涉及一种虚拟编组列车队形控制方法、系统、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]由于客运与货运铁路的运输需求不断增加，既有线亟需提升线路及车辆资源的利用率。进一步缩短列车运行间隔有利于提升线路资源的利用，在不建设新线的情况下增加既有线可上线运行列车的数量；根据运输需求制定列车编组数量与方案可以提升车辆资源的利用，提高满载率，避免空载。为了解决上述需求，虚拟连挂(Virtual Coupling，简称VC)技术进一步缩短行车间隔和灵活调整列车编组，在近年来被轨道交通领域所重点关注。虚拟连挂技术可根据运输需求将一定数量具有动力的单元列车以一定顺序与较小间距的形式，通过车
‑
车通信方式编组在一起，形成一列具有稳定队形的列车，称为虚拟编组列车(Virtually Coupled Train Set，简称VCTS)。此外，虚拟编组列车是传统列车编组概念的拓展，具有列车的内涵，强调编组内部单元在小间距下保持与传统列车一致的同步运行与作业的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟编组列车队形控制方法，其特征在于，包括：根据每个车站之间各个区段的线路坡度和限速构建所述虚拟编组列车中各单元列车的动力学方程；根据所述虚拟编组列车中各单元列车的动力学方程构建各单元列车的状态空间方程；所述状态空间方程包括标称状态方程和扰动状态方程；根据各所述单元列车的状态空间方程和约束方程构建虚拟编组列车的列车运行环境模型；所述约束方程包括状态约束方程和控制变量约束方程；对于所述虚拟编组列车中的任意一个单元列车，根据当前时刻领航列车的控制量以及当前时刻所述单元列车的状态判断预设事件触发机制是否被触发；若所述预设事件触发机制被触发，则基于所述列车运行环境模型、当前时刻所述单元列车的标称状态和当前时刻目标列车的最优标称状态对Tube
‑
MPC问题模型进行求解，得到当前时刻所述单元列车的最优标称控制量和当前时刻所述单元列车的最优标称状态；所述目标列车为所述单元列车的前一个单元列车；若所述预设事件触发机制没有被触发，则基于所述列车运行环境模型、当前时刻所述单元列车的标称状态和当前时刻目标列车的最优标称状态对ELQR控制器进行求解，得到当前时刻所述单元列车的最优标称控制量和当前时刻所述单元列车的最优标称状态；根据当前时刻所述单元列车的不确定扰动因素和当前时刻所述单元列车的最优标称控制量，计算当前时刻所述单元列车的最优控制量，根据当前时刻所述单元列车的最优控制量对所述单元列车进行控制，然后更新当前时刻并返回所述对于所述虚拟编组列车中的任意一个单元列车，根据当前时刻领航列车的控制量以及当前时刻所述单元列车的状态判断预设事件触发机制是否被触发。2.根据权利要求1所述的一种虚拟编组列车队形控制方法，其特征在于，所述预设事件触发机制，具体为：其中，表示预设事件触发机制，x
i
(t
k
)表示t
k
时刻第i个单元列车的状态，表示Tube集，u0(t
k
)表示当前时刻领航列车的控制量，σ表示阈值。3.根据权利要求2所述的一种虚拟编组列车队形控制方法，其特征在于，所述Tube
‑
MPC问题模型，具体为：其中，
表示第一目标函数，表示t
k
时刻第i个单元列车的标称控制序列，表示t
k
时刻第i个单元列车的第j+1个标称状态，表示t
k
时刻第i个单元列车的第j个标称状态，A表示第七系数矩阵，B表示第八系数矩阵，表示t
k
时刻第i个单元列车的第j个标称控制量，D
i
(t
k+j
∣t
k
)表示t
k
时刻第i个单元列车接收领航列车运行状态产生的第j个外部输入，x
i
(t
k
‑
τ)表示t
k
‑
τ时刻第i个单元列车的状态，表示t
k
时刻第i个单元列车的标称状态，表示鲁棒不变集，表示闵可夫斯基和，表示状态变量改进约束集，表示状态变量约束集，表示闵可夫斯基差，表示控制变量改进约束集，表示控制变量约束集，K
tube
表示反馈增益，表示t
k
时刻第i个单元列车的第n
p
个标称状态即终端状态，表示终端约束集，Q表示第一二维权重系数矩阵,F表示第二二维权重系数矩阵,P表示第三二维权重系数矩阵，表示t
k
时刻第i个单元列车的标称状态，|| ||2表示二范数，表示t
k
时刻第i
‑
1个单元列车的标称状态，R表示一维权重系数，表示t
k
时刻第i个单元列车的标称控制量，表示时刻第i个单元列车的标称状态，表示时刻第i
‑
1个单元列车的标称状态，n
p
表示预测时域步长。4.根据权利要求3所述的一种虚拟编组列车队形控制方法，其特征在于，所述ELQR控制器，具体为：其中，其中，表示第二目标函数，Q
y
表示第一系数矩阵，y
i
(t
k+j
∣t
k
)表示t
k
时刻第i个单元列车的第j个集成状态，P
y
表示第二系数矩阵，表示t
k
时刻第i个单元列车的第n
p
个集成状态，y
i
(t
k+j+1
∣t
k
)表示t
k
时刻第i个单元列车的第j+1个集成状态，A
y
表示第三系数矩阵，B
y
表示第四系数矩阵，D
iy
(t
k+j
∣t
k
)表示t
k
时刻第i个单元列车的第j个外部输入，y
i
(t
k
∣t
k
)表示t
k
时刻第i个单元列车的集成状态，T表示求转置，表示t
k
‑
τ时刻第i个单元列车的标称状态，表示t
k
‑
τ时刻第i

【专利技术属性】
技术研发人员：宿帅，刘亚飞，唐涛，曹源，郜春海，孙永奎，吕继东，刘宏杰，柴铭，王伟，杨旭文，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
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