【技术实现步骤摘要】
基于可变操纵策略的延误场景下节能时刻表调整优化方法
[0001]本专利技术涉及城市轨道交通控制领域，尤其涉及基于可变操纵策略的延误场景下节能时刻表调整优化方法。
技术介绍
[0002]随着我国城市化进程的加速，大城市客流需求急剧增长。快速发展的城市轨道交通有效地缓解了客流压力。2021年，43个城市的城市轨道交通总客运量为236.02亿人次，日均6480.79万人次。其中，北京地铁的年客运量达 30.66亿人次，日均840万人次，单日最高1375.38万人次。如此庞大的城市轨道交通系统所消耗的能量也是巨大的。2020年，北京地铁总运行能耗超过20亿 kW
·
h，其中牵引能耗近12亿kW
·
h，占总运行能耗的60％。在实际运行中，设备设施故障、线路施工、异物侵限、不良天气、临时限速调度命令等因素都可能使列车延误，最终无法按照既定运行计划行车。
[0003]因此，在延误场景下，根据列车运行状态快速地给出可行的操纵策略来进行时刻表的调整优化，将进一步扩展节能时刻表优化方法的运用场景，助力...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于可变操纵策略的延误场景下节能时刻表调整优化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)在列车延误场景下，以列车晚点时间和能耗值综合最优为目标，在满足时刻表安全约束条件下，分别构建节能时刻表运行调整优化模型和列车节能操纵策略优化模型；所述延误场景包括初始扰动型延误和临时限速型延误，初始扰动型延误是指通过给定初始扰动，使列车产生延误的场景；临时限速型延误是指因为在特定位置设置临时限速，使得在一定时间通过该位置所有列车允许的限制速度下降、运行时分增加，进而造成列车延误的场景；(2)基于步骤(1)建立的节能时刻表运行调整优化模型和列车节能操纵策略优化模型，首先，输入原始时刻表和给定的扰动信息得到调整后的时刻表，并根据调整后时刻表的到发时间计算列车在区间的运行时间；然后，结合扰动信息判断得到的运行时间是否够用，如果够用，则进入步骤(3)；如果不够用，首先重新计算列车最短运行时间，然后更新运行调整优化模型中的区间最短运行时间约束，并在此基础上重新计算调整后的时刻表以及对应的列车区间运行时间；(3)采用可变操纵策略的动态多目标优化算法求解出列车的运行时间以及相应的列车节能操纵策略，首先进行给定操纵策略条件下的速度距离曲线仿真，然后采用DNSGA
‑
II算法，以列车能耗和运行时间综合最优为目标，通过不断地迭代寻优，找到能耗与时间平衡的Pareto最优解集，然后从中选择符合条件的解。2.如权利要求1所述的一种基于可变操纵策略的延误场景下节能时刻表调整优化方法，其特征在于，所述步骤(1)包括如下步骤：(1.1)建立节能时刻表运行调整优化模型(1.1.1)建立目标函数：式中，Z是线路上所有列车总的运行调整优化目标，α是全部列车在所有停车站的总到达晚点时间与全部列车在所有区间的总运行时间偏差的占比；(1.1.2)建立基本约束：式(2)保证列车i在区间j的运行时间以及在车站j的停站时间分别满足区间和车站的最短作业时间要求；式(3)保证相邻列车在车站j接发列车满足车站间隔时间安全约束；
式(4)中，a
i,j,h
和d
i,j,h
分别是列车i进入和离开计算区段h的时刻，该约束保证列车i在相邻计算区段到发时刻的连续性；式(5)中，h
o
和h
e
分别代表区间j内第一个和最后一个计算区段，该约束确保了列车进去区间j的时刻即为进入区间j内第一个计算区段的时刻，列车离开区间j内最后一个计算区段的时刻即为离开区间j的时刻；(1.1.3)建立因扰动产生的约束条件设置0
‑
1决策变量φ
i,j,h
表征列车i是否在区间j运行区段h受到影响，如果被影响，则φ
i,j,h
＝1，否则φ
i,j,h
＝0；定义d
i,j
＝d
i,j,0
，a
i,j
＝a
i,j,0
，φ
i,j,0
表征列车i是否在车站j受到影响，则延误场景下φ
i,j,h
满足：当列车在车站或者计算区段的到发时刻满足式(6)时，列车运行将受到扰动因素影响，在扰动区域内，需保证受影响列车的速度不高于给定的临时限制速度，则：式中，是列车i在区间j的计算区段h的第s步仿真时的速度，是区间j的计算区段h的最大允许速度，是延误场景下区间j的计算区段h的临时限制速度。(1.2)列车节能操纵策略优化模型(1.2.1)建立目标函数式中：Z
energy
是线路上所有列车能耗。(1.2.2)建立基本约束其中，u
t
和u
b
分别是牵引力和制动力的控制系数，以调节列车实际输出的牵引力和制动力大小，F
r
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张惠茹，魏运，豆飞，刘洁，宁尧，朱鸿涛，刘宇然，
申请(专利权)人：北京市地铁运营有限公司技术创新研究院分公司，
类型：发明
国别省市：
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