列车运行优化方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种列车运行优化方法、装置、电子设备及存储介质，涉及轨道交通技术领域，所述方法包括：将列车的整个区间运行线路划分为多个子区间；基于列车在各子区间的运行过程，对列车运行优化模型进行求解，并基于求解结果对列车的运行曲线进行优化；其中列车运行优化模型包括目标函数和约束条件，目标函数是以列车的全程运行能耗和全程运行噪声的加权和最小为目标构建的。本发明专利技术通过基于对列车运行优化模型的求解结果优化列车运行曲线，由于列车运行优化模型中的目标函数是以列车的全程运行能耗和全程运行噪声的加权和最小为目标构建的，因此可以保证列车运行能耗较低的情况下减少列车噪声污染，提高乘客乘车体验。提高乘客乘车体验。提高乘客乘车体验。

【技术实现步骤摘要】
列车运行优化方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种列车运行优化方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着轨道交通城市化进程的推进，地铁以其运量大、准时、速达、舒适、安全和环保等特点得到快速发展。地铁作为城市的公共交通骨干出行工具之一，虽然提高了人们出行的便捷度，缓解了城市拥堵，但在地铁交通快速发展的同时，地铁列车车内噪声污染问题也逐渐凸显，直接影响了人们的生产生活以及乘客的乘车体验。
[0003]地铁列车噪声源主要由牵引噪声、轮轨噪声和气动噪声组成，且列车运行速度与噪声主要成分密切相关，因此，如何对列车的运行进行优化，以减少列车噪声污染，提高乘客乘车体验，成为业界亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种列车运行优化方法、装置、电子设备及存储介质。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种列车运行优化方法，包括：
[0006]将列车的整个区间运行线路划分为多个子区间；
[0007]基于所述列车在各子区间的运行过程，对列车运行优化模型进行求解，并基于求解结果对所述列车的运行曲线进行优化，获得所述列车的运行优化策略；
[0008]其中，所述列车运行优化模型为预先存储，包括目标函数和约束条件，所述目标函数是以所述列车的全程运行能耗和全程运行噪声的加权和最小为目标构建的，所述约束条件包括列车运行时分约束、列车运行始端终端约束、列车动力学约束和列车限速约束。r/>[0009]可选地，根据本专利技术提供的一种列车运行优化方法，所述目标函数的构建过程，包括：
[0010]基于所述列车在所述各子区间输出的牵引力，以及所述列车在所述各子区间的走行距离，确定所述列车的全程运行能耗，并基于所述列车在所述各子区间输出的声压级噪声，确定所述列车的全程运行噪声；
[0011]基于所述列车的全程运行能耗、所述列车的全程运行噪声和加权因子，构建所述目标函数。
[0012]可选地，根据本专利技术提供的一种列车运行优化方法，所述目标函数的表达式为：
[0013][0014]其中，p表示加权因子，N表示所述子区间的总数量，i表示所述子区间的索引，F
i
表示第i个子区间所述列车输出的牵引力，S
i
表示进入第i个子区间时所述列车的累计走行距
离，(L
P
)
i
表示第i个子区间所述列车输出的声压级噪声。
[0015]可选地，根据本专利技术提供的一种列车运行优化方法，所述列车运行时分约束的表达式为：
[0016][0017]其中，N表示所述子区间的总数量，i表示所述子区间的索引，T
i
表示第i个子区间所述列车的实际运行时分，T
target
表示所述列车的目标运行时分，δ表示列车运行时分阈值。
[0018]可选地，根据本专利技术提供的一种列车运行优化方法，所述列车运行始端终端约束为：
[0019]所述列车在所述整个区间运行线路的站间起点的运行速度为0，在所述站间起点的走行距离为0；所述列车在所述整个区间运行线路的站间终点的运行速度为0，在所述站间终点的走行距离为列车运行目标距离。
[0020]可选地，根据本专利技术提供的一种列车运行优化方法，所述列车动力学约束的表达式为：
[0021][0022]其中，i表示所述子区间的索引，F
i
表示第i个子区间所述列车输出的牵引力，F
max
表示所述列车输出的最大牵引力，B
i
表示第i个子区间所述列车受到的制动力，B
max
表示所述列车输出的最大制动力，a
i
表示第i个子区间所述列车的加速度，V
i+1
表示第i+1个子区间所述列车的速度，V
i
表示第i个子区间所述列车的速度，ΔS
i
表示第i个子区间内所述列车的走行距离，S
i
表示进入第i个子区间时所述列车的累计走行距离，S
i+1
表示进入第i+1个子区间时所述列车的累计走行距离，T
i
表示第i个子区间所述列车的实际运行时分，T
i+1
表示第i+1个子区间所述列车的实际运行时分，w
i
表示第i个子区间所述列车的阻力，G表示所述列车的质量。
[0023]可选地，根据本专利技术提供的一种列车运行优化方法，所述列车限速约束为：所述列车在每一个所述子区间的运行速度小于目标限制速度。
[0024]可选地，根据本专利技术提供的一种列车运行优化方法，所述基于所述列车在各子区间的运行过程，对列车运行优化模型进行求解，并基于求解结果对所述列车的运行曲线进行优化，获得所述列车的运行优化策略，包括：
[0025]确定获得所述列车的运行优化策略的期望时长；
[0026]在确定所述期望时长小于预设时长的情况下，基于粒子群算法和所述列车在各子区间的运行过程对所述列车运行优化模型进行求解，获得所述列车运行优化模型的第一最优解，并基于强化学习算法和所述列车在各子区间的运行过程对所述列车运行优化模型进行求解，获得所述列车运行优化模型的第二最优解；
[0027]基于所述第一最优解确定所述目标函数的第一值，并基于所述第二最优解确定所述目标函数的第二值；
[0028]确定所述第一值和所述第二值中更接近于0的目标值；
[0029]在确定所述目标值为所述第一值的情况下，基于所述第一最优解对所述列车的运行曲线进行优化，获得所述列车的运行优化策略；
[0030]在确定所述目标值为所述第二值的情况下，基于所述第二最优解对所述列车的运行曲线进行优化，获得所述列车的运行优化策略。
[0031]可选地，根据本专利技术提供的一种列车运行优化方法，所述方法还包括：
[0032]在确定所述期望时长大于或等于所述预设时长的情况下，基于动态规划算法和所述列车在各子区间的运行过程对所述列车运行优化模型进行求解，获得所述列车运行优化模型的第三最优解；
[0033]基于所述第三最优解对所述列车的运行曲线进行优化，获得所述列车的运行优化策略。
[0034]第二方面，本专利技术还提供一种列车运行优化装置，包括：
[0035]划分模块，用于将列车的整个区间运行线路划分为多个子区间；
[0036]求解模块，用于基于所述列车在各子区间的运行过程，对列车运行优化模型进行求解，并基于求解结果对所述列车的运行曲线进行优化，获得所述列车的运行优化策略；
[0037]其中，所述列车运行优化模型为预先存储，包括目标函数和约束条件，所述目标函数是以所述列车的全程运行能耗和全程运行噪声的加权和最小为目标构建的，所述约束条件包括列车运行时分约束、列车运行始端终端约束、列车动力学约束和列车限速约束。
[0038]第三方面，本专利技术还提供一种电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车运行优化方法，其特征在于，包括：将列车的整个区间运行线路划分为多个子区间；基于所述列车在各子区间的运行过程，对列车运行优化模型进行求解，并基于求解结果对所述列车的运行曲线进行优化，获得所述列车的运行优化策略；其中，所述列车运行优化模型为预先存储，包括目标函数和约束条件，所述目标函数是以所述列车的全程运行能耗和全程运行噪声的加权和最小为目标构建的，所述约束条件包括列车运行时分约束、列车运行始端终端约束、列车动力学约束和列车限速约束。2.根据权利要求1所述的列车运行优化方法，其特征在于，所述目标函数的构建过程包括：基于所述列车在所述各子区间输出的牵引力，以及所述列车在所述各子区间的走行距离，确定所述列车的全程运行能耗，并基于所述列车在所述各子区间输出的声压级噪声，确定所述列车的全程运行噪声；基于所述列车的全程运行能耗、所述列车的全程运行噪声和加权因子，构建所述目标函数。3.根据权利要求2所述的列车运行优化方法，其特征在于，所述目标函数的表达式为：其中，p表示加权因子，N表示所述子区间的总数量，i表示所述子区间的索引，F
i
表示第i个子区间所述列车输出的牵引力，S
i
表示进入第i个子区间时所述列车的累计走行距离，(L
P
)
i
表示第i个子区间所述列车输出的声压级噪声。4.根据权利要求1所述的列车运行优化方法，其特征在于，所述列车运行时分约束的表达式为：其中，N表示所述子区间的总数量，i表示所述子区间的索引，T
i
表示第i个子区间所述列车的实际运行时分，T
target
表示所述列车的目标运行时分，δ表示列车运行时分阈值。5.根据权利要求1所述的列车运行优化方法，其特征在于，所述列车运行始端终端约束为：所述列车在所述整个区间运行线路的站间起点的运行速度为0，在所述站间起点的走行距离为0；所述列车在所述整个区间运行线路的站间终点的运行速度为0，在所述站间终点的走行距离为列车运行目标距离。6.根据权利要求1所述的列车运行优化方法，其特征在于，所述列车动力学约束的表达式为：
其中，i表示所述子区间的索引，F
i
表示第i个子区间所述列车输出的牵引力，F
max
表示所述列车输出的最大牵引力，B
i
表示第i个子区间所述列车受到的制动力，B
max
表示所述列车输出的最大制动力，a
i
表示第i个子区间所述列车的加速度，V
i+1
表示第i+1个子区间所述列车的速度，V
i
表示第i个子区间所述列车的速度，ΔS
i
表示第i个子区间内所述列车的走行距离，S
i
表示进入第i个子区间时所述列车的累计走行距离，S
i+1
表...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜斌，赵兴东，周旭，
申请(专利权)人：交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：