CN107885077B - 列车运行控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种列车运行控制方法和装置,其中,方法包括:通过采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数,模拟列车在该路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量,从而比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立该路况下的能量消耗模型。进而根据列车的运行线路中实际所遇到的各个路况,查询该路况下的能量消耗模型,确定运行线路所采用的目标运行参数。由于目标运行参数是以能量消耗最小为目标所确定出的,因此,采用该目标运行参数控制列车的运行,能够避免列车运行过程中的能量浪费,解决现有技术中列车运行能量消耗较大的技术问题,节省列车运行所需能量。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域,尤其涉及一种列车运行控制方法和装置。
背景技术
在列车运行过程中,其线路中包含多段下坡路段、上坡路段和弯道路段等复杂路段。在实际运行过程中,列车往往在依据列车自动驾驶(Auto Train Operation,ATO)所确定出的速度进行行驶时,出现在下坡路段仍然以很高的档位来运行列车的情况,直到速度接近列车自动防护(Auto Train Protection,ATP)的防护曲线时,再控制列车制动,对列车减速。
可见,现有的这种列车运行控制方式,由于列车的运行与路况不匹配,导致了列车运行过程中需要大量的能量,而这些能量中的一部分是由于控制不当所导致的浪费。因此,如何节省列车运行所需能量当前是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明的第一个目的在于提出一种列车运行控制方法,以避免列车运行过程中的能量浪费,解决现有技术中列车运行能量消耗较大的技术问题,节省列车运行所需能量。
本发明的第二个目的在于提出一种列车运行控制装置。
为达上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种列车运行控制方法,包括:
采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数;
模拟列车在所述路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量;
比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立所述路况下的能量消耗模型;
根据列车的实际运行线路中所遇到的各个路况,查询所述路况下的能量消耗模型,确定所述运行线路所采用的目标运行参数;
采用所述目标运行参数,控制所述列车的运行。
本发明实施例的列车运行控制方法,通过采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数,模拟列车在该路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量,从而比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立该路况下的能量消耗模型。进而根据列车的运行线路中实际所遇到的各个路况,查询该路况下的能量消耗模型,确定所述运行线路所采用的目标运行参数。由于目标运行参数是以能量消耗最小为目标所确定出的,因此,采用该目标运行参数控制列车的运行,能够避免列车运行过程中的能量浪费,解决现有技术中列车运行能量消耗较大的技术问题,节省列车运行所需能量。
为达上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种列车运行控制装置,包括:
采集模块,用于采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数;
模拟模块,用于模拟列车在所述路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量;
建模模块,用于比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立所述路况下的能量消耗模型;
查询模块,用于根据列车的实际运行线路中所遇到的各个路况,查询所述路况下的能量消耗模型,确定所述运行线路所采用的目标运行参数;
控制模块,用于采用所述目标运行参数,控制所述列车的运行。
本发明实施例的列车运行控制装置,通过采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数,模拟列车在该路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量,从而比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立该路况下的能量消耗模型。进而根据列车的运行线路中实际所遇到的各个路况,查询该路况下的能量消耗模型,确定运行线路所采用的目标运行参数。由于目标运行参数是以能量消耗最小为目标所确定出的,因此,采用该目标运行参数控制列车的运行,能够避免列车运行过程中的能量浪费,解决现有技术中列车运行能量消耗较大的技术问题,节省列车运行所需能量。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明实施例所提供的一种列车运行控制方法的流程示意图;
图2为本发明实施例所提供的另一种列车控制方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种列车运行控制装置的结构示意图;以及
图4为本发明实施例提供的另一种列车运行控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的列车运行控制方法和装置。
图1为本发明实施例所提供的一种列车运行控制方法的流程示意图。如图1所示,该列车运行控制方法包括以下步骤:
步骤101,采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数。
具体地,列车往往是在同一条线路上重复运行,可以针对该条线路采集地图数据,例如:采集线路中所遇到的坡道坡度、弯道弯度、道岔位置、站点位置等路况信息。并且,记录下列车的现场运行数据,例如列车运行过程中每一时刻的制动力大小、牵引力大小、列车速度、列车的停车时刻、列车的发车间隔等运行参数。
步骤102,模拟列车在所述路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量。
具体地,可以在轨道交通的仿真实验室中建立列车模型,以模拟列车在每一种路况下,采用各个不同的运行参数运行时,列车所需消耗的能量。另外,由于列车所需消耗的能量不仅与制动力大小、牵引力大小、列车速度、列车的停车时刻、列车的发车间隔等运行参数有关,还与列车的车重、风阻力等有关,因此,在运行参数中,还应包括车重、档位、级位、风阻力等因素。其中,档位与牵引力具有对应关系,级位具体是指列车动力状态,如牵引、制动或惰行。
作为一种可能的实现方式,可以在每一种路况下,进行多次模拟;其中,在每一次模拟时列车所采用的运行参数的取值不同。记录多次模拟中,列车采用各个取值的运行参数运行时所需消耗的能量。
例如:在仿真实验室模拟列车的能量消耗时,在列车处于不同工况下,比如在牵引、制动、惰行、加速、减速和上下坡等,采用输入随机参数的方式,即每时刻输入不同的档位、级位,以及施加不同的牵引力或者制动力,以及在不同的风速和方向条件下,以不同的区间运营时间,如高峰间区间运营时间缩小,非高峰时间运营时间加大等,根据这些不同的运行参数计算出不同的能量消耗。
作为一种可能的实现方式,在每一种路况的每一次模拟时,首先,采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E牵引(t),其中,V0为列车的初速度,m为列车的质量,F牵引为列车的牵引力,f阻为列车运行过程中的阻力,t为列车运行时长;或者,采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E制动(t);其中,F制动为列车的制动力;或者,采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E惰行(t)。
进而,计算所述列车在上坡时,所述列车克服的重力势能,作为所述列车所消耗的能量E上坡(t);或者,计算所述列车在下坡时,所述列车克服的重力势能,作为所述列车所消耗的能量E下坡(t)。
最后,将计算得到的E牵引(t)、E制动(t)、E惰行(t)、E上坡(t)、E下坡(t)进行求和,得到列车所消耗的能量E。
需要说明的是,一般情况下,列车在平路时,列车克服的重力势能应当为零。
步骤103,比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立所述路况下的能量消耗模型。
具体地,对于同一线路同一列车在采用不同的运行参数,测试一定的次数之后,记录每次不同运行参数下能量消耗的数据,选出列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立用于指示路况与运行参数之间对应关系的能量消耗模型。
步骤104,根据列车的实际运行线路中所遇到的各个路况,查询所述路况下的能量消耗模型,确定所述运行线路所采用的目标运行参数。
具体地,根据列车的运行线路地图数据中的路况,查询在所述路况下的能量消耗模型,确定在所述路况下列车消耗最小能量时,所采用的目标运行参数;所述运行参数包括档位和/或速度。
步骤105,采用目标运行参数,控制所述列车的运行。
具体地,根据各个路况下列车所采用的目标运行参数,绘制ATO曲线;列车依据所述ATO曲线所指示的档位和速度运行。
本实施例中,通过采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数,模拟列车在该路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量,从而比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立该路况下的能量消耗模型。进而根据列车的运行线路中实际所遇到的各个路况,查询该路况下的能量消耗模型,确定运行线路所采用的目标运行参数。由于目标运行参数是以能量消耗最小为目标所确定出的,因此,采用该目标运行参数控制列车的运行,能够避免列车运行过程中的能量浪费,解决现有技术中列车运行能量消耗较大的技术问题,节省列车运行所需能量。
为了清楚说明上一实施例中的步骤102中在每一种路况下,进行多次模拟时,每一次模拟的过程,本实施例提供了另一种列车控制方法,图2为本发明实施例所提供的另一种列车控制方法的流程示意图,如图2所示,本实施例中将列车通过某一路段的过程进行了细分得到多个时段,每一时段内仅包括较为单一的路况和工况,具体来说,仅工况仅包括了牵引、制动和惰行中的一种,路况仅包括了上坡和下坡中的一种,针对每一种路况和工况的组合计算能量消耗,具体包括:
步骤1021,采用列车的动力学模型,确定列车处于牵引状态下,所消耗的能量。
采用列车的动力学模型,计算所述列车在牵引力F牵引、阻力f阻、速度V0的条件下运行时,列车在经过时长t1后的末速度V牵引(t1);将末速度V牵引(t1)代入能量公式,确定列车在时段t1内,处于牵引状态下,所消耗的能量E牵引(t1)。
具体地,根据列车的动力学模型中的公式将运行参数中的牵引力F牵引、阻力f阻以及列车的质量m代入上述公式,计算得到列车在时段t1内加速度a牵引。将a牵引以及列车的速度V0代入公式v(t)=V0+a×t进行计算,得到列车在经过时长t1后的末速度V牵引(t1)。
将末速度V牵引(t1)代入能量公式,确定列车在时段0-t1内,处于牵引状态下,所消耗的能量E牵引(t1)。
步骤1022,采用列车的制动模型,确定列车处于制动状态下,所消耗的能量。
采用列车的制动模型,计算所述列车在制动力F制动、阻力f阻、速度V0的条件下运行时,列车在经过时长t2后的末速度V制动(t2);将末速度V制动(t2)代入能量公式,确定列车在时段t2内,处于制动状态下,所消耗的能量E制动(t2)。
具体地,根据列车的制动模型中的公式将运行参数中的制动力F制动、阻力f制动以及列车的质量m代入上述公式,计算得到列车在时段t2内减速度a制动。将a制动以及列车的速度V0代入公式v(t)=V0+a×t进行计算,得到列车在经过时长t2后的末速度V制动(t2)。
将末速度V制动(t2)代入能量公式确定列车在时段t2内,处于制动状态下,所消耗的能量E制动(t2)。
步骤1023,确定处于惰行状态下,所消耗的能量。
计算列车在惰行时,列车在阻力f阻、速度V0的条件下运行时,列车在经过时长t3后的末速度V惰行(t3);将末速度V惰行(t3)代入能量公式,确定列车在时段t3内,处于惰行状态下,所消耗的能量E惰行(t3)。
具体地,根据公式将运行参数中的阻力f阻以及列车的质量m代入上述公式,计算得到列车在时段t3内加速度a惰行。将a惰行以及列车的速度V0代入公式v(t)=V0+a×t进行计算,得到列车在经过时长t3后的末速度V惰行(t3)。将末速度V惰行(t3)代入能量公式,确定列车在时段t3内,处于惰行状态下,所消耗的能量E惰行(t3)。
步骤1024,计算列车在上坡时,列车所需克服的重力势能,作为列车所消耗的能量E上坡(t4)。
步骤1025,计算列车在下坡时,所述列车所需克服的重力势能,作为列车所消耗的能量E下坡(t5)。
步骤1026,根据所计算出的E牵引(t)、E制动(t)、E惰行(t)、E上坡(t)、E下坡(t)进行求和,得到列车所消耗的能量E。
具体地,由于实际运行过程较为复杂,从而本实施例中将运行的总时段,划分为小的时段,在每一个小的时段内列车的工况为惰行、制动或者牵引中的一种,并且路况为上坡或者下坡中的一种。同时,在每一个小的时段内,列车的运行状态相对稳定,例如:在制动时每一个小的时段内保持减速度a制动不变,从而将复杂的问题进行简化。
在求得总时段内所消耗的能量E时,可以针对各个小的时段内,所消耗的E牵引(t)、E制动(t)、E惰行(t)、E上坡(t)、E下坡(t)进行求和得到每一个小的时段内消耗的能量E,并将每一个小的时段内消耗的能量E所得到列车所消耗的能量E累加,得到总时段内所消耗的能量E。
本实施例中,通过采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数,模拟列车在该路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量,从而比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立该路况下的能量消耗模型。进而根据列车的运行线路中实际所遇到的各个路况,查询该路况下的能量消耗模型,确定运行线路所采用的目标运行参数。由于目标运行参数是以能量消耗最小为目标所确定出的,因此,采用该目标运行参数控制列车的运行,能够避免列车运行过程中的能量浪费,解决现有技术中列车运行能量消耗较大的技术问题,节省列车运行所需能量。
为了实现上述实施例,本发明还提出一种列车运行控制装置。
图3为本发明实施例提供的一种列车运行控制装置的结构示意图。如图3所示,该列车运行控制装置包括:采集模块31、模拟模块32、建模模块33、查询模块34和控制模块35。
采集模块31,用于采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数。
模拟模块32,用于模拟列车在所述路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量。
建模模块33,用于比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立所述路况下的能量消耗模型。
查询模块34,用于根据列车的实际运行线路中所遇到的各个路况,查询所述路况下的能量消耗模型,确定所述运行线路所采用的目标运行参数。
具体地,查询模块34,具体用于:根据列车的运行线路地图数据中的路况,查询在所述路况下的能量消耗模型,确定在所述路况下列车消耗最小能量时,所采用的目标运行参数;所述运行参数包括档位和/或速度。
控制模块35,用于采用所述目标运行参数,控制所述列车的运行。
具体地,控制模块35,具体用于:根据各个路况下列车所采用的目标运行参数,绘制ATO曲线;所述列车依据所述ATO曲线所指示的档位和速度运行。
需要说明的是,前述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置,此处不再赘述。
基于上述实施例,本发明实施例还提供了一种列车运行控制装置的可能的实现方式,图4为本发明实施例提供的另一种列车运行控制装置的结构示意图,在上一实施例的基础上,如图4所示,列车运行控制装置中的模拟模块32,包括:模拟单元321和记录单元322。
模拟单元321,用于在每一种路况下,进行多次模拟。
其中,在每一次模拟时列车所采用的运行参数的取值不同。
具体地,模拟单元321,具体用于:根据当前路况的坡度、水平落差和/或弯度中的一个或多个组合,以及列车当前所采用的运行参数中牵引力、制动力和速度中的一个或多个组合,计算所述列车在当前路况下,采用当前的运行参数运行时,列车所消耗的能量。
记录单元322,用于记录多次模拟中,列车采用各个取值的运行参数运行时所需消耗的能量。
进一步地,在本发明实施例的一种可能的实现方式中,模拟单元321,包括:第一计算子单元、第二计算子单元、第三计算子单元、第四计算子单元、第五计算子单元中的一个或多个,模拟单元321还包括汇总子单元。
第一计算子单元,用于采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E牵引(t),其中,V0为列车的初速度,m为列车的质量,F牵引为列车的牵引力,f阻为列车运行过程中的阻力,t为列车运行时长。
第二计算子单元,用于采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E制动(t);其中,F制动为列车的制动力。
第三计算子单元,用于采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E惰行(t)。
第四计算子单元,用于计算所述列车在上坡时,所述列车克服的重力势能,作为所述列车所消耗的能量E上坡(t)。
第五计算子单元,用于计算所述列车在下坡时,所述列车克服的重力势能,作为所述列车所消耗的能量E下坡(t)。
汇总子单元,用于将计算得到的E牵引(t)、E制动(t)、E惰行(t)、E上坡(t)、E下坡(t)进行求和,得到列车所消耗的能量E。
本发明实施例中,通过采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数,模拟列车在该路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量,从而比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立该路况下的能量消耗模型。进而根据列车的运行线路中实际所遇到的各个路况,查询该路况下的能量消耗模型,确定运行线路所采用的目标运行参数。由于目标运行参数是以能量消耗最小为目标所确定出的,因此,采用该目标运行参数控制列车的运行,能够避免列车运行过程中的能量浪费,解决现有技术中列车运行能量消耗较大的技术问题,节省列车运行所需能量。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种列车运行控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数;
模拟列车在所述路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量,其中,采用列车的动力学模型,确定列车处于牵引状态下,所消耗的能量E牵引(t);采用列车的制动模型,确定列车处于制动状态下,所消耗的能量E制动(t);确定处于惰行状态下,所消耗的能量E惰行(t);计算列车在上坡时,列车所需克服的重力势能,作为列车所消耗的能量E上坡(t);计算列车在下坡时,列车所需克服的重力势能,作为列车所消耗的能量E下坡(t);根据计算出的所述E牵引(t)、所述E制动(t)、所述E惰行(t)、所述E上坡(t)、所述E下坡(t)进行求和,得到列车所消耗的能量E;
比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立所述路况下的能量消耗模型;
根据列车的实际运行线路中所遇到的各个路况,查询所述路况下的能量消耗模型,确定所述运行线路所采用的目标运行参数,其中,根据列车的运行线路地图数据中的路况,查询在所述路况下的能量消耗模型,确定在所述路况下列车消耗最小能量时所采用的目标运行参数,所述运行参数包括档位和/或速度,所述能量消耗模型包括路况与列车消耗最小能量的运行参数之间的对应关系;
采用所述目标运行参数,控制所述列车的运行。
2.根据权利要求1所述的列车运行控制方法,其特征在于,所述模拟列车在所述路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量,包括:
在每一种路况下,进行多次模拟;其中,在每一次模拟时列车所采用的运行参数的取值不同;
记录多次模拟中,列车采用各个取值的运行参数运行时所需消耗的能量。
3.根据权利要求2所述的列车运行控制方法,其特征在于,所述在每一种路况下,进行多次模拟,包括:
根据当前路况的坡度、水平落差和/或弯度中的一个或多个组合,以及列车当前所采用的运行参数中牵引力、制动力和速度中的一个或多个组合,进行模拟。
4.根据权利要求3所述的列车运行控制方法,其特征在于,所述进行模拟,包括:
采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E牵引(t),其中,V0为列车的初速度,m为列车的质量,F牵引为列车的牵引力,f阻为列车运行过程中的阻力,t为列车运行时长;或者,采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E制动(t);其中,F制动为列车的制动力;或者,采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E惰行(t);
计算所述列车在上坡时,所述列车克服的重力势能,作为所述列车所消耗的能量E上坡(t);或者,计算所述列车在下坡时,所述列车克服的重力势能,作为所述列车所消耗的能量E下坡(t);
将计算得到的E牵引(t)、E制动(t)、E惰行(t)、E上坡(t)和E下坡(t)进行求和,得到列车所消耗的能量E。
5.根据权利要求1-4任一项所述的列车运行控制方法,其特征在于,所述采用所述目标运行参数,控制所述列车的运行,包括:
根据各个路况下列车所采用的目标运行参数,绘制ATO曲线;
所述列车依据所述ATO曲线所指示的档位和速度运行。
6.一种列车运行控制装置,其特征在于,包括:
采集模块,用于采集列车历史运行过程中所遇到的路况和所采用的运行参数;
模拟模块,用于模拟列车在所述路况下,采用各个运行参数运行时,列车所需消耗的能量,其中,所述模拟模块用于采用列车的动力学模型,确定列车处于牵引状态下,所消耗的能量E牵引(t);采用列车的制动模型,确定列车处于制动状态下,所消耗的能量E制动(t);确定处于惰行状态下,所消耗的能量E惰行(t);计算列车在上坡时,列车所需克服的重力势能,作为列车所消耗的能量E上坡(t);计算列车在下坡时,所述列车所需克服的重力势能,作为列车所消耗的能量E下坡(t),根据计算出的所述E牵引(t)、所述E制动(t)、所述E惰行(t)、所述E上坡(t)、所述E下坡(t)进行求和,得到列车所消耗的能量E;
建模模块,用于比较获得在相同路况下,列车所需消耗的最小能量,根据列车所需消耗的最小能量时所采用的运行参数,建立所述路况下的能量消耗模型;
查询模块,用于根据列车的实际运行线路中所遇到的各个路况,查询所述路况下的能量消耗模型,确定所述运行线路所采用的目标运行参数,其中,根据列车的运行线路地图数据中的路况,查询在所述路况下的能量消耗模型,确定在所述路况下列车消耗最小能量时所采用的目标运行参数,所述运行参数包括档位和/或速度,所述能量消耗模型包括路况与列车消耗最小能量的运行参数之间的对应关系;
控制模块,用于采用所述目标运行参数,控制所述列车的运行。
7.根据权利要求6所述的列车运行控制装置,其特征在于,所述模拟模块,包括:
模拟单元,用于在每一种路况下,进行多次模拟;其中,在每一次模拟时列车所采用的运行参数的取值不同;
记录单元,用于记录多次模拟中,列车采用各个取值的运行参数运行时所需消耗的能量。
8.根据权利要求7所述的列车运行控制装置,其特征在于,所述模拟单元,具体用于:
根据当前路况的坡度、水平落差和/或弯度中的一个或多个组合,以及列车当前所采用的运行参数中牵引力、制动力和速度中的一个或多个组合,进行模拟。
9.根据权利要求7所述的列车运行控制装置,其特征在于,所述模拟单元,包括:
第一计算子单元,用于采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E牵引(t),其中,V0为列车的初速度,m为列车的质量,F牵引为列车的牵引力,f阻为列车运行过程中的阻力,t为列车运行时长;
或,第二计算子单元,用于采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E制动(t);其中,F制动为列车的制动力;
或,第三计算子单元,用于采用公式v(t)=V0+a×t,进行计算,确定列车所消耗的能量E惰行(t);
所述模拟单元,还包括:
第四计算子单元,用于计算所述列车在上坡时,所述列车克服的重力势能,作为所述列车所消耗的能量E上坡(t);
或,第五计算子单元,用于计算所述列车在下坡时,所述列车克服的重力势能,作为所述列车所消耗的能量E下坡(t);
所述模拟单元,还包括:
汇总子单元,用于将计算得到的E牵引(t)、E制动(t)、E惰行(t)、E上坡(t)和E下坡(t)进行求和,得到列车所消耗的能量E。
10.根据权利要求6-9任一项所述的列车运行控制装置,其特征在于,所述控制模块,具体用于:
根据各个路况下列车所采用的目标运行参数,绘制ATO曲线;所述列车依据所述ATO曲线所指示的档位和速度运行。
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