最大化利用再生能量的列车运行控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及列车控制技术领域，尤其涉及一种最大化利用再生能量的列车运行控制方法。
【背景技术】
[0002]近些年，随着城市轨道交通的快速发展，城市轨道交通系统节能问题引起重视。轨道交通系统能耗包括两个部分:动力照明用电和列车牵引用电。减少列车牵引用电的方法主要有两种:一种是以单列车为控制对象，优化列车在车站间驾驶策略的单列车节能操纵方法；另一种是以最大化利用再生能量为优化目标的列车群优化控制方法。
[0003]再生能量来自于再生制动。再生制动是一种在制动时把车辆的动能转化电能的技术。转化的电能可以通过合理地安排列车群中列车牵引、制动的顺序得到充分利用。城市轨道交通上下行列车在同一车站附近容易形成一列列车制动，另一列列车牵引的场景。两列列车构成匹配列车对，通过调整匹配列车对的运行控制策略可以实现再生能量的充分利用。
[0004]现有列车运行控制往往从单列车角度或列车群角度优化列车运行控制，未能针对同一车站的匹配列车对提出最大化利用再生能量的列车运行控制方法。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例提供了一种最大化利用再生能量的列车运行控制方法，以实现匹配列车对的再生能量最大化利用。
[0006]为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
[0007]一种最大化利用再生能量的列车运行控制方法，包括:
[0008]计算出车站的当前匹配列车对Mx (i，j)在当前运行情况下的匹配误差ΔΤ ;
[0009]将所述匹配误差AT与预先设定的所述车站的当前匹配列车对Mx(i，j)的最大可调误差A !；进行比较，根据比较结果确定所述当前匹配列车对Mx (i，j)的列车运行调整策略。
[0010]优选地，所述的计算出车站的当前匹配列车对Mx(i，j)在当前运行情况下的匹配误差Δ T之前还包括:
[0011]根据每个列车的列车运行图确定所有匹配列车对集合M= {Mx，X = 1，…，N}，每个匹配列车对Mx(i，j)中包括列车i和列车j，列车i和列车j在匹配时间Tniateh之内，一个离开车站n，进行列车牵引操作，另一个进入车站n，进行列车制动操作；
[0012]根据每个匹配列车对Mx (i，j)中列车i和列车j的列车运行图，以及列车i和列车j的最大运行速度，预先设定每个匹配列车对的最大可调误差A Tx，所述最大可调误差ΔΤΧ根据列车i和j分别在车站间运行的最短时间确定的。
[0013]优选地，所述的计算出车站的当前匹配列车对Mx(i，j)在当前运行情况下的匹配误差Δ T包括:
[0014]计算出车站的当前匹配列车对Mx (i，j)在当前运行情况下的理论匹配时间Tniateh:
[0015]Tmatch= T 2~?1
[0016]T2为进站列车的再生制动结束时刻，T i为出站列车的牵引开始时刻
[0017]根据所述匹配列车对Mx (i，j)的当前运行情况，计算出所述匹配列车对Mx(i，j)的与所述理论匹配时间1_之间的匹配误差ΔΤ ;
[0018]AT = Tmatch-T' match
[0019]其中T' mteh为根据匹配列车对Mx(i，j)的当前实际运行状态预测的两个匹配列车在匹配车站的匹配时间。
[0020]优选地，所述的将所述匹配误差AT与预先设定的所述车站的当前匹配列车对Mx(i, j)的最大可调误差AT3Ji行比较，根据比较结果确定所述当前匹配列车对Mx(i，j)的列车运行调整策略，包括:
[0021]将匹配列车对Mx(i，j)在当前运行情况下的匹配误差ΔΤ与预先设定的所述车站的当前匹配列车对Mx(i，j)的最大可调误差AT3Ji行比较，当AT彡AT1，按照设定的列车运行调整策略调整所述当前匹配列车对Mx (i，j)的运行情况；
[0022]当ADAT1，则将所述匹配列车对Mx(i，j)从集合M中删除，不调整匹配列车对Mx(i，j)的列车运行。
[0023]优选地，所述的按照设定的列车运行调整策略调整所述当前匹配列车对Mx (i，j)的运行情况，包括:
[0024]对所述当前匹配列车对Mx(i，j)中的离站列车的牵引过程不调整，根据所述匹配误差AT与所述最大可调误差ATJI定调整后的进站列车的开始制动时刻、结束制动时刻；
[0025]根据所述当前匹配列车对Mx(i，j)的线路参数、列车参数、列车运行图、调整后的进站列车的开始制动时刻、结束制动时刻，获取所述当前匹配列车对Mx(i，j)在匹配期间之内的列车运行速度曲线。
[0026]由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明通过计算出车站的当前匹配列车对Mx(i，j)在当前运行情况下的匹配误差AT，根据匹配误差AT与预先设定的最大可调误差ATx的比较结果确定当前匹配列车对Mx(i，j)的列车运行调整策略。提出了一种最大化利用再生能量的列车运行控制方法，该方法可以根据列车运行状况，特别是匹配列车对的偏差，实时产生列车运行控制的调整策略，调整匹配列车对的列车运行速度曲线，实现匹配列车对的再生能量最大化利用，从而提高城市轨道交通中列车制动产生的再生能量的利用率，减少城市轨道交通系统能耗。
[0027]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些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】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本发明实施例提供的一种最大化利用再生能量的列车运行控制方法的处理流程图；
[0030]图2为本发明实施例提供的一种城市轨道交通中两列列车制动牵引匹配的模式示意图；
[0031]图3为本发明实施例提供的一种制动列车j(负功率)产生的再生能量被正在牵引的列车i (正功率)使用示意图；
[0032]图4为本发明实施例提供的一种通过调整进站列车的运行过程来增加匹配时间的示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0034]本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0035]本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0036]为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
[0037]实施例一
[0038]本发明实施例提供了一种最大化利用再生能量的列车运行控制方法。该方法的处理流程如图1所示，包括以下步骤:
[0039]步骤1、根据列车运行图确定所有匹配列车对M = {Mx，X = 1，…，N}，预先设定每个匹配列车对的最大可调误差ATX。
[0040]城市轨道交通中两列列车制动牵引匹配的模式常见有4种，如图2所示。
[0041]模式1:同一车站，上行列车制动，下行列车牵引；
[0042]模式2:同一车站，上行列车牵引，下行列车制动；
[0043]模式3:相邻车站，上行列车制动，下行列车牵引；
[0044]模式4:相邻车站，上行列车牵引，下行列车制动；
[0045]非相邻车站的列车匹配由于距离较远，再生能量的传输损耗较大，利用率通常不高。而相邻车站和同一车站相比，空间距离较远。因此城市轨道交通中推荐使用模式I和2。
[0046]基于列车在各个车站间运行的速度-位置曲线确定列车制动/牵引的起止时间，基于上述起止时间确定在同一车站存在重叠时间的上下行列车，该上下行列车构成匹配列车对。每个匹配列车对Mx (i，j)中包括列车i和列车j，列车i和列车j在匹配时间Tniateh之内，一个离开车站n，另一个进入车站η。
[0047]最大可调误差△ 1；根据列车i和j分别在车站间运行的最短时间确定的，上述最短时间与列车运行最大速度、线路限制速度、站间长度等有关。
[0048]步骤2、跟踪所有运行列车状态，根据当前时间选择匹配列车对Mx(i，j)，匹配列车对Mx (i, j)中的列车i或j是否已到达匹配站η的前一车站，如果是，执行下述处理步骤；否则，继续跟踪所有运行列车状态。
[0049]步骤3、预估匹配列车对Mx (i，j)在当前运行情况下的匹配误差AT。
[0050]模式I和模式2情况下，如图3所示制动列车j (负功率)产生的再生能量被正在牵引的列车i(正功率)使用示意图，利用的再生能量可用图中阴影部分表示。此时基于列车计划运行图数据以及列车运行模式，可以计算出匹配列车对Mx(i，j)的理论匹配时间T.I match.
[0051]Tmatch= T 2-1\
[0052]T2为进站列车的再生制动结束时刻，T 出站列车的牵引开始时刻。