本發明公開了一種考慮載客量變化的ATO速度命令節能優化方法，包括以下步驟：建立列車運行仿真模型；分析載客量變化對ATO速度命令的影響，進行ATO速度命令魯棒性優化設計；在滿足ATO速度命令魯棒性要求的基礎上，建立基于多目標遺傳算法NSGA?II的以列車運行時間和運行能耗為優化目標的ATO速度命令多目標優化模型，對ATO速度命令進行優化，最終得到對載客量變化魯棒性較強的節能ATO速度命令集。本發明方法可以得到具有魯棒性的節能ATO速度命令，保證了乘客舒適度，減少了列車運行過程中存在安全隱患的風險，同時兼顧了列車運行的牽引節能。

技術領域

本發明涉及城市軌道交通技術領域，特別是一種考慮載客量變化的ATO(自動列車運行裝置，Automatic Train Operation)速度命令節能優化方法。

背景技術

城市軌道交通與其他交通方式相比具有高效節能的優點，但是由于運量龐大，城市軌道交通的能源消耗總量依然是一個很大的數目，運營成本很高。而其中列車的牽引能耗占了很大的比重，約有總能源消耗的50％，因此如何降低列車的牽引耗能，進而有效降低城市軌道交通的運營成本，成為了人們研究的熱點。目前的研究中，合理的設計列車的ATO速度命令實現列車的牽引節能成為了一個重點研究方向：依據列車的牽引特性，線路的坡道、彎道等參數，優化列車區間運行過程，離線設計列車節能ATO速度命令，只要列車運行時正確的跟蹤ATO速度命令，就可以盡可能減少能量消耗，達到牽引節能的目的。

然而，對于列車節能ATO速度命令的研究多只關注列車牽引能耗，而忽略了一些其他的影響因素，其中最典型的是載客量。就同一區間而言，列車在高峰時期和低峰時期的載客量存在很大的差別：在高峰時期，由于客流量較大，可能出現列車滿載，甚至出現超載的情況；而在低峰時期，載客量可能不足滿載時的10％，甚至在某些區段會出現空載的現象。乘客數量的巨大差異會引起列車總體質量上的巨大的變化，而對于車載ATO系統而言，列車是其控制對象，在給定ATO速度命令參數后，當控制對象的狀態發生變化時，必然會影響ATO系統控制的控制精度，甚至會影響列車區間內的運行時間和運行模式，影響乘客舒適度，并且存在安全隱患。

發明內容

本發明的目的在于提供一種魯棒性較強的考慮載客量變化的ATO速度命令節能優化方法，從而保證乘客舒適度，減少列車運行過程中存在安全隱患的風險，同時兼顧列車運行的牽引節能。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種考慮載客量變化的ATO速度命令節能優化方法，包括以下步驟：

步驟1，建立列車運行仿真模型；

步驟2，分析載客量變化對ATO速度曲線的影響，進行ATO速度命令魯棒性優化設計；

步驟3，在滿足ATO速度命令魯棒性要求的基礎上，建立基于多目標遺傳算法NSGA-II的ATO速度命令優化模型，以列車運行時間和運行能耗為優化目標對ATO速度命令進行優化，最終得到的節能ATO速度命令集對載客量變化具有魯棒性。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：(1)在設計ATO速度命令時考慮了列車載客量變化，使設計的ATO速度命令對于載客量的變化魯棒性較強，滿足乘客的舒適度要求，提高列車運行的安全系數；(2)在滿足ATO速度命令魯棒性要求的基礎上，將遺傳算法NSGA-II應用于ATO速度命令設計，采用精英策略，使得最終設計得到的ATO速度命令在滿足舒適與安全的要求的基礎上，兼顧運行過程中的牽引節能；(3)較高的可行性：該方案在實施的時候只對ATO設備配置參數進行修改即可，不需進行其他的復雜操作；(4)較好的靈活性：優化得到的是ATO速度命令集合，可以根據運行過程中的實際需要進行靈活選擇，從而能夠有效的保障服務質量；(5)較低的成本：僅需要對ATO實際運行的能耗做測試分析，不需要添加額外的昂貴設備。

附圖說明

圖1是本發明考慮載客量變化的ATO速度命令節能優化方法的結構示意圖。