专利名称：轨道交通运行策略制定方法
技术领域：
本发明涉及一种轨道交通运行策略制定方法，特别是涉及ー种用于轨道交通运行的策略制定方法。
背景技术：
轨道列车运行策略是轨道交通线路运行效率的基础，是轨道交通运营综合服务水平的关键影响因素之一，而且轨道列车运行线路中复杂的限速条件直接制约了轨道列车运行策略的有效制定。由于轨道交通线路在前期规划方面受到投资建设成本、土地征用规模以及线路地质条件等因素的影响，而且在工程设计方面受到坡度、曲线半径、道岔和站台等因素的影响，所以轨道交通线路各个部分的限速条件经常会发生变化，尤其在部分较短的线路区间 内呈现变化频率高和变化幅度大等特点。然而通过枚举的方法无法穷尽所有的限速的情况，为了寻求ー种通用的方法来精确制定高效的轨道列车运行策略，就必须结合各个限速区段的限制因素进行有效处理。目前采用的轨道列车运行策略制定方法是先通过相关技术人员逐一对不同的限速区段的限速条件做初步处理，再通过列车运行简化计算工具，根据列车运行曲线的相关计算结果，对限速区段的限速条件做多次人工修正处理，即将各个限速区段的限速和列车运行曲线进行综合判断，最終制定出满足所有限速区段限速条件的列车运行曲线的运行策略，即告诉列车到哪些关键点要加速、匀速或減速，从而得出全线列车运行策略。这样的处理方式大多依赖于技术人员的工程经验，而且由于限速区段的限速条件是连续变化的，对任一个限速区段的限速条件处理都会影响到相邻限度区段的限速条件，因而往往需要多次人工修正处理，处理效率较低，耗时较长。尤其对于限速条件变化频率高、幅度大的部分较短的轨道线路区间，所以为了更为方便的制定列车运行策略，往往针对于所述轨道线路采用最低限速条件做简化统ー处理，因而存在较大误差，并降低了列车旅行速度，从而影响了线路运行效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中轨道列车运行策略的精度低，需要大量人工修正以及依赖于技术人员的工程经验的缺陷，提供一种轨道交通运行策略制定方法，通过对三段相邻的限速区段的限速处理，从而不再需要人工修正，而且计算时间少并且精度高。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的本发明提供了一种轨道交通运行策略制定方法，其特点是所述轨道交通运行策略制定方法包括以下步骤S1、确定列车的运行路径，并获取所述运行路径中各个限速区段中的限速信息和区段长度；
S2、沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次处理所述运行路径的限速区段的限速信息和区段长度，其中基于当前处理的限速区段以及相邻的前一个限速区段和后ー个限速区段的限速信息和区段长度来调整当前处理的限速区段的限速信息和区段长度；S3、沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次制定各个限速区段中运行策略，其中基于当前处理的限速区段以及相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速信息和区段长度，以及当前限速区段内列车的牵引速度曲线和/或制动速度曲线来确定当前限速区段内所述列车的运行速度曲线；S4、沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次将各个限速区段中的运行策略链接。较佳地，所述步骤S2为沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次处理所述运行路径的限速区段的限速信息和区段长度；
其中当当前处理的限速区段的限速信息的限速速度大于相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速信息的限速速度时，若当前处理的限速区段的区段长度小于列车从所述当前处理的限速区段入口处以限速速度減少至相邻的后一个限速区段的限速速度所需的保障紧急制动距离，则将当前处理的限速区段的限速速度改为相邻的前一个限速区段的限速速度；当当前处理的限速区段的限速信息的限速速度大于相邻的后一个限速区段的限速信息的限速速度，并小于相邻的前一个限速区段的限速速度时，保持所述相邻的前ー个限速区段和当前处理的限速区段的区段长度的和不变以及保持所述相邻的前一个限速区段的限速信息和当前处理的限速区段的限速信息不变，増加当前处理的限速区段的区段长度，并相应地減少相邻的前一个限速区段的区段长度，从而使得当前处理后的限速区段的区段长度大于等于列车从所述当前处理后的限速区段入口处以限速速度減少至相邻的后一个限速区段的限速速度所需的保障紧急制动距离；当当前处理的限速区段的限速信息的限速速度大于相邻的后一个限速区段的限速信息的限速速度时，若当前处理的限速区段的区段长度大于等于列车从所述当前处理的限速区段入口处以限速速度減少至相邻的后一个限速区段的限速速度所需的保障紧急制动距离，则保持所述当前处理的限速区段的限速信息和区段长度不变；当当前处理的限速区段的限速信息的限速速度小于相邻的后一个限速区段的限速信息的限速速度时，保持所述当前处理的限速区段的限速信息和区段长度不变。较佳地，所述步骤S3为制定运行模式集合，其中所述运行模式集合中包括以下运行模式元素A、当前处理的限速区段的限速信息的限速速度大于相邻的前一个限速区段的限速信息的限速速度，并小于相邻的后一个限速区段的限速信息的限速速度时，若当前限速区段内列车的速度小于当前处理的限速区段的限速速度，列车依据列车的牵引速度曲线加速，若当前限速区段内列车的速度等于当前处理的限速区段的限速速度，列车匀速运行；B、当前处理的限速区段的限速速度大于相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速速度，确定当前处理的限速区段的保障紧急制动触发点，列车在当前处理的限速区段内依据列车的牵引速度曲线加速或依据列车的牵引速度曲线加速至当前处理的限速区段的限速速度后匀速运行至保障紧急制动触发点时，列车依据列车的常用制动速度曲线减速；C、当前处理的限速区段的限速速度小于相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速速度，当前处理的限速区段内列车按照当前处理的限速区段的限速速度匀速运行；D、当前处理的限速区段的限速速度大于相邻的后一个限速区段的限速速度，并小于相邻的前一个限速区段的限速速度时，确定当前处理的限速区段的保障紧急制动触发点，所述当前限速区段内列车按照当前处理的限速区段的限速速度匀速运行至所述保障紧急制动触发点，然后列车依据列车的常用制动速度曲线减速；沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次制定各个限速区段中运行策略，其中通过当前处理的限速区段以及相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速信息确定所采用的运行模式元素；然后基于所述运行模式元素、当前处理的限速区段以及相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速信息和区段长度以及当前限速区段内列车的牵引速度曲线和/或制动速度曲线来确定当前限速区段内所述列车的运行速度曲线。较佳地，所述保障紧急制动触发点通过当前处理的限速区段的限速速度和区段长度、相邻的后一个限速区段的限速信息以及当前限速区段内列车的牵引速度曲线和制动速度曲线确定所述保障紧急制动触发点在所述当前处理的限速区段中的位置。本发明的积极进步效果在于本发明的轨道交通运行策略制定方法对于任意的限速区段列车运行策略的制定，均由当前限速区段和前后两个限速区段共同制定。所以无需多次人工调整，而且一次性制定最优的列车运行策略。由于列车运行策略最終反映为列车运行能力。线路配线设计不合理会降低限速区段限速值，从而降低列车运行速度，而且运营组织方案需要根据列车运行能力进行运行图编排，牵引供电方案也需要根据列车运行功耗和线路最大运营列车数制定供电容量等。所以本发明的轨道交通运行策略制定方法在轨道交通线路配线设计、运营组织方案制定、牵引供电方案制定、列车类型选型以及轨道交通信号系统运行能力论证、设计、t匕选、替换、改造和升级等方面，可以极大缩短项目任务周期，从而加快项目建设进度并节约大量项目经费，同时提高轨道交通项目设计质量，并保障设计运营能力的有效实施。
图I为本发明的轨道交通运行策略制定方法的较佳实施例的流程图。图2为较佳实施例的当前处理的限速区段的限速信息的处理前后对比图。图3为较佳实施例的当前处理的限速区段的区段长度的处理前后对比图。
图4为较佳实施例的运行模式集合的各个运行模式元素的示意图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。实施例本实施例的轨道交通运行策略制定方法通过利用当前处理的限速区段以及两侧相邻的限速区段的限速信息，就可一次性精确高效地制定列车在所述当前处理的限速区段的运行策略。避免了多次人工修正方式所帯来的设计误差，有效地提高了列车旅行速度和线路运行效率。所以如图I所示，本实施例的轨道交通运行策略制定方法中包括以下步骤步骤1，确定列车的运行路径，并获取所述运行路径中各个限速区段Zi中的限速信息和区段长度，其中i=l... N，N为所述运行路径中限速区段的总数量。基于轨道交通运营组织需求，确定与不同类型列车和不同运行交路相关联的列车的运行路径，并按照列车的运行路径，根据列车运行安全控制原则和限速区段的限速信息中的ATP限速信息(Automatic Train Protection,列车自动防护)确定所述运行路径中各个限速区段中的限速信息和区段长度，其中本实施例中对限速区段的划分使得不同的限速区段具有不同的限速速度。步骤2，沿列车在所述运行路径上的运行方向，根据列车运行安全控制原则、保障紧急制动距离和限速区段的限速信息中的ATP限速信息，依次处理所述运行路径的限速区段Zi的限速信息和区段长度Li。并基于当前处理的限速区段Zi以及相邻的前一个限速区段Zi-I和后一个限速区段Zi+Ι的限速信息和区段长度Li-I和Li+Ι，来调整当前处理的限速区段Zi的限速信息和区段长度Li。当列车在某个限速区段的运行受到后一个相邻限速区段限速信息影响时，对限速区段的限速信息处理，使得列车在某个限速区段中存在唯一一个保障紧急制动触发点，使得列车以ATP限速触发保障紧急制动后，列车到达后一个相邻限速区段入口处的列车速度恰好满足后一个相邻限速区段的ATP限速，因此不会引发运行安全事故。其中所述保障紧急制动点通过牛顿力学公式结合当前的限速区段的限速信息和区段长度、相邻的后ー个限速区段的限速信息以及当前限速区段内列车的牵引速度曲线和制动速度曲线共同计算得至IJ，由于所述保障紧急制动点的计算方法是本领域的技术人员的公知技术，所以此处不再详细赘述。本实施例中包括两种情况第一，当当前处理的限速区段Zi的限速信息的限速速度Vi小于相邻的后ー个限速区段Zi+Ι的限速信息的限速速度Vi+1吋，即Vi < Vi+Ι时，保持所述当前处理的限速区段Zi的限速信息和区段长度Li不变。第二，当当前处理的限速区段Zi的限速信息的限速速度Vi大于相邻的后ー个限速区段Zi+ι的限速信息的限速速度Vi+Ι吋，即在Vi > Vi+Ι的情况下。包括以下两种情况I)若当前处理的限速区段Zi的区段长度Li大于等于列车从所述当前处理的限速区段入口处以限速速度減少至相邻的后一个限速区段Zi+ι的限速速度Vi+Ι所需的制动距离S，即Li > S时，保持所述当前处理的限速区段的限速信息和区段长度不变。2)如图2所示，若当前处理的限速区段Zi的区段长度Li小于列车从所述当前处理的限速区段入ロ处以限速速度減少至相邻的后一个限速区段Zi+Ι的限速速度Vi+Ι所需的制动距离S时，即Li < S的情况下。
当所述相邻的前一个限速区段Zi-I的限速速度Vi-I小于当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi，即Vi > Vi-I时，将当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi改为相邻的前一个限速区段Zi-I的限速速度Vi-ι，即使Vi的速度值改为Vi-I的速度值。否则如图3所示，当所述相邻的前一个限速区段Zi-I的限速速度Vi-I大于当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi，即Vi < Vi-I时，保持所述相邻的前一个限速区段Zi-I的区段长度Li-I和当前处理的限速区段Zi的区段长度Li的和不变，増加当前处理的限速区段ZI的长度Li，并相应地減少相邻的前一个限速区段Zi-I的区段长度Li-Ι，从而使得当前处理后的限速区段的区段长度Li大于等于列车从所述当前处理后的限速区段入口处以限速速度減少至相邻的后一个限速区段的限速速度所需的保障紧急制动距离S。即通过调整相邻的限速区段的区段长度来满足保障紧急制动距离S。步骤3，制定运行模式集合，其中如图4所示，所述运行模式集合中包括以下运行模式元素A、如图4中A所示，当当前处理的限速区段Zi的限速信息的限速速度Vi大于相邻 的前一个限速区段Zi-I的限速信息的限速速度Vi-ι，并小于相邻的后一个限速区段Zi+1的限速信息的限速速度Vi+1，即Vi-I < Vi < Vi+Ι时，若当前限速区段内列车的速度小于当前处理的限速区段的限速速度Vi，列车依据列车的牵引速度曲线加速，若当前限速区段内列车的速度等于当前处理的限速区段的限速速度Vi，列车以限速速度Vi匀速运行。B、如图4中BI所示，相邻的前一个限速区段Zi-I的限速速度Vi-I小于当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi、并大于相邻的后一个限速区段Zi+Ι的限速速度Vi+l，gpVi+1 < Vi-I < Vi时，或者如图4中B2和B3所示，相邻的后一个限速区段Zi+1的限速速度Vi+Ι小于当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi、并大于等于相邻的前一个限速区段Zi-I的限速速度Vi-Ι，即Vi-I ( Vi+1 < Vi时，确定当前处理的限速区段Zi的限速信息Vi的保障紧急制动触发点，当前限速区段Zi内列车依据列车的牵引速度曲线加速或依据列车的牵引速度曲线加速至当前处理的限速区段的限速速度Vi后匀速运行，并在列车达到所述当前限速区段Zi内的保障紧急制动触发点时，列车依据列车的常用制动速度曲线减速。C、如图4中C1、C2和C3所示，当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi小于相邻的前一个限速区段Zi-I的限速速度Vi-ι，当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi也小于相邻的后一个限速区段Zi+ι的限速速度Vi+Ι，即Vi < Vi+Ι并且Vi < Vi-I时，当前限速区段内列车按照当前限速区段的限速速度Vi匀速运行。D、如图4中D所示，当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi大于相邻的后一个限速区段Zi+ι的限速速度Vi+1，并小于相邻的前一个限速区段Zi-I的限速速度Vi-ι，即Vi-I> Vi > Vi+Ι时，确定当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi的保障紧急制动触发点，所述当前限速区段Zi内列车按照当前处理的限速区段Zi的限速速度Vi匀速运行至所述保障紧急制动触发点，然后列车依据列车的常用制动速度曲线减速。所以此后只需基于连续的三段限速区段来选取相应的运行模式元素，进而制定运行策略，从而避免了毎次制定运行策略时的重复的判断和计算过程，并且也便于用户对各个运行模式的调整。步骤4，沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次制定各个限速区段中运行策略。其中通过当前处理的限速区段Zi以及相邻的前一个限速区段Zi-I和后一个限速区段Zi+ι的限速信息确定所采用的运行模式元素。
然后基于所述运行模式元素、当前处理的限速区段Zi以及相邻的前一个限速区段Zi-I和后一个限速区段Zi+Ι的限速信息和区段长度以及当前限速区段内列车的牵引速度曲线和/或制动速度曲线来确定当前限速区段内所述列车的运行速度曲线。步骤5，沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次将各个限速区段中的运行策略链接。即将各个限速区段的列车运行速度曲线链接，从而按照列车运行方向，毎次移动ー个限速区段，调用对应限速区段的列车运行策略制定结果，形成全线最高运行效率的列车运行策略。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种轨道交通运行策略制定方法，其特征在于，所述轨道交通运行策略制定方法包括以下步骤 51、确定列车的运行路径，并获取所述运行路径中各个限速区段中的限速信息和区段长度； 52、沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次处理所述运行路径的限速区段的限速信息和区段长度，其中基于当前处理的限速区段以及相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速信息和区段长度来调整当前处理的限速区段的限速信息和区段长度； 53、沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次制定各个限速区段中运行策略，其中基于当前处理的限速区段以及相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速信息和区段长度，以及当前限速区段内列车的牵引速度曲线和/或制动速度曲线来确定当前限速区段内所述列车的运行速度曲线； 54、沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次将各个限速区段中的运行策略链接。
2.如权利要求I所述的轨道交通运行策略制定方法，其特征在于，所述步骤S2为 沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次处理所述运行路径的限速区段的限速信息和区段长度； 当当前处理的限速区段的限速信息的限速速度大于相邻的后一个限速区段的限速信息的限速速度时，若当前处理的限速区段的区段长度小于列车从所述当前处理的限速区段的限速速度减少至相邻的后一个限速区段的限速速度所需的制动距离，当所述相邻的前一个限速区段的限速速度小于当前处理的限速区段的限速速度，将当前处理的限速区段的限速速度改为相邻的前一个限速区段的限速速度； 当当前处理的限速区段的限速信息的限速速度大于相邻的后一个限速区段的限速信息的限速速度时，若当前处理的限速区段的区段长度小于列车从所述当前处理的限速区段的限速速度减少至相邻的后一个限速区段的限速速度所需的制动距离，而且当所述相邻的前一个限速区段的限速速度大于当前处理的限速区段的限速速度，保持所述相邻的前一个限速区段的区段长度和当前处理的限速区段的区段长度的和不变以及保持所述相邻的前一个限速区段的限速信息和当前处理的限速区段的限速信息不变，并且增加当前处理的限速区段的区段长度，并相应地减少相邻的前一个限速区段的区段长度，从而使得当前处理的限速区段的区段长度大于等于列车从所述当前处理的限速区段的限速速度减少至相邻的后一个限速区段的限速速度所需的制动距离； 其中当当前处理的限速区段的限速信息的限速速度大于相邻的后一个限速区段的限速信息的限速速度时，若当前处理的限速区段的区段长度大于等于列车从所述当前处理的限速区段的限速速度减少至相邻的后一个限速区段的限速速度所需的制动距离，则保持所述当前处理的限速区段的限速信息和区段长度不变； 当当前处理的限速区段的限速信息的限速速度小于相邻的后一个限速区段的限速信息的限速速度时，保持所述当前处理的限速区段的限速信息和区段长度不变。
3.如权利要求I或2所述的轨道交通运行策略制定方法，其特征在于，所述步骤S3S: 制定运行模式集合，其中所述运行模式集合中包括以下运行模式元素 A、当前处理的限速区段的限速信息的限速速度大于相邻的前一个限速区段的限速信息的限速速度，并小于相邻的后一个限速区段的限速信息的限速速度时，若当前限速区段内列车的速度小于当前处理的限速区段的限速速度，列车依据列车的牵引速度曲线加速，若当前限速区段内列车的速度等于当前处理的限速区段的限速速度，列车匀速运行； B、相邻的前一个限速区段的限速速度小于当前处理的限速区段的限速速度、并大于相邻的后一个限速区段的限速速度，或者相邻的后一个限速区段的限速速度小于当前处理的限速区段的限速速度、并大于等于相邻的前一个限速区段的限速速度时，确定当前处理的限速区段的限速信息的保障紧急制动触发点，并在当前限速区段内列车依据列车的牵引速度曲线加速，若达到当前限速区段的限速速度，则以所述限速速度匀速运动，并在列车达到所述当前限速区段内的保障紧急制动触发点时，列车依据列车的制动速度曲线减速； C、当前处理的限速区段的限速速度小于相邻的前一个限速区段的限速速度，当前处理的限速区段的限速速度也小于相邻的后一个限速区段的限速速度时，当前限速区段内列车匀速运行； D、当前处理的限速区段的限速速度大于相邻的后一个限速区段的限速速度，并小于相邻的前一个限速区段的限速速度时，确定当前处理的限速区段的限速信息的保障紧急制动触发点，所述当前限速区段内列车按照当前处理的限速区段的限速速度匀速运行至所述保障紧急制动触发点，然后列车依据列车的制动速度曲线减速； 沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次制定各个限速区段中运行策略，其中通过当前处理的限速区段以及相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速信息确定所采用的运行模式元素； 然后基于所述运行模式元素、当前处理的限速区段以及相邻的前一个限速区段和后一个限速区段的限速信息和区段长度以及当前限速区段内列车的牵引速度曲线和/或制动速度曲线来确定当前限速区段内所述列车的运行速度曲线。
4.如权利要求3所述的轨道交通运行策略制定方法，其特征在于，所述保障紧急制动触发点通过当前处理的限速区段的限速速度和区段长度、相邻的后一个限速区段的限速信息以及当前限速区段内列车的牵引速度曲线和制动速度曲线确定所述保障紧急制动触发点在所述当前处理的限速区段中的位置。
全文摘要
本发明公开了一种轨道交通运行策略制定方法，其包括以下步骤S1、确定列车的运行路径，并获取所述运行路径中各个限速区段中的限速信息和区段长度；S2、沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次处理所述运行路径的限速区段的限速信息和区段长度；S3、沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次制定各个限速区段中运行策略；S4、沿列车在所述运行路径上的运行方向，依次将各个限速区段中的运行策略链接。本发明的轨道交通运行策略制定方法对于任意的限速区段列车运行策略的制定，均由当前限速区段和前后两个限速区段共同制定。所以无需多次人工调整，而且一次性制定最优的列车运行策略。
文档编号B61L27/00GK102649439SQ20121015498
公开日2012年8月29日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者丁建中, 刘循, 张琼燕, 毕艳祥, 洪海珠, 牛振宇, 赵霞, 邓瀚, 陆晓地 申请人:上海申通地铁集团有限公司