节能控制方法及系统与流程

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种节能控制方法及系统。

背景技术：

1、随着轨道交通快速发展，地铁已经成为人们出行必备的交通工具。大批量地铁列车投入运营，也带来了巨大的能量消耗，据统计，城市轨道交通系统列车总能源消耗中，牵引能耗约占比60％，再生能耗占比约29％。其中牵引能耗可通过优化车载信号ato系统控车算法，充分利用坡道、弯道结合ats计划，增大惰行时间，减少弯道摩擦等途径进行降低。再生能耗为列车制动过程(包含区间制动减速与进站制动停车)通过电制动产生的能量，该部分能量一般由车载电阻耗散或返回至接触网/第三轨。

2、目前车载信号系统多采用单车节能策略，以单车为对象进行本列车在空间上的坡道、弯道节能，时间上的降低旅行速度的节能，从而降低牵引能耗。然而此方式并未充分利用再生能耗，不仅造成大量能量耗费，而且若未能被吸能装置吸收，将会导致牵引电压升高，反作用于再生制动功率受到限制，影响运营及行车安全。

3、当前对于再生制动能量的利用多通过ats和车载ato进行多车协同，ats通过收集相同供电分区下不同列车的制动状态，并广播发送至各列车，当处在站台发车或区间需加速牵引的列车收到广播消息后进行牵引，利用再生能量。然而此种方式由于列车进站制动状态多采用一次制动的方式，导致产生的能量在确定的一段时间内产生固定的能量，使得这部分再生能量利用具有局限性，不仅要求其他需要此部分能量的列车必须处于同一供电分区而且要求此时必须进行牵引才能恰好利用，如果各列车采用固有策略，那么多车之间协同利用再生能量利用率将会很低。

4、另外由于列车制动系统由电制动和空气制动系统组合而成，一般在速度为6km/h以下将浮动进入电空转换过程，此时电制动产生的再生制动能量很少，即使有也通过车地与地车之间的通信延时传输过程将能量耗费在电网，因此为了利用低速下电制动产生的再生能量而频繁牵引制动显然得不偿失。

5、在再生能量利用时，如当电网存在再生制动能量时，固有策略为列车按照线路限速计算顶棚命令速度，ato按照顶棚命令速度通过固定加速度达到顶棚命令速度，此期间本列车并未与其他列车协同，使得本列车的耗能与其他列车的再生制动能量出现时间偏差，再生制动能量得不到利用。又或者列车按照满级牵引级位牵引以期及时利用再生制动能量，然而此时再生制动能量可能并不能完全满足满级牵引级位牵引至顶棚命令速度的能量消耗，在ats计划时间充足且后续无再生制动能量利用的前提下，此时仍然按照满级牵引级位进行控制，不仅会造成达到顶棚命令速度时的多余制动，也会造成乘客的不舒适体验。

技术实现思路

1、本发明提供的节能控制方法及系统，用于解决现有技术中存在的上述问题，基于列车ato与地面ats的协同配合，实现同一供电分区下，在制动的时间段内，制动列车产生的再生制动能量被牵引列车有效的利用，实现车车协同，车地联动的节能控制，提高了再生能量的利用率。

2、本发明提供的一种节能控制方法，包括：

3、根据同一供电分区下的各列车自动运行系统ato接收到的列车自动监控系统ats发送的广播消息，将所述同一供电分区下的各ato对应的列车划分为制动列车和牵引列车，所述广播消息至少包括各ato对应的列车的工况；

4、根据各制动列车的第一ato接收到的所述同一供电分区下的电网所需牵引能量，确定各所述制动列车的制动策略，所述电网所需牵引能量是通过所述ats发送的；

5、根据各牵引列车的第二ato接收到的所述同一供电分区下的电网可用再生能量，确定各所述牵引列车的起车策略，所述电网可用再生能量是通过所述ats发送的。

6、根据本发明提供的一种节能控制方法，所述根据各制动列车的第一ato接收到的所述同一供电分区下的电网所需牵引能量，确定各所述制动列车的制动策略，包括：

7、根据各所述第一ato接收到的所述电网所需牵引能量，基于各所述制动列车当前所处位置和当前剩余到站时长，在满足第一预设条件的情况下，确定各所述制动列车开始制动的第一位置；

8、对各所述制动列车的第一制动过程的减速度进行调整；

9、确定各所述制动列车的第二制动过程按照预置的固定减速度进行停车；

10、其中，所述第一预设条件包括各所述制动列车准点到站、各所述制动列车的制动过程与各所述牵引列车的牵引过程时间重合以及各所述制动列车产生的再生制动能量之和满足所述电网所需牵引能量后，对各所述制动列车的减速度进行一次或多次调整后仍旧能够准点到站，所述电网所需牵引能量为各所述牵引列车的牵引能耗需求之和；

11、所述第一制动过程为各所述制动列车从所述第一位置制动到第二位置，所述第二位置为各所述制动列车的速度处于第一预设阈值的位置；

12、所述第二制动过程为各所述制动列车从所述第二位置制动到停车点所在位置。

13、根据本发明提供的一种节能控制方法，所述对各所述制动列车的第一制动过程的减速度进行调整，包括：

14、将各所述制动列车的第一制动过程划分为多个第一阶段；

15、确定各第一阶段采用不同的减速度进行制动，相邻第一阶段的减速度之差小于等于第二预设阈值。

16、根据本发明提供的一种节能控制方法，所述根据各牵引列车的第二ato接收到的所述同一供电分区下的电网可用再生能量，确定各所述牵引列车的起车策略，包括：

17、根据各所述第二ato接收到的所述电网可用再生能量，基于各所述牵引列车当前所处位置和当前剩余到站时长，在满足第二预设条件的情况下，确定各所述牵引列车开始牵引的目标时间点；

18、确定各所述牵引列车从所述目标时间点开始牵引，并对各所述牵引列车牵引过程中的加速度进行调整；

19、其中，所述第二预设条件包括各所述牵引列车准点到站、各所述牵引列车的牵引过程与各所述制动列车的制动过程时间重合以及各所述牵引列车的牵引能耗需求之和满足所述电网可用再生能量后，对各所述牵引列车的加速度进行一次或多次调整后仍旧能够准点到站，所述电网可用再生能量为各所述制动列车产生的再生制动能量之和。

20、根据本发明提供的一种节能控制方法，所述对各所述牵引列车牵引过程中的加速度进行调整，包括：

21、将各所述牵引列车的牵引过程划分为多个第二阶段；

22、确定各第二阶段采用不同的加速度进行起车，相邻第二阶段的加速度之差小于等于第三预设阈值。

23、根据本发明提供的一种节能控制方法，各所述牵引列车的牵引能耗需求和各所述制动列车的再生制动能量的获取方式，包括：

24、根据各所述制动列车的第一ato将不同速度以及不同制动级位施加到列车后产生的功率，构建第一功率配置表；

25、根据所述第一功率配置表，确定各所述牵引列车的牵引能耗需求；

26、根据各所述牵引列车的第二ato将不同速度以及不同牵引级位施加到列车后产生的功率，构建第二功率配置表；

27、根据所述第二功率配置表，确定各所述制动列车的再生制动能量。

28、根据本发明提供的一种节能控制方法，所述方法，还包括：

29、根据各所述制动列车的第一ato接收到的列车控制与管理系统tcms发送的各所述制动列车的电压信息和电流信息，对不同速度以及不同制动级位的功率进行拟合，得到第一拟合曲线；

30、根据第一拟合曲线，对所述第一功率配置表进行更新；

31、根据各所述牵引列车的第二ato接收到的所述tcms发送的各所述牵引列车的所述电压信息和所述电流信息，对不同速度以及不同牵引级位的功率进行拟合，得到第二拟合曲线；

32、根据第二拟合曲线，对所述第二功率配置表进行更新。

33、本发明还提供一种节能控制系统，包括：确定模块、制动模块以及牵引模块；

34、所述确定模块，用于根据同一供电分区下的各列车自动运行系统ato接收到的列车自动监控系统ats发送的广播消息，将所述同一供电分区下的各ato对应的列车划分为制动列车和牵引列车，所述广播消息至少包括各ato对应的列车的工况；

35、所述制动模块，用于根据各制动列车的第一ato接收到的所述同一供电分区下的电网所需牵引能量，确定各所述制动列车的制动策略，所述电网所需牵引能量是通过所述ats发送的；

36、所述牵引模块，用于根据各牵引列车的第二ato接收到的所述同一供电分区下的电网可用再生能量，确定各所述牵引列车的起车策略，所述电网可用再生能量是通过所述ats发送的。

37、本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述节能控制方法。

38、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述节能控制方法。

39、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述节能控制方法。

40、本发明提供的节能控制方法及系统，基于列车ato与地面ats的协同配合，实现同一供电分区下，在制动的时间段内，制动列车产生的再生制动能量被牵引列车有效的利用，实现车车协同，车地联动的节能控制，提高了再生能量的利用率。