一种基于区间分类的城市轨道交通ATO运行等级优化控制方法与流程

本发明涉及城市轨道交通列车自动运行控制，具体为一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法。

背景技术：

1、城市轨道交通列车自动运行子系统，简称ato，是cbtc信号系统的核心组成部分，在atp子系统和联锁子系统的安全防护下，根据ats子系统指令实现自动驾驶功能，包括启动、加速、巡航、惰行、制动及精确定点停车控制。ato系统通过闭环反馈调速控制和速度曲线计算，可自动调整站间运行时间及节能运行等级。目前，城市轨道交通ato系统普遍配置多档速度曲线运行等级，用于在列车运行过程中平衡准点性、乘坐舒适性与牵引能耗。

2、既有城市轨道交通线路的ato运行等级控制方法中，ats系统根据列车运行计划及控制目标确定列车在站间运行的多个运行等级，由ato系统生成各等级对应的推荐速度曲线并存储在车载设备中，控制列车跟踪推荐速度曲线运行。但是在使用时，长区间列车未充分利用惰行工况与再生制动能量，牵引能耗偏高；短区间运行效率未最大化，时长与能耗匹配失衡，难以在保障列车准点运行的同时实现牵引能耗的系统性降低。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，解决了难以在保障列车准点运行的同时实现牵引能耗的系统性降低的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，包括以下步骤：

3、采集目标线路全线各站间区间的基础数据，构建线路基础数据库；

4、根据所述线路基础数据库筛选候选短区间，根据筛选出的候选短区间的长度标定长短区间划分阈值，依据所述长短区间划分阈值将全线站间区间划分为短区间和长区间；

5、将短区间配置为最高运行等级并计算短区间提升等级节省的总时间，将长区间从原始运行等级向下调整并计算长区间降档增加的总时间，所述增加总时间不超过所述节省总时间与准点性安全边际系数的乘积；

6、根据短区间和长区间的配置等级编制全线混合式运行图，校验编制后的全线混合式运行图满足运营时长约束和应急时间缓冲约束后输出优化运行图；

7、ato系统在各区间按照所述优化运行图中该区间对应的运行等级运行，列车运行过程依次经过牵引加速阶段、惰行滑行阶段和再生制动阶段；

8、通过采用上述技术方案，首先采集目标线路各站间区间的基础数据构建数据库，依据该数据库采用并行判定标准筛选短区间并标定长短区间划分阈值，将全线区间划分为短区间和长区间；然后对短区间配置最高运行等级以压缩时间，对长区间下调运行等级以延长惰行滑行，并以短区间节省的时间作为长区间降档增加时间的补偿预算，在准点性安全边际系数约束下编制混合式运行图，经运营时长和应急时间缓冲双重校验后由ato系统执行，使列车在各区间依次经过牵引加速、惰行滑行和再生制动三个阶段，通过差异化等级配置实现牵引能耗降低，通过时间补偿与双重约束保障运营准点性，通过数据驱动的标准化流程适用于任意具备多等级ato功能的城市轨道交通线路。

9、本发明提供了一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法。具备以下有益效果：

10、1、本发明通过双标准并行判定机制自动标定长短区间划分阈值，使阈值标定不依赖人工经验且具备线路适配性；通过短区间配置最高等级压缩运行时间、长区间下调等级延长惰行滑行时间并充分利用再生制动能量的差异化控制策略，结合边际能耗下降量驱动的贪心降档机制在时间配额约束下优先选择节能收益最大的降档节点，实现了牵引能耗的系统性降低。

11、2、本发明通过建立短区间提升等级节省的总时间与长区间降档增加的总时间之间的量化约束关系，以短区间节省的时间补偿长区间降档增加的时间，并引入准点性安全边际系数和应急时间缓冲双重校验机制，使全线单程总运行时间增幅可控且保留充足的应急时间缓冲；同时，基于实际运营数据的长短区间划分阈值与准点性安全边际系数双参数闭环迭代修正机制，使控制策略能够随线路运营条件变化自适应调整，兼顾了不同线路条件和运营需求下的运行效率与节能效果。

12、3、本发明从基础数据采集、双标准阈值标定、贪心降档优化、运行图编制校验到工况执行与闭环迭代的完整量化决策链路，该链路以数据驱动、规则化判断和量化约束为核心，不依赖特定线路条件、车型或信号系统制式，能够直接套用于任意具备多等级ato运行功能的城市轨道交通线路，具备全线路可复制推广的通用性。

1.一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，所述采集目标线路全线各站间区间的基础数据，构建线路基础数据库，具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，所述根据所述线路基础数据库筛选候选短区间，具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，所述根据筛选出的候选短区间的长度标定长短区间划分阈值，具体包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，所述将短区间配置为最高运行等级并计算短区间提升等级节省的总时间，将长区间从原始运行等级向下调整并计算长区间降档增加的总时间，具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，所述将长区间从原始运行等级向下调整，具体包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，所述编制全线混合式运行图之后、输出优化运行图之前，还包括一致性校验步骤：

8.根据权利要求1所述的一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，所述校验编制后的全线混合式运行图满足运营时长约束和应急时间缓冲约束，具体包括：

9.根据权利要求1所述的一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，还包括运营数据闭环迭代步骤，具体步骤如下：

10.根据权利要求1所述的一种基于区间分类的城市轨道交通ato运行等级优化控制方法，其特征在于，所述ato系统在各区间按照所述优化运行图中该区间对应的运行等级运行，列车运行过程依次经过牵引加速阶段、惰行滑行阶段和再生制动阶段，具体包括：