本發(fā)明涉及軌道交通列車運行控制領(lǐng)域。更具體地，涉及一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前城市軌道交通的自動化水平逐步提高，城市軌道交通控制系統(tǒng)也由人工駕駛向自動駕駛升級，有條件的線路已采用全自動駕駛模式。目前國內(nèi)外均有全自動駕駛的線路，如迪拜地鐵紅線和綠線、巴黎地鐵1號線、北京地鐵機場線和燕房線。全自動駕駛線路的列車可實現(xiàn)列車發(fā)車、區(qū)間運行、折返和出入庫的自動操作。

由于全自動駕駛系統(tǒng)不適用于所有線路，因此目前城市軌道交通控制系統(tǒng)多數(shù)實現(xiàn)了列車區(qū)間運行由列車自動駕駛系統(tǒng)(ATO)完成自動駕駛，而列車停站后開門和關(guān)門由司機控制，列車司機參考發(fā)車計時器(DTI)所顯示的計劃發(fā)車時間倒計時控制列車發(fā)車。

目前部分城軌線路考慮了單車節(jié)能控制，即通過單車速度距離曲線的優(yōu)化實現(xiàn)單車的節(jié)能。而在多車協(xié)同節(jié)能方面，當前的研究還主要通過計劃時刻表的優(yōu)化實現(xiàn)列車再生制動能量的利用，通過儲能或逆變列車制動過程中產(chǎn)生的能量可實現(xiàn)再生制動能量的利用，但這些系統(tǒng)購置和維護成本較大。因此城軌運營單位需要一種經(jīng)濟投入小的再生制動能量的利用方法及系統(tǒng)。因此，可以考慮通過調(diào)度實現(xiàn)列車的配合，實現(xiàn)牽引和制動過程的配對，使再生制動能量盡可能的被牽引列車所吸收，從而減少其他利用再生制動能量系統(tǒng)(如超級電容、逆變系統(tǒng)、飛輪等)成本投入。但是，列車運行受到很多因素影響，如列車停站時間往往是不確定的，將直接影響再生制動能量的利用效率。如果面向節(jié)能的多車協(xié)同不考慮這些不確定因素，那么這些方法就很難實際應(yīng)用。

因此，需要提供一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度方法與系統(tǒng)，考慮列車實際運行情況，采用多車協(xié)同動態(tài)調(diào)度提高再生制動能量利用率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是提供一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度方法，充分考慮到列車的實際運行情況，采用多車協(xié)同動態(tài)調(diào)度的方法提高再生制動能量的利用率。本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

本發(fā)明一方面公開了一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：實時檢測離站列車作為參考列車，獲取參考列車運行數(shù)據(jù)；

S2：根據(jù)參考列車運行數(shù)據(jù)，獲取可選的備選列車的實時運行信息，確定能夠用于吸收所述參考列車再生制動能量的所有備選列車；

S3：針對每一列所述備選列車，建立基于發(fā)車時間調(diào)整的吸收再生制動能量的優(yōu)化模型；

S4：求解所有備選列車的優(yōu)化模型，確定吸收參考列車再生制動能量的選定列車，調(diào)整所述選定列車的發(fā)車時間。

優(yōu)選地，所述參考列車運行數(shù)據(jù)為參考列車的計劃時刻表信息、實時運行信息和列車在每個區(qū)間的列車速度-距離曲線。

優(yōu)選地，

所述參考列車的實時運行信息為列車車次號、列車的區(qū)間運行時間、列車即將到站的車站名稱和即將到站的前后兩個車站名稱；

所述備選列車的實時運行信息為列車最近一次發(fā)車時間和列車在區(qū)間已運行時間，或列車當前所停車站名稱和當前車站已停車時間。

優(yōu)選地，所述S2包括：

S21：根據(jù)參考列車運行數(shù)據(jù)，預計所述參考列車到達下一車站之前的制動過程；

S22：根據(jù)參考列車進站制動開始時間，選定參考列車即將到達車站及其相鄰車站內(nèi)的所有列車，確定所有能夠用于吸收所述參考列車再生制動能量的所有備選列車，確定原則為

|T_i^d-T_bs|≤T_dmax

其中，T_i^d為參考列車即將到達車站及其相鄰車站內(nèi)的所有列車中列車i的發(fā)車時間；T_bs為參考列車制動過程的開始時間；T_dmax為預設(shè)的時間閾值。

優(yōu)選地，所述S3以發(fā)車時間調(diào)整量為決策變量，建立優(yōu)化模型：

T_i≤T_max

T_i≥T_min

其中，J_i(T_i)為備選列車i在發(fā)車時間調(diào)整T_i秒后所吸收到的再生制動能量；T_i為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量；P_r(t,T_i)為備選列車i在發(fā)車時間調(diào)整T_i秒后所吸收的再生制動功率函數(shù)；T_bs為參考列車再生制動的開始時間；T_be為參考列車再生制動的結(jié)束時間；T_i^real為備選列車i實際到站時間加上計劃停站時間值；T_i^pdt為備選列車i在車站k_i計劃時刻表中的發(fā)車時間；T_i^ar為備選列車i的同向前方列車在k_i站實際發(fā)車時間；T_i^fr為備選列車i的同向后方列車在k_i站計劃時刻表中的發(fā)車時間；為列車早點最大允許值；為列車晚點最大允許值；為列車允許最小間隔；T_min為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最小值，即最小停站時間減去計劃停站時間，為負；T_max為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最大值，即最大停站時間減去計劃停站時間，為正。

優(yōu)選地，所述S4包括：

S41：求解所有備選列車的優(yōu)化模型，選擇優(yōu)化指標值最大的備選列車為選定列車；

S42：調(diào)整所述選定列車的發(fā)車時間。

優(yōu)選地，所述選定列車的發(fā)車時間調(diào)整為

T_i^adjust＝T_i^real+T_i^optimal

其中，T_i^real為選定列車i實際到站時間加上計劃停站時間值；T_i^optimal選定列車的發(fā)車時間調(diào)整量。

本發(fā)明另一方面同時公開了一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括列車調(diào)度服務(wù)器；

所述列車調(diào)度服務(wù)器用于實時檢測離站列車作為參考列車，獲取參考列車運行數(shù)據(jù)；根據(jù)參考列車運行數(shù)據(jù)，獲取可選的備選列車的實時運行信息，確定能夠用于吸收所述參考列車再生制動能量的所有備選列車；針對每一列所述備選列車，建立基于發(fā)車時間調(diào)整的吸收再生制動能量的優(yōu)化模型；求解所有備選列車的優(yōu)化模型，確定吸收參考列車再生制動能量的選定列車，調(diào)整所述選定列車的發(fā)車時間。

優(yōu)選地，所述優(yōu)化模型為

T_i≤T_max

T_i≥T_min

其中，J_i(T_i)為備選列車i在發(fā)車時間調(diào)整T_i秒后所吸收到的再生制動能量；T_i為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量；P_r(t,T_i)為備選列車i在發(fā)車時間調(diào)整T_i秒后所吸收的再生制動功率函數(shù)；T_bs為參考列車再生制動的開始時間；T_be為參考列車再生制動的結(jié)束時間；T_i^real為備選列車i實際到站時間加上計劃停站時間值；T_i^pdt為備選列車i在車站k_i計劃時刻表中的發(fā)車時間；T_i^ar為備選列車i的同向前方列車在k_i站實際發(fā)車時間；T_i^fr為備選列車i的同向后方列車在k_i站計劃時刻表中的發(fā)車時間；為列車早點最大允許值；為列車晚點最大允許值；為列車允許最小間隔；T_min為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最小值，即最小停站時間減去計劃停站時間，為負；T_max為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最大值，即最大停站時間減去計劃停站時間，為正。

優(yōu)選地，所述選定列車的發(fā)車時間調(diào)整為

T_i^adjust＝T_i^real+T_i^optimal

其中，T_i^real為選定列車i實際到站時間加上計劃停站時間值；T_i^optimal選定列車的發(fā)車時間調(diào)整量。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明公開的一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度方法與系統(tǒng)，考慮列車實際運行情況，將列車制動與列車牽引相結(jié)合，采用多車協(xié)同動態(tài)調(diào)度，通過建立最優(yōu)目標模型，選定制動列車相鄰車站列車作為選定列車，動態(tài)調(diào)整列車的發(fā)車時間，使選定列車在發(fā)車牽引時能夠充分吸收制動能量，提高再生制動能量利用率。同時，本發(fā)明還可以建立多目標優(yōu)化模型，為用戶提供多種需求狀態(tài)下的再生制動能量利用的優(yōu)化調(diào)整。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出本發(fā)明的一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度方法的流程圖。

圖2示出本發(fā)明的一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度方法及系統(tǒng)實施例中確定備選列車的示意圖。

圖3示出本發(fā)明的一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度系統(tǒng)的示意圖。

圖4示出本發(fā)明實施例中上行列車實際到達終點站時間相對于計劃到達終點站時間的延誤值。

圖5示出本發(fā)明實施例中下行列車實際到達終點站時間相對于計劃到達終點站時間的延誤值。

圖6示出本發(fā)明實施例中上行列車到達終點站時與前車的時間間隔偏差。

圖7示出本發(fā)明實施例中下行列車到達終點站時與前車的時間間隔偏差。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，本發(fā)明一方面公開了一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度方法，所述方法包括：

S1：實時檢測離站列車作為參考列車，獲取參考列車運行數(shù)據(jù)。所述參考列車運行數(shù)據(jù)可為參考列車的計劃時刻表信息、實時運行信息和列車在每個區(qū)間的列車速度-距離曲線。其中，從ATS獲取參考列車將要執(zhí)行或正在執(zhí)行的計劃時刻表及參考列車的實時運行信息。從ATO獲取參考列車在每個區(qū)間的列車速度-距離曲線，如果區(qū)間運行時間分級，那么對應(yīng)的速度-距離曲線就有多條。如果不能直接從ATO獲取速度-距離曲線，也可以把已知的速度-距離曲線錄入或?qū)氡鞠到y(tǒng)中。其中，所述參考列車的實時運行信息為列車車次號、列車的區(qū)間運行時間、列車即將到站的車站名稱和即將到站的前后兩個車站名稱。

S2：根據(jù)參考列車運行數(shù)據(jù)，獲取可選的備選列車的實時運行信息，確定能夠用于吸收所述參考列車再生制動能量的所有備選列車。

S21：根據(jù)參考列車運行數(shù)據(jù)，獲取可選的備選列車的實時運行信息，預計所述參考列車到達下一車站的制動過程。本發(fā)明可在每檢測到某一列車j從k₀出站時，根據(jù)列車區(qū)間運行時間和列車速度-距離曲線預測該列車j到達下一車站k₁前再生制動的開始時間T_bs、結(jié)束時間T_be和再生制動電功率P_r(t)，其中T_bs＜t＜T_be。其中，備選列車實時運行信息可為列車最近一次發(fā)車時間和所在車站名稱、列車在區(qū)間已運行時間或列車已在車站停車時間等信息。

S22：根據(jù)參考列車即將到達車站及其相鄰車站的所有列車，確定所有能夠用于吸收所述參考列車再生制動能量的所有備選列車，確定原則為

|T_i^d-T_bs|≤T_dmax

其中，T_i^d為上述所有列車中列車i的發(fā)車時間；T_bs為參考列車再生制動的開始時間；T_dmax為預設(shè)的時間閾值。優(yōu)選的，在k₀、k₁和再下一站k₂站尋找吸收參考列車j再生制動能量的備選列車。選擇同向前一車站、同向后一車站、反向同車站、反向前一車站和反向后一車站出發(fā)的5列列車作為吸收參考列車j再生制動能量的備選列車，也可根據(jù)實際情況擴大車站選擇范圍，選擇備選列車的原則是所有從該站出發(fā)列車中發(fā)車時間T_i^d與T_bs差值ΔT_i＝T_i^d-T_bs滿足約束條件|T_i^d-T_bs|≤T_dmax，將所有符合該約束條件的列車作為備選列車。

S3：針對每一列所述備選列車，建立基于發(fā)車時間調(diào)整后吸收再生制動能量的優(yōu)化模型。其中，以發(fā)車時間調(diào)整量為決策變量，針對所有所述備選列車建立優(yōu)化模型：

T_i≤T_max

T_i≥T_min

其中，J_i(T_i)為備選列車i在發(fā)車時間調(diào)整T_i秒后所吸收到的再生制動能量；T_i為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量；P_r(t,T_i)為備選列車i在發(fā)車時間調(diào)整T_i秒后所吸收的再生制動功率函數(shù)；T_bs為參考列車再生制動的開始時間；T_be為參考列車再生制動的結(jié)束時間；T_i^real為備選列車i實際到站時間加上計劃停站時間值；T_i^pdt為備選列車i在車站k_i計劃時刻表中的發(fā)車時間；T_i^ar為備選列車i的同向前方列車在k_i站實際發(fā)車時間；T_i^fr為備選列車i的同向后方列車在k_i站計劃時刻表對應(yīng)的發(fā)車時間；為列車早點最大允許值；為列車晚點最大允許值；為列車允許最小間隔；T_min為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最小值，即最小停站時間減去計劃停站時間，一般為負；T_max為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最大值，即最大停站時間減去計劃停站時間，一般為正。

其中，P_r(t,T_i)可根據(jù)T_i值以及i列車和j列車的速度-距離曲線計算得到；為列車早點最大允許值，該值越大，備選列車選擇的范圍越大。通常情況下，ATS具備的列車自動調(diào)整功能中定義了觸發(fā)列車自動調(diào)整所對應(yīng)的列車早點時間閾值，本發(fā)明設(shè)置的應(yīng)小于該閾值；為列車晚點最大允許值，該值越大，備選列車選擇的范圍越大。通常情況下，ATS具備的列車自動調(diào)整功能中定義了觸發(fā)列車自動調(diào)整所對應(yīng)的列車晚點時間閾值，本發(fā)明設(shè)置的應(yīng)小于該閾值；為列車允許的最小間隔，該值應(yīng)大于列車實際最小間隔值，該值越小，備選列車選擇的范圍越大；T_min為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最小值，該值為負，且大于-T_dmax，該值越小，T_i選擇范圍越大，性能指標J_i可能越大；T_max為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最大值，該值應(yīng)小于T_dmax，該值越大，T_i選擇范圍越大，性能指標J_i可能越大。

所述優(yōu)化模型將列車再生制動能量的利用率作為優(yōu)化目標，分別以列車早點時間、列車晚點時間、列車與前車的時間間隔、列車與后車的時間間隔、發(fā)車時間調(diào)整量的最大值和發(fā)車時間調(diào)整量的最小值為約束條件。所述優(yōu)化模型還可將列車再生制動能量利用率、列車晚點時間、列車間隔和乘客旅行時間等作為優(yōu)化目標實現(xiàn)多目標優(yōu)化，以確定最優(yōu)的發(fā)車時間調(diào)整方案。

S4：確定所述優(yōu)化模型最優(yōu)的備選列車為吸收參考列車再生制動能量的選定列車，調(diào)整所述選定列車的發(fā)車時間。

S41：計算所有備選列車的優(yōu)化指標值，選擇使其值最大的備選列車為選定列車。通過計算可以得到備選列車i所對應(yīng)的最優(yōu)的在所有的有效備選列車中選擇最優(yōu)性能指標最大者作為選定列車，即通過調(diào)整發(fā)車時間可以實現(xiàn)再生制動能量的吸收的最大化的備選列車，指定所述選定列車調(diào)整發(fā)車時間以更好地吸收列車j的再生制動能量。

S42：調(diào)整所述選定列車的發(fā)車時間。所述選定列車的發(fā)車時間調(diào)整為

T_i^adjust＝T_i^real+T_i^optimal

其中，T_i^real為選定列車i實際到站時間加上計劃停站時間值；T_i^optimal選定列車的發(fā)車時間調(diào)整量。列車i的發(fā)車時間調(diào)整T_i^optimal后的牽引功率為P_i(t)，列車j的再生制動功率為P_j(t)，那么，列車i吸收得到的列車j的再生制動能量為P_r(t,T_i)＝min{P_i(t),P_j(t)}，其中T_bs＜t＜T_be。

當選定列車到站停車后，在DTI上顯示調(diào)整后的發(fā)車時間，提示給司機。

在優(yōu)化調(diào)整期間，只考慮一種情況調(diào)整區(qū)間運行時間：備選列車早點，列車又需要提前發(fā)車，如果早點時間為運行時間提供了足夠裕量(根據(jù)列車區(qū)間運行時間不同劃分等級，每個運行等級對應(yīng)一條運行曲線)，那么列車調(diào)整運行時間等級，增大下一區(qū)間運行時間。

本發(fā)明同時公開了一種面向再生制動能量利用的列車調(diào)度系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括列車調(diào)度服務(wù)器；

所述列車調(diào)度服務(wù)器用于實時檢測離站列車作為參考列車，獲取參考列車運行數(shù)據(jù)；根據(jù)參考列車運行數(shù)據(jù)，獲取可選的備選列車的實時運行信息，確定能夠用于吸收所述參考列車再生制動能量的所有備選列車；針對每一列所述備選列車，建立基于發(fā)車時間調(diào)整后吸收再生制動能量的優(yōu)化模型；確定所述優(yōu)化模型最優(yōu)的備選列車為吸收參考列車再生制動能量的選定列車，調(diào)整所述選定列車的發(fā)車時間。

所述列車調(diào)度服務(wù)器可包括人機界面、數(shù)據(jù)庫和計算模塊。所述人機界面用于與操作者進行人機交互，為操作者提供可視化窗口。所述數(shù)據(jù)庫用于存儲所述計算模塊所需的列車運行數(shù)據(jù)。所述計算模塊用于根據(jù)參考列車運行數(shù)據(jù)，確定能夠用于吸收所述參考列車再生制動能量的所有備選列車；針對每一列所述備選列車，建立基于發(fā)車時間調(diào)整后吸收再生制動能量的優(yōu)化模型；確定所述優(yōu)化模型最優(yōu)的備選列車為吸收參考列車再生制動能量的選定列車，調(diào)整所述選定列車的發(fā)車時間。

具體的，所述計算模塊用于首先獲取參考列車運行數(shù)據(jù)。所述參考列車運行數(shù)據(jù)可為參考列車的計劃時刻表信息、實時運行信息和列車在每個區(qū)間的列車速度-距離曲線。其中，從ATS獲取參考列車將要執(zhí)行或正在執(zhí)行的計劃時刻表及參考列車的實時運行信息。從ATO獲取參考列車在每個區(qū)間的列車速度-距離曲線，如果區(qū)間運行時間分級，那么對應(yīng)的速度-距離曲線就有多條。如果不能直接從ATO獲取速度-距離曲線，也可以把已知的速度-距離曲線錄入或?qū)氡鞠到y(tǒng)中。其中，所述參考列車的實時運行信息為列車車次號、列車的區(qū)間運行時間、列車即將到站的車站名稱和即將到站的前后兩個車站名稱，備選列車實時運行信息為列車最近一次發(fā)車時間和所在車站名稱、列車在區(qū)間已運行時間或列車已在車站停車時間等信息。

所述計算模塊進一步用于根據(jù)參考列車運行數(shù)據(jù)，確定能夠用于吸收所述參考列車再生制動能量的所有備選列車。優(yōu)選的，根據(jù)參考列車運行數(shù)據(jù)，預計所述參考列車到達下一車站將產(chǎn)生的再生制動能量。本發(fā)明可在每檢測到某一列車j從k₀出站時，根據(jù)列車區(qū)間運行時間和列車速度-距離曲線預測該列車j到達下一車站k₁前再生制動的開始時間T_bs、結(jié)束時間T_be和再生制動電功率P_r(t)，其中T_bs＜t＜T_be。根據(jù)參考列車所達車站及其相鄰車站的所有列車，確定所有能夠用于吸收所述參考列車再生制動能量的所有備選列車，確定原則為

|T_i^d-T_bs|≤T_dmax

其中，T_i^d為上述所有列車中列車i的發(fā)車時間；T_bs為參考列車再生制動的開始時間；T_dmax為預設(shè)的時間閾值。具體的，在k₀、k₁和再下一站k₂站尋找吸收參考列車j再生制動能量的備選列車。選擇同向前一車站、同向后一車站、反向同車站、反向前一車站和反向后一車站出發(fā)的5列列車作為吸收參考列車j再生制動能量的備選列車，也可根據(jù)實際情況擴大車站選擇范圍，選擇備選列車的原則是所有從該站出發(fā)列車中發(fā)車時間T_i^d與T_bs差值ΔT_i＝T_i^d-T_bs滿足約束條件|T_i^d-T_bs|≤T_dmax，將所有符合該約束條件的列車作為備選列車。

針對每一列所述備選列車，建立基于發(fā)車時間調(diào)整后吸收再生制動能量的優(yōu)化模型。其中，以發(fā)車時間調(diào)整量為決策變量，針對所有所述備選列車建立優(yōu)化模型：

T_i≤T_max

T_i≥T_min

其中，J_i(T_i)為備選列車i在發(fā)車時間調(diào)整T_i秒后所吸收到的再生制動能量；T_i為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量；P_r(t,T_i)為備選列車i在發(fā)車時間調(diào)整T_i秒后所吸收的再生制動功率函數(shù)；T_bs為參考列車再生制動的開始時間；T_be為參考列車再生制動的結(jié)束時間；T_i^real為備選列車i實際到站時間加上計劃停站時間值；T_i^pdt為備選列車i在車站k_i計劃時刻表中的發(fā)車時間；T_i^ar為備選列車i的同向前方列車在k_i站實際發(fā)車時間；T_i^fr為備選列車i的同向后方列車在k_i站計劃時刻表對應(yīng)的發(fā)車時間；為列車早點最大允許值；為列車晚點最大允許值；為列車允許最小間隔；T_min為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最小值，即最小停站時間減去計劃停站時間，一般為負；T_max為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最大值，即最大停站時間減去計劃停站時間，一般為正。

P_r(t,T_i)可根據(jù)T_i值以及i列車和j列車的速度-距離曲線計算得到；為列車早點最大允許值，該值越大，備選列車選擇的范圍越大。通常情況下，ATS具備的列車自動調(diào)整功能中定義了觸發(fā)列車自動調(diào)整所對應(yīng)的列車早點時間閾值，本發(fā)明設(shè)置的應(yīng)小于該閾值；為列車晚點最大允許值，該值越大，備選列車選擇的范圍越大。通常情況下，ATS具備的列車自動調(diào)整功能中定義了觸發(fā)列車自動調(diào)整所對應(yīng)的列車晚點時間閾值，本發(fā)明設(shè)置的應(yīng)小于該閾值；為列車允許的最小間隔，該值應(yīng)大于列車實際最小間隔值，該值越小，備選列車選擇的范圍越大；T_min為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最小值，該值為負，且大于-T_dmax，該值越小，T_i選擇范圍越大，性能指標J_i可能越大；T_max為備選列車i發(fā)車時間調(diào)整量的最大值，該值應(yīng)小于T_dmax，該值越大，T_i選擇范圍越大，性能指標J_i可能越大。

所述優(yōu)化模型將列車再生制動能量的利用率作為優(yōu)化目標，分別以列車早點時間、列車晚點時間、列車與前車的時間間隔、列車與后車的時間間隔、發(fā)車時間調(diào)整量的最大值和發(fā)車時間調(diào)整量的最小值為約束條件。所述優(yōu)化模型還可將列車再生制動能量利用率、列車晚點時間、列車間隔和乘客旅行時間等作為優(yōu)化目標實現(xiàn)多目標優(yōu)化，以確定最優(yōu)的發(fā)車時間調(diào)整方案。

確定所述優(yōu)化模型最優(yōu)的備選列車為吸收參考列車再生制動能量的選定列車，調(diào)整所述選定列車的發(fā)車時間。其中，計算所有備選列車的優(yōu)化指標值，選擇使其值最大的備選列車為選定列車。通過計算可以得到備選列車i所對應(yīng)的最優(yōu)的在所有的有效備選列車中選擇最優(yōu)性能指標最大者作為選定列車，即，通過調(diào)整發(fā)車時間可以實現(xiàn)再生制動能量的吸收的最大化的備選列車，指定所述選定列車調(diào)整發(fā)車時間以更好地吸收列車j的再生制動能量。調(diào)整所述選定列車的發(fā)車時間。所述選定列車的發(fā)車時間調(diào)整為

T_i^adjust＝T_i^real+T_i^optimal

其中，T_i^real為選定列車i實際到站時間加上計劃停站時間值；T_i^optimal選定列車的發(fā)車時間調(diào)整量。列車i的發(fā)車時間調(diào)整T_i^optimal后的牽引功率為P_i(t)，列車j的再生制動功率為P_j(t)，那么，列車i吸收得到的列車j的再生制動能量為P_r(t,T_i)＝min{P_i(t),P_j(t)}，其中T_bs＜t＜T_be。當選定列車到站停車后，在DTI上顯示調(diào)整后的發(fā)車時間，提示給司機。

當選定列車到站停車后，在DTI上顯示調(diào)整后的發(fā)車時間，提示給司機。

所述列車調(diào)度服務(wù)器在工作時，與列車控制中心ATS、車站ATS、DTI和車載控制器(VOBC)共同協(xié)作完成列車實時調(diào)度，提高再生制動能量的利用率。所述列車調(diào)度服務(wù)器可從控制中心ATS和車站ATS獲取列車運行數(shù)據(jù)，存儲在數(shù)據(jù)庫中，并通過人機界面與操作人員交互，執(zhí)行操作人員的指令并顯示計算模塊的運行狀態(tài)，所述列車調(diào)度服務(wù)器通過計算分析確定選定列車后，通過控制中心ATS和車站ATS調(diào)整選定列車的發(fā)車時間，控制中心ATS控制列車的VOBC完成列車的自動運行，所述VOBC可包括用于顯示列車運行狀態(tài)的人機界面(MMI)。

下面通過一個具體實施例來對本發(fā)明作進一步說明，獲取某地鐵線時刻表，選取了24個車站，仿真上行和下行各280個車次，獲取的仿真數(shù)據(jù)和閾值設(shè)置如下表：

進行仿真時，所有選定列車按照調(diào)整后的發(fā)車時間調(diào)度運行，非選定列車的區(qū)間運行時間和停站時間均按照計劃時刻表規(guī)定執(zhí)行，如圖4所示，為上行列車到達終點站后延誤時間值，即實際到達終點站時間與計劃到站時間的差值，如圖5所示，為上行列車到達終點站后與前車的間隔，即當前到達終點的列車與后一列車之間的時間間隔，如圖6所示，為下行列車到達終點站后延誤時間值，即實際到達終點站時間與計劃到站時間的差值；如圖7所示，為下行列車到達終點站后與前車的間隔，即當前到達終點的列車與后一列車之間的時間間隔。在保證上、下行所有列車延誤時間和列車間隔在規(guī)定范圍內(nèi)的條件下，根據(jù)分析計算和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案的最終節(jié)能率為6.11％。

綜上所述，本發(fā)明考慮列車運行中的不確定性，基于列車的實時運行信息進行多車協(xié)同控制，且通過將列車制動與列車牽引相結(jié)合，選擇采用再生制動能量的優(yōu)化模型，根據(jù)所述優(yōu)化模型尋找使再生制動能量利用率最優(yōu)的選定列車，吸收制動列車的再生制動能量，為列車牽引提供能量，從而有效提高列車再生制動能量利用率，同時，本發(fā)明給用戶提供多種參數(shù)設(shè)置功能,用戶可以根據(jù)實際需求進行調(diào)整，也可根據(jù)本發(fā)明對全自動運行列車的運行系統(tǒng)進行功能擴展，用于列車的實時調(diào)度，且本發(fā)明不僅適用于城市軌道交通列車，還適用于發(fā)車間隔小的城際列車。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。