时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法及系统

本发明涉及铁路，具体而言，涉及时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法及系统。

背景技术：

1、200km/h客货共线铁路能兼顾旅客运输和货物运输，且动车组列车的开行使客运任务的完成更加高效，但由于线路列车种类多、客货列车速差大，因此其运行计划编制难度大。随着对节能减排的关注日益增强，目前对城市轨道交通和高速铁路的节能运行计划研究较多，而重载铁路和客货共线研究成果较少。现有技术中，对于旅客列车主要考虑从增加牵引制动重叠时间或调整停站时间、区间运行时间实现节能，对于货物列车主要考虑从操纵以及停站优化方面实现节能，但大多数的研究都没有考虑客货共线条件下实现旅客列车和货物列车的共同节能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法及系统，以解决上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

2、一方面，本申请提供了一种时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法，包括：

3、获取第一信息、第二信息、第三信息和第四信息；所述第一信息包括列车在某站不停站的运行能耗和列车在该站停站的运行能耗；所述第二信息包括运行数据和阻力数据；所述第三信息包括列车初始到达时刻、初始出发时刻和旅客列车相关约束；所述第四信息包括列车到发时刻、接触网电压、列车停站时单位自用能耗、牵引状态时单位自用能耗和货物列车相关约束；

4、根据第一信息计算，得到列车停站能耗；

5、根据第二信息计算，得到列车区间运行能耗；

6、将列车停站能耗和列车区间运行能耗相加，得到列车运行能耗，以列车运行能耗最小为优化目标，建立列车运行能耗模型；

7、根据列车运行能耗模型和第三信息计算，得到旅客列车优化模型；

8、根据列车运行能耗模型和第四信息计算，得到货物列车优化模型；

9、将既有列车停站方案作为初始解，采用优化迭代算法求解旅客列车优化模型，得到优化后的时刻表；

10、将优化后的时刻表作为初始种群，采用遗传-模拟退火算法求解货物列车优化模型，得到优化后的停站方案。

11、另一方面，本申请还提供了一种时速200公里客货共线节能列车运行计划编制系统，包括：

12、获取单元，用于获取第一信息、第二信息、第三信息和第四信息；所述第一信息包括列车在某站不停站的运行能耗和列车在该站停站的运行能耗；所述第二信息包括运行数据和阻力数据；所述第三信息包括列车初始到达时刻、初始出发时刻和旅客列车相关约束；所述第四信息包括列车到发时刻、接触网电压、列车停站时单位自用能耗、牵引状态时单位自用能耗和货物列车相关约束；

13、第一计算单元，用于根据第一信息计算，得到列车停站能耗；

14、第二计算单元，用于根据第二信息计算，得到列车区间运行能耗；

15、第一建模单元，用于将列车停站能耗和列车区间运行能耗相加，得到列车运行能耗，以列车运行能耗最小为优化目标，建立列车运行能耗模型；

16、第二建模单元，用于根据列车运行能耗模型和第三信息计算，得到旅客列车优化模型；

17、第三建模单元，用于根据列车运行能耗模型和第四信息计算，得到货物列车优化模型；

18、第一优化单元，用于将既有列车停站方案作为初始解，采用优化迭代算法求解旅客列车优化模型，得到优化后的时刻表；

19、第二优化单元，用于将优化后的时刻表作为初始种群，采用遗传-模拟退火算法求解货物列车优化模型，得到优化后的停站方案。

20、本发明的有益效果为：

21、本发明根据在列车运行图编制过程中要求尽量减少货物列车对旅客列车影响的基本原理，搭建了基于节能降耗的200km/h客货共线铁路分层决策模型，以旅客列车运行计划编制为上层决策，货物列车运行计划编制为下层决策，上层决策中求得的优化后的时刻表作为下层决策中的输入，限制了下层决策解的集合在下层决策解的集合内，从而在客货共线条件下实现旅客列车和货物列车的共同节能。

22、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法，所述运行数据包括列车在两车站之间的区间运行时分、列车在车站的起动停车附加时分和列车在车站是否停车，所述阻力数据包括阻力系数、列车重量、列车数量、列车经过车站的数量和两车站之间的区间距离，其特征在于，根据第二信息计算，得到列车区间运行能耗，包括：

3.根据权利要求1所述的时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法，其特征在于，根据列车运行能耗模型和第三信息计算，得到旅客列车优化模型，包括：

4.根据权利要求1所述的时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法，其特征在于，根据列车运行能耗模型和第四信息计算，得到货物列车优化模型，包括：

5.根据权利要求3所述的时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法，其特征在于，将既有列车停站方案作为初始解，采用优化迭代算法求解旅客列车优化模型，得到优化后的时刻表，包括：

6.一种时速200公里客货共线节能列车运行计划编制系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的时速200公里客货共线节能列车运行计划编制系统，所述运行数据包括列车在两车站之间的区间运行时分、列车在车站的起动停车附加时分和列车在车站是否停车，所述阻力数据包括阻力系数、列车重量、列车数量、列车经过车站的数量和两车站之间的区间距离，其特征在于，所述第二计算单元包括：

8.根据权利要求6所述的时速200公里客货共线节能列车运行计划编制系统，其特征在于，所述第二建模单元包括：

9.根据权利要求6所述的时速200公里客货共线节能列车运行计划编制系统，其特征在于，所述第三建模单元包括：

10.根据权利要求6所述的时速200公里客货共线节能列车运行计划编制系统，其特征在于，所述第一优化单元包括：

技术总结本发明提供了时速200公里客货共线节能列车运行计划编制方法及系统，涉及铁路技术领域，包括获取信息；根据信息计算，得到列车停站能耗、列车区间运行能耗、列车运行能耗；再经过计算得到旅客列车优化模型、货物列车优化模型。本发明根据在列车运行图编制过程中要求尽量减少货物列车对旅客列车影响的基本原理，搭建了基于节能降耗的200km/h客货共线铁路分层决策模型，以旅客列车运行计划编制为上层决策，货物列车运行计划编制为下层决策，上层决策中求得的优化后的时刻表作为下层决策中的输入，限制了下层决策解的集合在下层决策解的集合内，从而在客货共线条件下实现旅客列车和货物列车的共同节能。技术研发人员：陈韬,倪少权,石方雨,李雪婷,胡悦,郭秀云受保护的技术使用者：西南交通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/20