考虑人工驾驶的动车组列车节能运行优化

潘洋，符卓

(中南大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410075)

交通运输系统能源使用效率的提高吸引了政府和学者等各个方面广泛的兴趣[1]。随着我国铁路网规模的不断扩大以及动车组开行比例的增加，减少列车牵引能耗成为铁路节能的关键。张惠茹等[2]以列车能耗和列车时刻表稳定性为目标函数，提出了富余时间分配求解算法，通过调整列车在中间站的到发时间以节省列车在站间运行的能耗。CARVAJAL 等[3]提出充分利用惰行工况节省能耗，并对列车速度与前车速度相关的不确定性进行了建模。麻存瑞等[4]提出可调节区间运行冗余时间的高速列车多区间节能操纵模型，模型考虑枢纽站与非枢纽站对列车到达时刻准点性的不同要求，并设计三层编码的遗传算法求解模型。FERNAN‐DEZ 等[5]针对列车延误提出动态多目标优化模型，在列车运行的过程中寻找节能的速度曲线。汤旻安等[6]以多质点模型为基础研究最小能耗的动车组列车运行控制，通过2次优化得到列车最终的节能运行曲线。YE 等[7]将列车节能运行问题描述为多相位最优控制问题，模型考虑了复杂的列车运行条件、停留时间等约束。现有研究大多考虑改进列车节能控制策略或与列车时刻表协同优化获得列车理想的节能运行曲线。理想的节能运行曲线与列车实际运行曲线往往存在一定的偏差。较少研究涉及列车驾驶员实现驾驶命令时存在的不确定性。本文考虑人工驾驶的特点，应用模糊数对人工驾驶的不确定性进行建模，并针对问题采用基于稀疏度的局部搜索NSGA2 算法实现优化过程。……