基于粒子群优化的列车制动曲线分段方法研究

鲍鹏宇，陈志强，王建敏，于晓娜，张友兵，张贵娟

(1.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2.北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070)

1 概述

列车运行控制系统是保障列车安全运行，提高运输效率的重要装备[1]，由车载设备和地面设备组成。列车自动防护系统（Automatic Train Protection， ATP）是列控系统的车载设备，其根据地面设备提供的线路数据、临时限速等信息，生成列车速度和距离控制模式曲线，使列车在模式曲线监控下安全运行[2]。

紧急制动减速曲线（Emergency Brake Deceleration， EBD）和常用制动减 速曲线（Service Brake Deceleration， SBD）是列车制动模式曲线的基本元素，二者均由列车固有减速性能即制动减速度确定[3-5]。为提高制动曲线的运算效率，车载系统计算列车制动减速度曲线时，通常对列车制动速度-减速度曲线进行分段近似处理，将减速度分为3～6段。在相同的速度分段内，使用最低的减速度进行近似描述真实减速性能[6]。由于不同类型的列车制动曲线差别较大，没有统一的减速度分段方法，如何进行列车制动减速度分段，使得制动模式曲线具有最佳性能是列控车载系统的一个难题。

针对此问题，本文提出了基于粒子群优化（Particle Swarm optimization， PSO）的列车制动速度-减速度曲线分段方法。通过构建制动距离目标函数，对分段参数进行优化，从而获取最优的分段参数，使得制动距离最短，并通过仿真对分段方法的性能进行了验证。

2 列车制动模式曲线优化目标

制动距离是描述列车制动模式曲线最优性的关键目标。……