城轨虚拟编组列车群多状态运行模型构建与仿真研究

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第3期北京时间：

作者：李海军, 赵颖, 黄岩, 田卫刚

单位：1. 兰州交通大学，a.交通运输学院，b.高原铁路运输智慧管控铁路行业重点实验室，兰州730070；2. 济南轨道交通集团运营有限公司，济南250000

摘要：为有效掌握城轨虚拟编组列车群的追踪运行表现，本文提出一种虚拟编组列车群多状态运行仿真模型。通过分析虚拟编组列车运行控制原理，提出考虑通信和控制延迟的列车安全防护间距计算方法，以列车运行动力学模型为基础，结合虚拟编组列车运行状态转换过程，构建城轨虚拟编组列车群多状态运行仿真模型。以济南地铁3号线为例，从不同编组模式、编队结构和延迟时间等角度进行仿真试验。研究结果表明：在2辆列车构成的列车群中，虚拟编组列车的平均列车间距仅为固定编组列车的21.93%；在4辆列车构成的列车群中，固定编队列车群的平均编队长度和运行速度差分别是混合编队的1.26倍和1.94倍，是虚拟编队的1.45倍和4.17倍，且虚拟编队列车群的到站时间偏差也仅为固定编队和混合编队列车群的46.29%和74.56%；因此虚拟编组列车群能有效缩短列车运行间距，提高运行速度追踪精度，降低列车到站时间偏差。此外，当虚拟编组列车的控制延迟和通讯延迟时间分别是0.5s时，因其带来的列车间距偏差最大值可达到10.83m和0.83m，控制延迟对列车群追踪运行的负面影响大于通讯延迟。研究结果能够为城轨虚拟编组列车群运行决策和运行方案制定提供理论支撑。

关键词：城市交通,列车运行仿真模型,数值仿真,虚拟编组列车,安全防护间距

基金资助：国家自然科学基金(52462045)；甘肃省自然科学基金重点项目(24JRRA22)。