高速列车运行调整与运行控制一体化双目标优化模型与算法

来源：交通运输系统工程与信息杂志2020年第6期北京时间：

作者：龙思慧，孟令云，王义惠，栾晓洁，张鹏

单位：1. 北京交通大学 a. 交通运输学院，b. 轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京 100044； 2. 苏黎世联邦理工学院 运输规划与系统研究系，苏黎世 8093，瑞士；3. 卡斯柯信号有限公司国铁运输指挥系统开发部，上海 200071

摘要：列车实时运行调整与运行控制是实现高速列车准点节能运行的两个重要方面.本文构建高速列车运行调整与运行控制一体化优化模型，以降低列车总延误时间与运行能耗为目标，同时优化列车速度距离与时间距离曲线.与以往研究将列车运行调整与运行控制独立优化不同，本文基于列车牵引计算，通过锁闭时间理论将列车运行调整与控制的解空间进行耦合，根据列车运行速度、制动性能、信号系统的清空与开放时间、轨道区段/闭塞分区的长度等因素，精细化计算列车占用不同轨道区段/闭塞分区的时间，动态确定列车区间运行时分与追踪间隔.为求解复杂的非线性模型，设计分段近似法将非线性约束进行重构，从而将非线性优化模型转变为混合整数规划模型.通过算例计算，给出双目标问题的帕累托解集，与单目标优化方法对比，本文方法可以减少总能耗2.46%，降低运行总延误7.33%.

关键词：铁路运输,一体优化,双目标优化,运行调整,运行控制

基金资助：中央高校基本科研业务费专项资金/Fundamental Research Funds for the Central Universities (2019YJS083)；国家自然科学基金/National Natural Science Foundation of China(72022003)；国家重点研发计划项目/National Key Research and Development Program of China(2018YFB1201500).