西南交通大学童音获国家专利权
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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种扰动场景下基于模型预测控制的列车运行调整方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117022397B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311009398.0,技术领域涉及:B61L27/10;该发明授权一种扰动场景下基于模型预测控制的列车运行调整方法是由童音;徐威设计研发完成,并于2023-08-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种扰动场景下基于模型预测控制的列车运行调整方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种扰动场景下基于模型预测控制的列车运行调整方法,包括以下步骤:S1、根据计划运行图,基于扰动场景调整列车运行策略,构建列车运行动态模型;S2、以列车的准时性和运行间隔的规律性作为目标函数,以列车运行间隔与控制量作为约束条件,并根据步骤S1中列车运行动态模型,构建基于最小化列车实际运行与计划运行图时间偏差的最优控制问题模型;S3、采用模型预测控制方法求解步骤S2中最优控制问题模型,获取最优控制输入向量,并根据最优控制输入向量调整列车运行状态;本发明所提出的列车调整方法,通过获取最优的控制输入,来调整列车运行时间和停站时间,使调整后的运行图尽可能接近计划运行图,从而提高列车运行自动调整的速度。
本发明授权一种扰动场景下基于模型预测控制的列车运行调整方法在权利要求书中公布了:1.一种扰动场景下基于模型预测控制的列车运行调整方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、根据计划运行图,基于扰动场景调整列车运行策略,构建列车运行动态模型; S2、以列车的准时性和运行间隔的规律性作为目标函数,以列车运行间隔与控制量作为约束条件,并根据步骤S1中列车运行动态模型,构建基于最小化列车实际运行与计划运行图时间偏差的最优控制问题模型; S3、采用模型预测控制方法求解步骤S2中最优控制问题模型,获取最优控制输入向量,并根据最优控制输入向量调整列车运行状态,具体为: S31、定义时间偏差状态向量、控制输入向量,其中表示第个采样点的时间偏差状态向量的转置,表示第个采样点的时间偏差状态向量的转置,表示第个采样点的时间偏差状态向量的转置,表示转置,表示第个采样点的控制输入向量的转置,表示第个采样点的控制输入向量的转置,表示第个采样点的控制输入向量的转置;并基于时间偏差状态向量与控制输入向量以及步骤S22中最优控制问题模型,构建基于最优控制问题模型的目标函数; S32、在每一个采样点,获取步骤S1中列车运行动态模型的时间偏差状态向量,并预测步有限范围内的时间偏差状态向量; S33、将步骤S32中步有限范围内的时间偏差状态向量带入步骤S31中基于最优控制问题模型的目标函数进行求解,得到基于控制输入向量的步有限范围内的目标函数; S34、将步骤S22中最优控制问题模型的约束等式转换成步有限范围内的矩阵形式,其中,表示第个采样点的时间偏差状态向量,表示第个采样点的时间偏差状态向量,表示列车的最小安全运行间隔,表示列车的计划运行间隔,表示元素均为1的维向量;并将步骤S32中步有限范围内的时间偏差状态向量带入其中,得到基于步有限范围内的约束等式; S35、根据步骤S34中基于步有限范围内的约束等式与步骤S33中基于控制输入向量的步有限范围内的目标函数,构建二次规划问题; S36、根据步骤S35构建的二次规划问题,获取二次规划问题最优的控制输入向量,将最优的控制输入向量带入步骤S1中列车运行动态模型中并结合受到的干扰向量,计算采样点的时间偏差状态向量; S37、根据步骤S36中计算得到的采样点的时间偏差状态向量,重复步骤S31-S37,直到完成最后一个采样点的计算,则列车运行状态调整完成。
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