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摘要：本发明提供了一种基于广义四阶段最优策略的延误场景节能时刻表优化方法，该方法开展实际线路条件下的动态时刻表调整优化问题研究。以列车晚点时间和能耗值综合最优为目标，构建考虑节能的运行调整优化模型，在满足时刻表安全约束条件下，基于广义四阶段操纵策略的迭代循环优化算法，为列车所有的计算区段找到最优的目标速度组合，求解出列车的运行时间以及相应的列车节能操纵策略，即既保留一定的计算精细度，又有效提高算法的计算效率，进而在弥补延误的同时，降低列车能耗。

主权项：1.一种基于广义四阶段最优策略的延误场景节能时刻表优化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1在列车延误场景下，以列车晚点时间和能耗值综合最优为目标，在满足时刻表安全约束条件下，分别构建节能时刻表运行调整优化模型和列车节能操纵策略优化模型；所述延误场景包括初始扰动型延误和临时限速型延误，初始扰动型延误是指通过给定初始扰动，使列车产生延误的场景；临时限速型延误是指因为在特定位置设置临时限速，使得在一定时间通过该位置所有列车允许的限制速度下降、运行时分增加，进而造成列车延误的场景；2基于步骤1建立的节能时刻表运行调整优化模型和列车节能操纵策略优化模型，首先，输入原始时刻表和给定的扰动信息得到调整后的时刻表，并根据调整后时刻表的到发时间计算列车在区间的运行时间；然后，结合扰动信息判断得到的运行时间是否够用，如果够用，则进入步骤3；如果不够用，首先重新计算列车最短运行时间，然后将重新计算后的最短运行时间作为运行调整优化模型中的区间最短运行时间约束，并在此基础上重新计算调整后的时刻表以及对应的列车区间运行时间；3采用广义四阶段操纵策略的迭代循环优化算法求解出列车的运行时间以及相应的列车节能操纵策略，广义四阶段操纵策略为列车采用最大加速度加速-无制动调速-最大减速度制动的操纵策略，其中，无制动调速策略通过加速或者惰行操纵来调整列车运行速度；开始时，列车以最大加速度加速策略运行；当达到线路限速后，列车采用匀速策略运行；当线路含临时限速时，列车通过惰行策略调整速度，并以临时限速继续匀速运行；在通过临时限速区域后，列车采用最大加速度加速策略，并且在速度达到线路限速后采用匀速策略运行；随后，列车采用最大减速度制动策略进站停车；所述步骤1包括如下步骤：1.1建立节能时刻表运行调整优化模型1.1.1建立目标函数： 式中，Z是线路上所有列车总的运行调整优化目标，α是全部列车在所有停车站的总到达晚点时间与全部列车在所有区间的总运行时间偏差的占比；1.1.2建立基本约束： 式2保证列车i在区间j的运行时间以及在车站j的停站时间分别满足区间和车站的最短作业时间要求； 式3保证相邻列车在车站j接发列车满足车站间隔时间安全约束； 式4中，ai,j,h和di,j,h分别是列车i进入和离开计算区段h的时刻，该约束保证列车i在相邻计算区段到发时刻的连续性； 式5中，ho和he分别代表区间j内第一个和最后一个计算区段，该约束确保了列车进去区间j的时刻即为进入区间j内第一个计算区段的时刻，列车离开区间j内最后一个计算区段的时刻即为离开区间j的时刻；1.1.3建立因扰动产生的约束条件设置0-1决策变量φi,j,h表征列车i是否在区间j运行区段h受到影响，如果被影响，则φi,j,h＝1，否则φi,j,h＝0；定义di,j＝di,j,0，ai,j＝ai,j,0，φi,j,0表征列车i是否在车站j受到影响，则延误场景下φi,j,h满足： 当列车在车站或者计算区段的到发时刻满足式6时，列车运行将受到扰动因素影响，在扰动区域内，需保证受影响列车的速度不高于给定的临时限制速度，则： 式中，是列车i在区间j的计算区段h的第s步仿真时的速度，是区间j的计算区段h的最大允许速度，是延误场景下区间j的计算区段h的临时限制速度；1.2列车节能操纵策略优化模型1.2.1建立目标函数 式中：Zenergy是线路上所有列车能耗；1.2.2建立基本约束 其中，ut和ub分别是牵引力和制动力的控制系数，以调节列车实际输出的牵引力和制动力大小，Fr包括列车受到的基本阻力和因坡道、隧道和曲线线路条件引起的附加阻力值； 约束10是列车的速度约束，其表示列车i在区间j的第一个计算区段ho的速度为0ms，在最后一个计算区段he的速度也为0ms；以及在区间j内，前一计算区段h的驶出速度等于后一计算区段h+1的驶入速度；以及约束了列车的速度始终满足限制速度要求； 约束11是列车的距离约束，计算区段h的距离由加速、匀速、惰行以及制动距离组成，区间距离由其包含的计算区段组成； 式12为列车在区间运行时间，其中vs代表列车实时仿真的速度；所述步骤3包括如下步骤：3.1四阶段物理量计算过程1最大加速度加速曲线计算 初始状态v0＝0ms，列车加速直到目标匀速速度vobj，得到加速阶段列车的tf,sf和Ef；2匀速曲线计算 初始状态v0＝vobjms，本阶段列车以目标速度匀速运行，其中距离无法直接计算，由总距离s与其他两个阶段推出，得到匀速阶段列车的ty,sy和Ey；3惰行曲线计算 初始状态v0＝vobjms，惰行直到vx＝vdb，得到惰行阶段的td,sd和Ed，其中： 4最大减速度制动曲线计算 初始状态v0＝vdbms，制动直到vx＝0，得到制动阶段的tb,sb和Eb；列车i在区间j运行的总时间及能耗为：

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