[发明专利]一种机车智能操纵优化计算方法

权利要求书

1.一种机车智能操纵优化计算方法，包括如下步骤：

步骤1：对机车智能操纵优化所需信息进行预处理；

输入机车信息文件和线路信息文件,进行加算坡道计算和线路分段，得到线路分段结果；其中加算坡道是线路信息中的坡段、曲线、隧道三种线路对机车叠加所产生的坡度；线路分段是根据所在线路加算坡度的不同，对线路进行分类，并经过坡段合并处理之后得到具有坡段类型标识的分段数据；

步骤2：生成初始优化曲线；

首先以线路分段数据和司机驾驶数据为输入，生成司机驾驶数据中不同分段下的子操作序列；随后以不同分段下的子操作序列为输入，利用序列模式挖掘技术得到每种坡段类型下的频繁子操作序列，作为优化策略的基础原型；根据坡段的坡度情况、前后坡段的类型、整体时刻表运行时间、坡段限速条件通过知识学习和迭代进行优化策略设计；根据机车运行的状态参数，匹配优化策略，即按照策略中的档位指导机车行驶，从而生成机车按照优化策略运行后的档位和速度曲线，即初始优化曲线；

步骤3：基于限速进行优化调整；

线路在每个坡段下都会有规定的坡段限速，同时司机在起车过程中会输入对于该机车类型所能允许的最大限速，以线路限速信息及步骤2生成的优化曲线为输入修改原始优化曲线的部分档位使机车速度符合限速要求，得到限速优化调整后的优化曲线；

步骤4：基于时间偏差进行优化调整；

基于时间偏差进行优化调整，主要解决时刻表对机车运行时间上的约束条件，为保证中途达到每个车站的时间和最终到达目的车站的时间能够尽量准点，需要对曲线进行调整，即基于时间偏差进行优化调整，以线路时刻表和步骤3中得到的优化曲线为输入，对优化曲线中的部分档位做修改调整，使机车运行符合时刻表的要求，得到时间偏差调整后的优化曲线。

步骤5：基于运行平稳安全档位切换的要求，对优化曲线进行调整，生成最终优化策略；

机车在铁路上运行除了限速和时间准点要求之外，还应当满足运行平稳安全，需要后处理来对优化曲线进行调整，主要针对频繁换挡以及满足逐级切换档位的要求；以步骤4中得到的优化曲线为输入，对曲线中频繁换挡或大幅度切换档位进行修改调整，使曲线中的档位符合运行平稳安全档位切换的要求，得到处理后的优化曲线，生成符合多约束条件的最终优化策略。

2.如权利要求1所述的方法，其中步骤3进一步包括：遍历所有的坡段限速，对于每个超出该限速的限速：判断每个限速的起始位置limitstart和终止位置limitend所在的坡段类型，对于限速起始位置来说，根据所在坡段类型的情况，使原始曲线能够减速到限速以下；对于限速终止位置来说，也根据所在的坡段类型的情况，让原始曲线以限速为起始速度，反求追上速度曲线；针对限速内部的策略，根据限速所在的坡段类型的特点，通过合适的档位策略保证机车运行过程中不超出坡段限速；当对所有的限速进行验证并调整之后，得到的最终曲线为能够满足限速约束的优化曲线。

3.如权利要求1所述的方法，其中步骤4进一步包括：时间偏差调整地策略与坡段限速类似，遍历时刻表中连续的当前车站station_current和下一车站station_next，由于时刻表中记录了两个车站的计划运行时间，因此可以从优化曲线中找到当前车站station_current和下一车站station_next的位置，统计优化运行时间，若优化时间短于实际运行时间，则从当前车站station_current位置遍历该段曲线中的牵引档位，将牵引档位将为惰行档位，使得机车速度降低，后通过高牵引档位进行牵引追上原曲线；若优化时间长于实际运行时间，则从下一车站station_current位置遍历该段曲线中的制动档位，将制动档位提升1-2个档位进行提速，后通过低档位进行降速追上原曲线。

4.如权利要求1所述的方法，其中步骤4中基于时间偏差进行优化调整应满足如下条件：不处理限速附近的档位，以防止速度超出限速；在运行时间计算上，对于每个车站的到达时间应通过累计时间来判断是否准点。

5.如权利要求1所述的方法，每个步骤中的策略都受到包括坡段类型、车重、前后段坡段类型、坡长的机车驾驶策略影响参数的影响，这些参数在不同条件下会匹配不同的策略，共同作为策略分类属性来进行策略的分类，每个步骤的策略都可以构成策略树，树中的叶节点为最终根据分类属性匹配到的优化策略；从第2步到第5步每个步骤中都维持对应的策略树结构，其中第2步维持原始优化策略树，第3步维持限速调整策略树，第4步维持时间偏差策略树，第5步维持平稳性策略树。