[发明专利]一种列车站间节能运行方法

权利要求书

1.一种列车站间节能运行方法，列车在两个站点间运行，其特征是：在列车运行的过程中，多次控制列车的发动机暂停工作，以使列车在发动机暂停工作的过程中靠惯性前行，在保障列车的站间运行时间小于给定标准时间的前提下，执行以下步骤来确定发电机暂停工作的次数，并确定发动机每次暂停工作时列车所处的位置：

设置步骤：设置PSO算法中的粒子数目n、惯性常数w、学习因子c₁、学习因子c₂，在[0,1]之间随机生成随机数r₁和随机数r₂；

生成步骤：在[0,S_i]之间，随机生成多个N维的粒子，其中N为偶数，S_i是两个站点间的距离；

计算步骤：把每个粒子代入优化模型的目标函数从而计算每个粒子的能耗适应度值W_min，并计算每个粒子的最优解P_bestk和全局最优解g_bestk，其中目标函数为：式中，T_i为时刻表要求的列车运行时间；E(T_i)为列车运行能耗；S_i为两个站点间的距离；T_s是优化后列车运行总时间，；E_s为优化后列车运行能耗；S_S为优化后的列车运行距离；a为列车运行时间的权重，b为列车运行能耗的权重，c为列车运行距离的权重，d为列车运行晚点的惩罚因子，e为列车运行距离差距的惩罚因子，其中a+b+c＝1；

更新步骤：利用速度公式v_k+1＝wv_k+c₁r₁(P_bestk-x_k)+c₂r₂(g_bestk-x_k)和位置公式x_k+1＝x_k+v_k+1来更新每个粒子，式中，x_k是粒子当前的位置；x_k+1是更新后的粒子的位置；v_k是粒子当前的速度，v_k+1是更新后的粒子的速度；

迭代比较步骤：对每个更新后的粒子，重新计算每个粒子的能耗适应度值W_min，对比每个粒子的能耗适应度值W_min，选取其中最小的能耗适应度值W_min，判断最小的能耗适应度值W_min所对应的列车运行能耗是否有小于预设阈值，若否则返回计算步骤，若是则输出该最小的能耗适应度值W_min所对应的粒子，根据该粒子中的维度数量来确定发电机暂停工作的次数，根据该粒子中每个维度的数值来确定发动机每次暂停工作时列车所处的位置。

2.根据权利要求1所述的一种列车站间节能运行方法，其特征是还包括在生成步骤之后执行的筛选步骤：对每个粒子，将其每个维度的数值按从小到大排列，排列后，若相邻两个维度的数值之差大于两个站点间的距离S_i的一半，则将该粒子去除。

3.根据权利要求1所述的一种列车站间节能运行方法，其特征是还包括在迭代比较步骤之后执行的节能率计算步骤：其把迭代比较步骤输出的最小的能耗适应度值W_min所对应的粒子代入来计算节能率η，式中，W₀、W₁、ΔW分别表示为优化前、优化后列车运行能耗及其二者之差。