一种缩短虚拟编组列车追踪间距的鲁棒模型预测控制方法

作者：罗啸林; 唐涛; 林炳跃; 刘宏杰^*

来源：铁道学报, 2023, 45(08): 68-76.

• 虚拟编组
• 单元列车
• 列车运行控制
• 追踪间距
• 鲁棒模型预测控制

作为当前轨道交通的研究热点，虚拟编组列车由多个单元列车借助于车车通信和主动控制构成。虚拟编组列车按照与物理编组列车一致的方式提供运输服务，所有单元列车应整体被视为一列车进行管理和控制。因此，要求单元列车像物理连挂一样保持很小的追踪间距。但由于缺少了车钩进行物理连挂，运行过程中受到的不确定干扰使得实现虚拟编组单元列车小间距安全追踪非常困难。针对该问题，首先提出一种基于分布式鲁棒模型预测控制(RMPC)的虚拟编组列车追踪控制方法，保证虚拟编组列车安全运行以及单元列车追踪间距有界。在此基础上，设计一种基于线性矩阵不等式的优化算法，通过减小RMPC控制误差，达到进一步缩短单元列车的追踪间距的目的。为证明该方法的有效性，仿真了由3辆单元列车构成的虚拟编组列车在一个站间的完整运行过程，并与既有文献中的方法进行了对比。仿真结果显示，单元列车追踪间距可由普通MPC方法下的10 m减小至本方法下的5.05 m,其缩短幅度达到49.5%。实验结果表明，所提出的RMPC方法及其优化算法能够在保证安全运行的前提下缩短虚拟编组单元列车追踪间距。

• 单位
  电子信息工程学院; 轨道交通控制与安全国家重点实验室; 北京交通大学; 中国铁道科学研究院集团有限公司