智轨电车虚拟联挂系统架构与控制技术研究

作     者：袁希文 何川 黄强 张新锐 黄瑞鹏 肖磊 YUAN Xiwen;HE Chuan;HUANG Qiang;ZHANG Xinrui;HUANG Ruipeng;XIAO Lei

作者机构：中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001 湖南中车智行科技有限公司湖南长沙410006 

出 版 物：《控制与信息技术》 (CONTROL AND INFORMATION TECHNOLOGY)

年 卷 期：2024年第3期

页      面：12-20页

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFB4300400) 

主　　题：智轨电车 虚拟联挂 最优控制 车车通信 安全制动模型 多目标控制 

摘      要：潮汐客流、瞬时大客流和共线运行等场景要求智轨电车增加编组以提升载客量,然而传统机械式物理编组操作繁琐、无法灵活调节。为此,文章提出一种基于车辆安全制动模型并考虑多控制目标的智轨虚拟联挂系统架构,研究其安全制动模型与协同控制模型,并通过设计协同规划目标函数与约束条件,实时计算出跟随车保持最小安全间距条件下的速度、加速度和牵引/制动力百分比。仿真及实车试验结果显示,当智轨虚拟编组运行车速达45 km/h时,编组车辆间距小于5 m、到站时间差小于3 s、前后车停车时间差小于0.5 s以及跟随车冲击率不超过0.4 m/s^(3),牵引与制动工况切换平稳,能有效实现编组准时、精准、舒适和节能运行。该技术为后续智轨虚拟联挂编组批量应用奠定了坚实的基础。