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龙图腾网获悉北京交通大学申请的专利一种虚拟编组列车分层协同控制系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116620359B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310615297.1，技术领域涉及：B61L23/18；该发明授权一种虚拟编组列车分层协同控制系统及方法是由刘宏杰;罗啸林;唐涛;郎颖辉;张艳兵;韩笑;肖骁;杨旭文;柴铭;宿帅;吕继东设计研发完成，并于2023-05-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种虚拟编组列车分层协同控制系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种虚拟编组列车分层协同控制系统及方法，属于轨道交通信号控制技术领域。电子地图处理模块根据列车运行计划信息查询列车运行全程的轨道线路信息，形成虚拟编组列车的轨道线路运行数据，推荐驾驶曲线规划模块根据虚拟编组列车的轨道线路运行数据，将虚拟编组列车视作一个整体，协同规划虚拟编组列车中所有列车单元的推荐驾驶曲线，实时追踪控制模块基于虚拟编组列车的轨道线路运行数据，控制列车单元按照各自的推荐驾驶曲线运行，实现虚拟编组列车同步运行的预期目标。本发明考虑虚拟编组列车整体同步运行的目标，对所有列车单元的控制行为进行统一规划管理，极大地提高虚拟编组列车的追踪效率。

本发明授权一种虚拟编组列车分层协同控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种虚拟编组列车分层协同控制系统，其特征在于，包括：信息交互模块、电子地图处理模块、推荐驾驶曲线规划模块和多个实时追踪控制模块； 一个虚拟编组列车单元对应一个实时追踪控制模块； 信息交互模块与电子地图处理模块连接；所述信息交互模块用于从列车自动运行监控系统获取列车运行计划信息，并将列车运行计划信息输出至电子地图处理模块； 电子地图处理模块分别与推荐驾驶曲线规划模块和多个实时追踪控制模块连接；所述电子地图处理模块用于储存轨道线路信息，并根据列车运行计划信息查询列车运行全程的轨道线路信息，形成虚拟编组列车的轨道线路运行数据，同时输出至推荐驾驶曲线规划模块和多个实时追踪控制模块； 推荐驾驶曲线规划模块与多个实时追踪控制模块连接；所述推荐驾驶曲线规划模块用于根据虚拟编组列车的轨道线路运行数据，将虚拟编组列车视作一个整体，协同规划虚拟编组列车中所有列车单元的推荐驾驶曲线，并将推荐驾驶曲线发送给每个列车单元的实时追踪控制模块； 所述实时追踪控制模块用于基于虚拟编组列车的轨道线路运行数据，控制列车单元按照各自的推荐驾驶曲线运行，实现虚拟编组列车同步运行的预期目标； 所述推荐驾驶曲线规划模块在根据虚拟编组列车的轨道线路运行数据，将虚拟编组列车视作一个整体，协同规划虚拟编组列车中所有列车单元的推荐驾驶曲线方面，具体包括： 基于虚拟编组列车站间的轨道线路运行数据，采用序列二次规划法、积极集法、启发式算法或强化学习算法求解虚拟编组列车站间协同运行优化数学模型，获得虚拟编组列车运行计划站间全程的控制加速度序列；所述虚拟编组列车站间协同运行优化数学模型为： s.t.vik≤vEBIsik umin≤uik≤umax jmin≤uik+1-uik≤jmax dk≤s1k-L-s2k vik≤V i＝1,2 k＝1,2,...,n-1,n 其中，Q1,Q2,Q3,Q4分别为准点停车、准点运行、同步发车和同步停车指标的优化权重系数，和为领航列车和跟随列车的规划仿真停车点位，和为领航列车和跟随列车的实际目标停车点位，和为领航列车和跟随列车的规划仿真停车时刻，和为领航列车和跟随列车的初始发车时刻，Tg为站间规定运行时间；表示规划仿真的区间运行时间；i＝1,2分别为领航列车和跟随列车；n代表虚拟编组列车站间总运行时刻；uik、uik+1表示列车单元在k时刻、k+1时刻控制加速度；Ui表示列车单元在站间运行时每一时刻的控制加速度集合；s1k和s2k分别表示领航列车和跟随列车的在k时刻的车头位置；vik表示列车单元在k时刻的速度；umin和umax表示列车单元控制加速度极限值；jmin和jmax表示列车单元冲击率的极限值；dk表示列车最小追踪间距；L为列车单元长度；V表示轨道线路限速，vEBIsik表示k时刻的紧急制动干预速度； 根据所述控制加速度序列，利用列车动力学方程获得列车单元运行计划站间全程的位置、速度和加速度，从而确定虚拟编组列车中每个列车单元站间的推荐驾驶曲线；所述列车动力学方程为： aik+1＝uik+gisik,vik； vik+1＝vik+τaik； 其中，aik、aik+1分别表示k时刻、k+1时刻的合加速度，vik、vik+1分别表示k时刻、k+1时刻的速度，sik、sik+1分别表示k时刻、k+1时刻的位置，τ表示时间计算步长，gisik,vik表示运行阻力与列车单元当前位置和速度相关函数。

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