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龙图腾网获悉石家庄铁道大学申请的专利一种三万吨级重载列车虚拟编组协同控制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：CN121201157B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27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：202511761405.1，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种三万吨级重载列车虚拟编组协同控制方法是由王美琪;王晨曦;刘鹏飞;王瑞晨;戚壮;郝如江;杨绍普设计研发完成，并于2025-11-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种三万吨级重载列车虚拟编组协同控制方法在说明书摘要公布了：本发明属于重载列车控制技术领域，提出了一种三万吨级重载列车虚拟编组协同控制方法，包括如下步骤：建立基于前后列车的领导者和跟随者虚拟编组模型；获取编组内列车的运行状态信息，包括列车间的相对距离、相对速度和相对加速度；基于所述运行状态信息，通过滑模控制器计算控制指令，所述滑模控制器的滑模面参数和趋近律参数通过平衡优化器算法进行优化；根据所述控制指令对跟随列车进行控制，使编组内列车在保持最小安全间距的前提下实现协同巡航运行。通过上述技术方案，保证了安全间距的前提下，提升了编组形成的收敛速度、抑制了纵向冲动、增强了系统抗干扰能力，最终实现了重载列车虚拟编组的高效、稳定和安全协同运行。

本发明授权一种三万吨级重载列车虚拟编组协同控制方法在权利要求书中公布了：1.一种三万吨级重载列车虚拟编组协同控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 建立基于前后列车的领导者和跟随者虚拟编组模型；获取编组内列车的运行状态信息，包括列车间的相对距离、相对速度和相对加速度； 基于所述运行状态信息，通过滑模控制器计算控制指令，所述滑模控制器的滑模面参数和趋近律参数通过平衡优化器算法进行自整定； 根据所述控制指令对跟随列车进行控制，使编组内列车在保持最小安全间距的前提下实现协同巡航运行； 所述滑模控制器的建立包括如下步骤： 定义误差模型，构造积分型滑模面，并建立等效控制律与指数趋近律相结合的滑模控制律； 所述滑模控制器的滑模面参数和趋近律参数通过平衡优化器算法进行自整定，包括如下步骤： S1、随机初始化种群，确定种群数量M和最大的迭代次数Tmax； S2、计算当前种群粒子在新位置的适应度值，选取前四个最优个体及其平均值来构建平衡池； S3、采用平衡池、指数项和生成速率来更新种群；利用平衡池中的个体信息更新当前个体的位置； S4、重新计算更新后个体的适应度值，更新当前最优解； S5、如果满足终止条件，则输出结果；如果不满足，则返回至步骤S2继续迭代搜索； 所述适应度值的计算公式如下所示： ； ； 式中：ω1、ω2、ω3、ω4、ω5为权重系数，et为系统的误差；at为列车加速度；vt为列车相邻编组的速度变化差；st为列车达到目标编组间距的响应时间；Psafet为安全距离惩罚项，dt为t时刻列车间距，dsafe为安全距离阈值；K为惩罚系数。

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