多目標列車自動運行控制策略研究與仿真.pdf

1、一直以來，鐵路運輸在我國的交通運輸中發(fā)揮著舉足輕重的作用。由于鐵路運輸能源消耗巨大，國內(nèi)外的學者針對列車節(jié)能問題進行了廣泛深入的研究。而隨著運輸壓力的不斷增大，除了盡可能降低列車能耗外，對于準時性，?？烤_性以及舒適度等運行指標的要求也不斷提高。這使得列車運行過程變成了一個多目標優(yōu)化問題，目標是求得一組控制策略，讓各個目標都能盡可能的達到一個最佳值。鑒于此，本文進行了以下研究工作:
　　以列車牽引計算理論為基礎，構建了列車動力學模

2、型，結合多目標優(yōu)化理論和方法，建立了列車運行過程的多目標模型。求解模型，得到列車最優(yōu)控制的必要條件以及列車運行過程中存在的四種相位，并討論了列車最優(yōu)控制策略的存在性。
　　列車在平直道、坡道以及彎道等局部線路的控制策略均有不同，而同類局部線路上列車控制策略類似?；谶@種思想，研究了列車在各局部線路上的走行情況，結合實際情況，分別求得了列車在平直道、坡道以及彎道線路上的局部控制策略，確定了相位轉換點位置。通過將各局部控制策略有機結合

3、，得到全局運行控制策略。
　　通過編碼設計，將包含相位轉換點位置信息的列車控制序列映射為染色體，使用多目標改進遺傳算法優(yōu)化行車策略。為提高算法性能，在種群賦值過程中加入了基于帳篷映射的混沌優(yōu)化方法，有效提高了算法的收斂性以及種群多樣性。設計了優(yōu)化算法中的選擇算子、變異算子、保優(yōu)算子等，并進一步設計了列車運行過程仿真計算模塊以及適應度函數(shù)，實現(xiàn)了對列車控制策略優(yōu)化的多目標改進遺傳算法。通過實例仿真表明，優(yōu)化后的行車策略在舒適度指標、