检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：侯赞北京交通大学

学位级别：硕士

列车自动驾驶(ATO)已经成为轨道交通发展的重要目标之一,近期的多条地铁线路均采用了列车自动驾驶技术,如何评价ATO系统的性能显得至关重要。列车的优化操纵寻找一个优化的列车驾驶策略,能够在保证列车安全、正点、运行过程舒适的同时,... 详细信息

列车自动驾驶(ATO)已经成为轨道交通发展的重要目标之一,近期的多条地铁线路均采用了列车自动驾驶技术,如何评价ATO系统的性能显得至关重要。列车的优化操纵寻找一个优化的列车驾驶策略,能够在保证列车安全、正点、运行过程舒适的同时,使得能耗和运行时间达到铁路运营部门的要求。本文首先对列车自动驾驶过程中的停车精度、准时性、舒适性、能耗等相关要素进行了分析,结合模糊隶属度函数,制定了各个要素的评价方法。然后将各个指标的评价方法综合成为统一的ATO性能评价方法。为了更好的应用该方法对ATO的综合性能进行评价,本文利用MATLAB进行了软件开发,对北京地铁亦庄线ATO系统的综合性能进行了评价,收到了很好的效果。针对列车运行过程中的多目标优化问题,本文建立了列车优化操纵模型,对列车运行过程中的典型情况进行了工况转换分析。分别运用加权遗传算法和Pareto多目标优化算法进行了求解,并且运用北京地铁亦庄线的实际数据进行了仿真验证,结果表明两种算法节能效果明显,准时性和舒适性都满足要求,同时牵引制动切换次数也控制在一个很好的范围内。对比分析两种算法, Pareto多目标优化算法迭代次数更多,程序运行所需要的时间更长,但结果更优化。

关键词：列车自动驾驶综合性能评价多目标优化算法列车优化操纵列车仿真

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多车协同优化操纵理论及其应用研究

多车协同优化操纵理论及其应用研究

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作者：周鹏北京交通大学

学位级别：博士

在我国西北煤炭产区,从坑口到集装站或坑口电厂的运输线路极其复杂(坡道长坡度大100‰),传统铁路难以适应,公路运输成本高且污染严重。为此,科技部设立了“十一五”国家科技支撑计划重大专项,研究适应复杂线路且节能环保的新型轨道交通... 详细信息

在我国西北煤炭产区,从坑口到集装站或坑口电厂的运输线路极其复杂(坡道长坡度大100‰),传统铁路难以适应,公路运输成本高且污染严重。为此,科技部设立了“十一五”国家科技支撑计划重大专项,研究适应复杂线路且节能环保的新型轨道交通运输系统技术。以惰行为主要节能手段且仅针对单车的传统列车优化操纵理论已经无法适应如此复杂的线路,而且,高度复杂的线路更加不利于列车的安全追踪。为此,研究以再生制动及多车协同节能为主要技术手段且满足列车安全追踪约束的列车优化操纵理论与方法具有理论意义和应用价值。本文以“十一五”国家科技支撑计划项目为背景,研究基于再生制动且满足列车安全追踪约束的多车协同列车优化操纵理论与方法,并依托试验线开展应用研究。主要工作如下：第一,研究了复杂线路条件下基于再生制动的单车优化操纵问题。针对几种典型复杂线路,给出了相应的基于再生制动的单车节能优化操纵方法；基于再生能被完全利用的假设,给出了满足时间约束的列车再生效率的下界,同时给出了典型复杂线路条件下基于再生制动的单车节能优化操纵方法的更节能的理论证明。针对几种典型复杂线路,以节约能源和时间为目标,得到了基于再生制动的单车多目标最优操纵方法。第二,研究了复杂线路条件下基于再生制动的多车协同优化操纵问题。分析了几种典型复杂线路条件下再生能被完全利用的可行性,为研究基于再生制动的多车协同优化操纵方法奠定了技术基础。研究了满足安全约束的多车多目标节能调度指挥方法,建立了列车柔性运行时间约束模型,在此基础上,得到了满足柔性时间及安全约束的多车协同优化操纵算法。第三,以试验线为背景研制了多车协同优化操纵系统并完成了测试验证。根据试验线的需求,研制了相应的多车协同优化操纵系统；根据试验线的数据,建立了列车等效能耗的数学模型,在此基础上,以试验线为背景开展了应用研究,结果表明,复杂线路条件下,基于再生制动且满足柔性时间和安全约束的多车协同优化操纵方法在大幅度降低吨公里能耗的同时提高了运输系统的单位时间运量。

关键词：列车优化操纵多车协同安全约束再生制动 100‰极陡坡

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基于遗传算法的列车节能操纵曲线寻优

基于遗传算法的列车节能操纵曲线寻优

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作者：李波西南交通大学

学位级别：硕士

能源是社会经济发展的基础，在能源日益紧缺的今天，铁路部门作为国民经济中能耗最大的单位之一，其节能问题的研究具有重要意义。在既定的运行图、编组等条件下，同一列列车在规定时间内，完成规定运输距离，也存在着不同的操纵方法，... 详细信息

能源是社会经济发展的基础，在能源日益紧缺的今天，铁路部门作为国民经济中能耗最大的单位之一，其节能问题的研究具有重要意义。在既定的运行图、编组等条件下，同一列列车在规定时间内，完成规定运输距离，也存在着不同的操纵方法，不同的操纵方法会直接导致能量消耗不同，找到能耗最小的列车操纵方案就成为重要的研究课题。本文在牵引计算及列车运行动力学方程的基础上，结合列车在运行过程中的要求，建立以能耗、时分误差、限速等为目标的列车节能控制模型，利用实数遗传算法，通过软件编程来实现对列车节能方案的研究，主要研究内容如下：论文首先介绍了列车节能控制的研究背景，通过对国内外研究发展现状的论述，说明遗传算法能够在全局范围内搜索并得到最优解。第二：讨论列车运行的安全和节能问题，其中包括列车的平稳起动、途中运行和停车制动三个方面。在保证列车安全、准点运行的条件下进行列车的节能操纵曲线寻优。第三：介绍了遗传算法的相关理论，遗传算法的基本理论中主要介绍其编码机制、选择算子、交叉算子、变异算子、适应度函数及相关约束条件的处理等；同时证明了采用最优个体保存策略可以解决算法的收敛性问题。此外，还分析了遗传算法的优点和不足，指出遗传算法的特点能够保证它完成列车优化操作曲线的寻优工作。第四：以牵引计算的知识为基础，给出列车节能控制的策略，建立求取列车节能曲线的模型，并对寻优参数的设置给出说明；接下来分别介绍程序的五个主要模块：初始数据输入模块、停车制动模块、牵引计算模块、适应度计算模块、遗传迭代模块等。本文的创新点在于：采用了改进的实数遗传算法，以保证整个寻优过程的收敛，程序支持任意长度线路的操纵曲线寻优；考虑了较为全面的约束条件，引入数学中的惩罚函数法，按照约束在寻优过程中的不同作用，给予相应的惩罚系数，来体现它们在目标函数中的权重；与应用遗传算法求取列车操纵曲线的其它程序相比，本文在操纵序列的选择中引入了动力制动工况，较为全面的反映了司机的操纵情况；特别的是以往的寻优计算，只能在简单的坡道上进行，而本文所采用的坡道是复杂坡道。最后进行节能优化模式曲线的相关计算，分析了运行时间、操纵序列、迭代初值、交叉概率、变异概率等因素对列车节能操纵曲线寻优的影响，给出验证实例。

关键词：列车优化操纵实数遗传算法 VisualBasic编程节能控制模型

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基于遗传算法和模糊专家系统的列车优化控制

基于遗传算法和模糊专家系统的列车优化控制

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作者：何庆西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国高速铁路的发展,列车运行速度和运输密度不断提高,以及单司机乘务员制度的实行和运行区间的加大,传统的人工驾驶方式已难以满足驾驶要求。在此背景下,开发智能高效的列车辅助驾驶系统显得尤为重要。列车辅助驾驶系统利用了先进... 详细信息

随着我国高速铁路的发展,列车运行速度和运输密度不断提高,以及单司机乘务员制度的实行和运行区间的加大,传统的人工驾驶方式已难以满足驾驶要求。在此背景下,开发智能高效的列车辅助驾驶系统显得尤为重要。列车辅助驾驶系统利用了先进的计算机技术对运行过程进行模拟计算和预测仿真,获得了合理、优化的操纵方案。运行结果显示,此辅助驾驶系统不仅可以在线指导司机安全行车,还可以有效地提高乘客的舒适度和节约能耗。研究开发列车辅助驾驶系统是当前人工驾驶强有力的支持,也是我国铁路向列车自动驾驶发展的必然需求。本文通过对列车优化操纵方法的研究确定了基本操纵策略和评判函数,构建了模糊专家系统对列车操纵进行在线指导,并通过离线遗传算法对列车操纵序列进行再优化,在实践应用中取得了良好的效果。主要研究内容如下: (1)在前人工作的基础上分别从节能、准点和舒适度三个方面对列车操纵策略进行了阐述和分析,针对复杂的列车操纵过程给出了自己的见解,分别提出了实用而计算简便的相关评价函数。 (2)通过对列车运行状态的分析,提出了在线模糊专家系统的解决方案。根据优秀司机经验建立了专家知识库和规则库,确立了系统输入输出变量,构建了专家系统推理机,在基于离散事件触发的模式下建立了专家系统推理机制。 (3)对列车优化操纵问题建模,提出“关键点”的概念并以“关键点”控制表的方式描述列车站与站之间运行的操纵策略。首先把列车操纵中所有“关键点”作为染色体进行编码,然后对于列车操纵问题提出了基于遗传算法的全局优化方法。通过比较遗传优化前和优化后的操纵结果可以看出,遗传算法优化结果更能满足列车能耗,准点和舒适度这三个要求。 (4)综合本文所提出的在线模糊专家系统,设计并实现了一个功能完善的列车辅助驾驶系统。该系统在模拟器上得到了试运行,结果显示,它能有效的指导司机驾驶列车,基本达到列车辅助驾驶的要求。本文的研究成果为实现列车自动驾驶奠定了基础,对我国早日实现具有自主知识产权的列车自动驾驶系统具有重要的现实意义。

关键词：列车优化操纵列车辅助驾驶模糊专家系统遗传算法

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基于模糊预测控制的列车自动驾驶系统研究

基于模糊预测控制的列车自动驾驶系统研究

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作者：康太平西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国铁路客运专线建设的发展,列车运行速度不断提高,密度不断加大,人工驾驶模式已难以满足要求。列车自动驾驶技术利用先进的计算机、通信、控制技术、信号技术以及人工智能理论,集成为一个自动化水平很高的列车运行自动控制系统,... 详细信息

随着我国铁路客运专线建设的发展,列车运行速度不断提高,密度不断加大,人工驾驶模式已难以满足要求。列车自动驾驶技术利用先进的计算机、通信、控制技术、信号技术以及人工智能理论,集成为一个自动化水平很高的列车运行自动控制系统,自动控制列车加速、减速,实现列车自动运行。列车运行是一个典型的复杂、多目标、大滞后、非线性系统,很难找到精确的数学模型和最优解。模糊预测控制是在模糊逻辑和预测控制的研究和应用基础上发展起来的一类新型控制算法,更符合人类的控制思想,对被控过程模型要求不高,可以满足列车运行的高品质的控制要求。本文在总结了国内外的列车自动驾驶技术、模糊预测控制技术和列车自动控制算法的研究现状的基础上,对模糊预测控制在列车自动驾驶系统中的应用和仿真进行了深入研究。在详细研究了牵引计算模型、列车自动驾驶理论、列车运行模型的基础上,给出了列车运行线路数据处理方法、列车自动驾驶优化的操作原则和操纵策略;将模糊预测控制理论运用于列车自动驾驶系统,给出了具体的控制算法和模糊评判函数;对列车自动驾驶系统进行了仿真研究,设计了相应的仿真软件,对列车运行各阶段进行了仿真,仿真计算结果与优秀司机操纵列车的实际结果非常接近。将模糊预测控制应用于列车自动驾驶系统,既充实了模糊预测控制理论,又为实现列车运行过程的高品质控制提供了一种新方法。对列车自动驾驶系统的仿真结果表明:在列车自动驾驶系统中,采用模糊预测控制技术可以保证列车高质量地运行。

关键词：列车自动驾驶模糊控制预测控制列车优化操纵控制算法

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虚拟现实技术在列车操纵培训中的应用

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甘肃科技 2006年第6期22卷 43-44页

作者：王润国兰州交通大学铁道校区甘肃兰州730000

本文简要介绍了虚拟现实技术的特点,和以此为基础开发出的列车驾驶模拟器的基本构成、作用,并介绍了在列车司机培训过程中的具体应用和优势。

关键词：虚拟现实技术列车驾驶模拟器列车优化操纵

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列车自动驾驶模式仿真研究

列车自动驾驶模式仿真研究

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作者：崔世文西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国高速铁路的发展,列车运行速度和运输密度不断提高,传统的人工驾驶方式已难以满足要求。而列车自动驾驶系统利用先进的计算机技术对运行过程进行模拟计算和仿真,并获得合理、优化的操纵方案,其结果不仅可以保证列车运行的安全性... 详细信息

随着我国高速铁路的发展,列车运行速度和运输密度不断提高,传统的人工驾驶方式已难以满足要求。而列车自动驾驶系统利用先进的计算机技术对运行过程进行模拟计算和仿真,并获得合理、优化的操纵方案,其结果不仅可以保证列车运行的安全性和旅客乘车的舒适性,还可以有效地提高区间通过速度和节约能耗。自动驾驶取代人工驾驶是铁路发展的必然趋势。本文通过对列车优化操纵方法的研究确定了自动驾驶的基本策略,深入研究了预测控制理论并将其用于确定自动驾驶操纵方案,取得了良好的效果。主要研究内容如下: (1) 总结了列车运行时工况转换规则,为选择合理的操纵方案提供了依据。分析列车能耗构成及各部分的计算方法,提出了实现节能操纵的两个原则:降低运行速度的不均匀性和增加惰行时间。 (2) 在大量司机操纵经验和列车操纵结果的基础上提出了不同情况下的自动驾驶策略。对坡道、限速进行了分类,并分别给出了不同类型坡道和限速情况下列车操纵的基本策略。解释了过低速度形成的原因,并给出了相应的解决方法。确定了实现最大能力操纵的基本策略和实现正点操纵的一般方法。 (3) 利用预测控制的方法确定列车未来一段时间内的运行情况,在避免超速、确定出坡速度、通过低限速点等复杂操纵问题上取得了良好的效果,选取的操纵方案更加合理、优化。 (4) 综合本文所提出的各种自动驾驶策略及方法,设计并实现了一个功能完善的列车自动驾驶仿真系统。对实现正点运行的过程进行了详细说明,仿真得到的运行时分与给定的列车运行时刻表几乎完全相同。仿真系统的输出结果证明了本文所给出的优化操纵方法、自动驾驶策略、预测控制算法等的正确性。本文的研究成果为列车在线自动驾驶系统的研究与开发奠定了基础,对我国早日实现列车自动驾驶具有重要的现实意义。

关键词：列车自动驾驶列车优化操纵节能正点预测控制

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列车操纵优化及遗传算法的应用研究

列车操纵优化及遗传算法的应用研究

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作者：苟先太西南交通大学

学位级别：硕士

该文给出了一个完整的列车操纵优化计算仿真实例.通过将列车运行区间划分为一序列子区间,列车操纵优化计算被分为两部分,即局部优化计算和全局优化计算;通过分析列车优化操纵基本原理得出了一些寻优策略和满意优化算法;通过分析子区间... 详细信息

该文给出了一个完整的列车操纵优化计算仿真实例.通过将列车运行区间划分为一序列子区间,列车操纵优化计算被分为两部分,即局部优化计算和全局优化计算;通过分析列车优化操纵基本原理得出了一些寻优策略和满意优化算法;通过分析子区间上的局部仿真优化计算结果得出了列车在子区间上的局部优化操纵规律.

关键词：列车优化操纵优化计算遗传算法有约束优化

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