基于遺傳算法的軌道交通ATO控制系統(tǒng)研究.pdf

1、城市軌道交通作為效率最高的城市客運(yùn)手段逐年受到越來越多的重視。我國各個(gè)城市的城市軌道交通建設(shè)正如火如荼的進(jìn)行中。列車自動(dòng)運(yùn)行(Automatic Train Operation，ATO)系統(tǒng)能代替司機(jī)控制列車運(yùn)行，優(yōu)秀的ATO系統(tǒng)能提高列車的行車效率和安全性，并能降低能耗。本文旨在設(shè)計(jì)出能控制列車安全、節(jié)能、準(zhǔn)時(shí)、高效、舒適運(yùn)行的優(yōu)秀的ATO控制系統(tǒng)。
　　 現(xiàn)有的ATO控制算法的研究大都是基于兩站之間只有一輛列車行駛，即站間限

2、速全部已知的情況。本文針對(duì)站間有多輛列車運(yùn)行這種更接近實(shí)際的情況，設(shè)計(jì)了適用于站間限速部分已知情況下的ATO控制算法。本文通過對(duì)比各種ATO控制策略的控制性能，提出了最優(yōu)的控制策略:加速時(shí)用最大牽引力，減速時(shí)用最大制動(dòng)力，平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)采用惰行——牽引交替的運(yùn)行策略。算法的關(guān)鍵在于惰行和牽引的切換點(diǎn)的確定。本文的ATO算法在功能上分為兩層:搜索層采用遺傳算法搜索上述策略中的最優(yōu)的惰行起始點(diǎn)和牽引起始點(diǎn)位置，搜索結(jié)果為一個(gè)位置序列，其中奇數(shù)位

3、代表情行工況起始點(diǎn)，偶數(shù)位代表牽引工況起始點(diǎn);防護(hù)層按照搜索層得到的工況預(yù)測列車的運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整運(yùn)行工況，防止列車超速。為了滿足不同區(qū)間長度和不同時(shí)刻表時(shí)間的要求，搜索層采用變長度染色體遺傳算法，較基本遺傳算法的操作步驟增加了基因復(fù)制和基因刪除兩個(gè)步驟。為了改善適應(yīng)度函數(shù)，本文提出了新穎的性能指標(biāo)，使搜索結(jié)果更優(yōu)秀。
　　 因?yàn)樵谶z傳算法的搜索過程中需要用到列車模型來預(yù)測列車在控制策略下的行為，以判定控制策略的優(yōu)劣，所以本文利用