高速列車運行過程的多目標優(yōu)化研究.pdf

1、高速鐵路在社會發(fā)展、經(jīng)濟增長中起著至關(guān)重要的作用。隨著我國高速列車運行速度提高和路網(wǎng)密度的增加，鐵路運輸?shù)哪茉聪囊舱紦?jù)了越來越大的比例，同時客運列車需要滿足安全、準點、節(jié)能和舒適等多個目標要求，高速高密度的發(fā)展對于列車運行操縱方法的要求也在不斷提高。目前對于高速列車運行過程的數(shù)學建模以及運行優(yōu)化算法等方面均存在需要解決的問題，因此對運行過程復雜、運行環(huán)境多變的高速列車進行建模分析，研究不同條件下的高速列車多目標優(yōu)化策略，具有重要的理論

2、參考價值及現(xiàn)實意義。本文的主要研究工作如下:
　　(1)深入研究了高速列車運行過程計算、列車操縱策略及各優(yōu)化目標數(shù)學描述。建立多質(zhì)點的高速列車動力學模型，詳細分析了列車各運行工況下的受力計算方法，為操縱優(yōu)化提供力學基礎(chǔ);總結(jié)了高速列車操縱策略及工況轉(zhuǎn)換原則，在證明了操縱優(yōu)化問題中最優(yōu)解存在性的基礎(chǔ)上，對列車優(yōu)化操縱問題進行數(shù)學描述，并給出準點、節(jié)能、舒適各目標的評價函數(shù)。
　　(2)在建立高速列車運行的多目標優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上

3、，研究了基于多種群遺傳算法的單列高速列車運行操縱與優(yōu)化。詳述了多目標優(yōu)化問題及其求解方法，結(jié)合多種群遺傳算法具有收斂性好、搜索效率高的特點，設(shè)計了算法編碼、初始化及遺傳操作等詳細求解流程，根據(jù)既有線路數(shù)據(jù)和高速列車牽引特性參數(shù)對不同運行環(huán)境下進行了仿真實驗，并得到最優(yōu)操縱序列和列車速度距離曲線。
　　(3)針對高速鐵路大運量、高密度的發(fā)展趨勢，研究了移動閉塞系統(tǒng)高速列車追蹤運行的多目標優(yōu)化問題。根據(jù)移動閉塞系統(tǒng)原理對追蹤運行的動態(tài)