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手段逐年受到越來越多的重視。我國各個城市的城市軌道交通建設(shè)正如火如荼的進行中。列車自動運行(Automatic Train Operation，ATO)系統(tǒng)能代替司機控制列車運行，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)計出能控制列車安全、節(jié)能、準(zhǔn)時、高效、舒適運行的優(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。本文針對站間有多輛列車運行這種更接近實際的情況，設(shè)計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:加速時用最大牽引力，減速時用最大制動力，平穩(wěn)運行時采用惰行——牽引交替的運行策略。算法的關(guān)鍵在于惰行和牽引的切換點的確定。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)的惰行起始點和牽引起始點位置，搜索結(jié)果為一個位置序列，其中奇數(shù)位

3、代表情行工況起始點，偶數(shù)位代表牽引工況起始點;防護層按照搜索層得到的工況預(yù)測列車的運行狀態(tài)，調(diào)整運行工況，防止列車超速。為了滿足不同區(qū)間長度和不同時刻表時間的要求，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。
　　 因為在遺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