基于數(shù)據(jù)挖掘的列車智能駕駛模型研究.pdf

1、城市軌道交通因其高效、經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，在解決當今城市交通擁堵、能源消耗、環(huán)境污染等問題上具有不可替代的巨大作用。列車自動駕駛(ATO，Automatic Train Operation)系統(tǒng)作為代替司機駕駛的重要設備，能夠實時控制列車運行，對列車運行能耗、乘客舒適性、運行時間、停車精度等性能指標有直接的影響。在發(fā)展綠色經(jīng)濟，倡導低碳生活的今天，研究更好的列車駕駛模型對于降低城市軌道交通降低運營成本和提高運輸效率具有重要的現(xiàn)實意義

2、。
　　根據(jù)觀察地鐵司機的駕駛策略和分析駕駛數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有經(jīng)驗的司機只需要幾次改變手柄就可以把列車正點、精確地停到指定位置，而且惰行多、能耗低，乘坐舒適度也較高。基于此，本文首次提出了基于人工駕駛數(shù)據(jù)的控制思想，利用數(shù)據(jù)挖掘方法，結合專家知識經(jīng)驗，以實現(xiàn)列車運行的多目標控制。本文的列車智能駕駛(ITO，Intelligent Train Operation)模型主要從以下幾個方面進行了研究:
　　首先，根據(jù)采集的北京地鐵亦莊線

3、現(xiàn)場數(shù)據(jù)，結合運行時間誤差、停車誤差、控制器切換次數(shù)、單位質量能耗和沖擊率五個性能指標，篩選出優(yōu)秀的人工駕駛數(shù)據(jù)，建立人工駕駛標準數(shù)據(jù)庫。
　　其次，詳細介紹了本文使用的數(shù)據(jù)挖掘算法，并分別利用兩種回歸算法(B-CART和L-CART)和三種分類算法(KNN、B-CART和A-CART)對連續(xù)手柄位列車和離散手柄位列車數(shù)據(jù)進行挖掘，挖掘出優(yōu)秀司機的駕駛策略，同時描述了專家知識經(jīng)驗和啟發(fā)式停車算法。通過MATLAB軟件，搭建了列車運

4、行控制系統(tǒng)Simulink仿真模型和圖形用戶界面(GUI)，統(tǒng)稱列車智能駕駛模型仿真平臺。
　　最后，借助搭建的仿真平臺，利用亦莊線實際線路數(shù)據(jù)，對本文智能駕駛模型進行了仿真，仿真結果顯示列車運行平穩(wěn)，且符合司機駕駛規(guī)律，對比PID控制的結果表明，智能駕駛模型能夠降低列車運行能耗、提高乘客舒適度，同時能滿足運營時間和停車精度要求。相比于人工駕駛的平均水平，智能駕駛模型也略好。對于連續(xù)手柄位列車，L-CART算法效果優(yōu)于B-CART