基于離散狀態(tài)的高速列車自動(dòng)運(yùn)行控制算法的研究.pdf

1、隨著鐵路高速化、高密度化、自動(dòng)化、智能化需求的不斷提高，以及人們對列車自動(dòng)運(yùn)行代替人工運(yùn)行改善列車運(yùn)營性能的重視，開發(fā)和研究以安全、準(zhǔn)時(shí)、舒適、合理、節(jié)能為目標(biāo)的列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)(ATO-Automatic Train Operation)，具有廣泛的研究前景與應(yīng)用價(jià)值。
　　列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)自動(dòng)完成對列車的啟動(dòng)、牽引、惰行和制動(dòng)，模擬人工運(yùn)行時(shí)最佳駕駛員的駕駛，提高列車的運(yùn)行效率，提高列車的運(yùn)行舒適度，節(jié)省能源消耗，使列車按最佳

2、工況正點(diǎn)、安全、平穩(wěn)的高質(zhì)量運(yùn)行。
　　通過利用先進(jìn)的列車自動(dòng)運(yùn)行控制算法，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以獲得合理、優(yōu)化的列車操縱指導(dǎo)列車安全準(zhǔn)時(shí)的自動(dòng)運(yùn)行，使旅客乘車更加舒適。同時(shí)，減輕由人工運(yùn)行所帶來的駕駛員疲勞，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加人性化。
　　本文首先介紹了列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)及其功能、結(jié)構(gòu)、原理，總結(jié)了國內(nèi)外列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)和控制算法的研究現(xiàn)狀，并指出本文研究的實(shí)際及理論意義。通過對運(yùn)行區(qū)間進(jìn)行離散化，結(jié)合列車的動(dòng)力學(xué)特性，基于離

3、散區(qū)間的列車運(yùn)行狀態(tài)控制進(jìn)行了列車自動(dòng)運(yùn)行控制算法設(shè)計(jì)，構(gòu)建了ATO決策樹算法控制模型。針對傳統(tǒng)控制中，局部與全局控制特性，引入了滑動(dòng)窗體控制的方法，提出了滑動(dòng)窗體控制下的ATO算法模型，并利用數(shù)學(xué)語言形式對提出的兩種算法模型進(jìn)行了詳細(xì)的描述。從優(yōu)化操縱角度，進(jìn)行了算法的復(fù)雜度和可優(yōu)化性分析，給出了算法設(shè)計(jì)的程序流程。以具體高速列車牽引制動(dòng)特性及線路條件為實(shí)例，按照快速啟動(dòng)快速制動(dòng)模式曲線及定點(diǎn)停車模式曲線為目標(biāo)運(yùn)行曲線，進(jìn)行了算法仿真