利用應(yīng)答器信息的在線學(xué)習(xí)停車算法.pdf

1、列車自動停車控制是列車自動駕駛(ATO)的重要組成功能之一。近幾年，由于地鐵車站加裝了屏蔽門，工程應(yīng)用對停車控制的準(zhǔn)確性提出了新的要求，使得停車控制問題成為學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用的熱門問題。然而，現(xiàn)有的解決辦法時有發(fā)生屏蔽門與車門無法正常對位而影響乘客快速、安全換乘的情況，其需要周期頻繁地變化控制器輸出會過度耗損列車制動系統(tǒng)的使用壽命，從而增加列車運營的成本。本文從以下幾個方面對列車自動停車控制問題展開研究：
　?、鸥鶕?jù)外界環(huán)境因素和

2、列車制動特性，提出了影響列車停車準(zhǔn)確性的幾種因素，包括列車進(jìn)站初始速度、制動系統(tǒng)時滯、制動系統(tǒng)時間常數(shù)、列車制動性能和列車基本阻力。根據(jù)停車過程的階段性和反復(fù)性等特點，將強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于停車控制，通過制定在線學(xué)習(xí)策略（啟發(fā)式學(xué)習(xí)策略、梯度下降學(xué)習(xí)策略和牛頓學(xué)習(xí)策略），使得控制器能夠通過歷史數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)以提高控制性能。借鑒Monte Carlo和TD兩種強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，通過不斷試錯的方式，搜索和探索最優(yōu)控制策略，從而實現(xiàn)精確停車控制，以滿足±

3、30cm的停車需求。文中提出的學(xué)習(xí)算法借助站內(nèi)布置的停車應(yīng)答器的精確定位信息，可以有效避免列車自助定位設(shè)備累積誤差對停車控制的影響，并且也有效的降低了控制器的變化頻率，從而提高了停車準(zhǔn)確性和制動系統(tǒng)的使用壽命。
　?、仆ㄟ^現(xiàn)有地鐵線路的運行數(shù)據(jù)，搭建了列車自動停車控制仿真平臺。該平臺能夠模擬停車過程中的幾種影響因素，通過編程實現(xiàn)GUI控制界面，可以方便的選擇不同的控制算法、設(shè)定實驗環(huán)境參數(shù)和模擬條件。通過用戶設(shè)置，平臺能夠自動進(jìn)行

4、多次仿真測試，并顯示控制性能指標(biāo)，根據(jù)需要繪制仿真結(jié)果。借助Virtual Reality工具箱，可以實時顯示列車運行3D動畫，給研究工作帶來了極大便利。
　?、墙柚罱ǖ姆抡嫫脚_對三種算法（PID、Monte Carlo和TD）進(jìn)行大量的仿真實驗測試，盡可能接近實際運營過程中的干擾情況。文中設(shè)定了仿真標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境和確立了評估標(biāo)準(zhǔn)，以便評估算法的適應(yīng)性和可用性。仿真實驗結(jié)果表明，相對于傳統(tǒng)的PID方法，對于系統(tǒng)時滯和進(jìn)站初始速度變化情