基于遗传算法的列车自动驾驶系统分析与实现

《基于遗传算法的列车自动驾驶系统分析与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北京交通大学硕士学位论文中文摘要中文摘要摘要：随着我国城市化进程的不断加快，城市规模越来越大，城市入口不断增多，现有的城市交通网络已经难以满足城市发展的要求。根据国际上大型城市交通发展的经验，轨道交通对于缓解城市交通压力，增加城市交通活力起着举足轻重的作用。在此背景下，因为列车自动驾驶(ATO)系统具有提高轨道交通运行效率，加快列车运行速度，保证行车安全的功能，开发高效智能的列车自动驾驶系统就显褥至关重要。遗传算法(GA)是先进的智能控制算法之一，是人们用来解决高度复杂问题的一个新思路和耨方法。遗传算法对于解决ATO系统这种多层标，环境变化复杂的控制系统问题其有

2、独特的优势。本文从列车自动驾驶系统的功能需求出发，提啦了基于遗传算法的列车翻动驾驶系统静控制算法，并且设计了列车自动驾驶系统的软件和硬件平台。最后对控制效果从仿真和实际测试两方面进行验证。主要研究内容如下：(1)通过对列车自动驾驶系统研究，总结列车基动驾驶系统的功能需求，并且对现有系统功能的不足和缺陷进行改进。在此基础上对列车自动驾驶系统的控制算法和结构进行设计。(2)设计列车自动驾驶算法。该工作从三方面进行：第一、分析列车操纵策略及各种指标模型：第二、利用遗传算法优化列车行驶目标曲线；第三、设计PID控制器跟踪目标曲线行车。最终实现对剜车的自动驾驶，达到ATO

3、行车指标要求。(3)设计列车自动驾驶系统。从硬件和软件两方面对列车自动驾驶系统进行设计。硬件系统豹设计主要跌总体方案、设备选型、车辆接弱设计三个方面进行说明。软件系统被分为子功能模块分别进行设计。(4)对列车自动驾驶系统控制效果逮行验证。验证的第一步是在实验室中利用计算机仿真对控制效果进行验证，测试功能是否能J下常实现。第二步是在实际线路上对ATO系统进行测试，验证ATO系统在实际线路上的控制效果。通过实验室仿真与现场测试验证了本文提出的ATO系统算法和设计方案能够基本达到列车自动驾驶要求，对ATO系统实用化具有重要的意义。关键词：列车囱动驾驶；遗传算法；系统设

4、计；功能验证分类号；U283．1北京交通大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：AsChina'surbanizationprocess，thecontinuingdevelopmentofcitysizeandincreaseoftheurbanpopulation，existingurbantrafficnetisunabletomeetthedemandsofcitytraffic．Accordingtotheinternationallarge-scaleurbantransportationdevelopingexperien

5、ce,UMTplaysthepivotalroleforeasingurbantrafficpressure．Underthisbackground，itisimportanttodeveloptheATOsystembecauseATOcanimprovetheoperationgefficiency,speedupthetrainpace，andensurethesafety．Geneticalgorithm(GA)isanadvancedintelligentcontrolalgorithm．Itisusedtosolvehighlycomplexissu

6、es．Geneticalgorithmforsolvingthemulti—targetsystemproblemlikeATOhasuniqueadvantages．Inthispaper,tomeettheATOsystem’Sneeds，authordesignstrainautomaticdrivingsystemcontrolstrategywhichisbasedonthegeneticalgorithm，andtheautomatictrainsystemsoftwareandhardwareplatforms．Finally,testthecon

7、trolresultsbysimulationandfieldcertificationtest．Maincontentsareasfollows：(1)StudytheexistingATOsystems，sumupfunctionalrequirements．Improvethedeficienciesandshortcomingsoftheexistingsystem，andproposethemorerealisticrequirements．DesignthestructureofATOsystembasedonthesystemrequirement

8、s．(2)Designt