遗传算法在列车运行控制模型中的应用.pdf

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1、计算机系统应用http：／／ww、c．S·a．o唱．cn2014年第23卷第9期遗传算法在列车运行控制模型中的应用①周庆飞，戴胜华，李正交，李窍盛(北京交通大学电子信g-r程学院，北京100044)(北京交通大学电气工程学院，北京100044)摘要：针对轨道交通列车节约能耗、节省时间和提高舒适度等因素之间的冲突问题，建立了以工况转换点为求解目标的多约束条件下列车运行优化控制模型，并提出了弯道优行法的列车通行原则，优化了弯道运行策略．对模型进行分析，应用遗传算法对该问题进行求解，最后采用MATLAB软件进行仿真验证

2、．仿真结果表明，该模型方法能够有效的优化列车运行模式，在运行时间只延长11．96％的情况下，能耗降低了33．27％，并保证了乘客的舒适度，最终得到了比较理想的运行策略．关键词：轨道交通；优化运行；节能控制；遗传算法；工况转换TrainOperationControlOptimizationModelBasedonGeneticAlgorithmZHOUQing-Fei，DAISheng-Hua，LIZheng-Jiao，LIQiao-Shengz‘(SchoolofElectronicandinformation

3、Engineering，BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044，China)(ScholofElectricalEngin~ring,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044，China)Abstract：Tosolvetheconflictofenergy-saving，time·savingandcomfortbeRe~thetrainoperationoptimizationcontrolmodelisbuiltundermany

4、constraints，andtheconditionconversionpointsalethegoalsforthemode1．AndOptimalOperationoftheBend(ooB)isproposedastherulefortrain，theoperationstrategyforthecornersisoptimized．Byanalyzingthemodel，GeneticAlgorithm(GA)isusedtosolvethisoptimizationmode1．Intheend，asi

5、mulationismadetovalidatethemodelwithMATLAB．Fromthecaseanalysis．itprovestheeffectivenessofthegivenmethodtooptimizetheoperationmodel，whichreducestheenergyconsumptionby33．27％withonlyl1．96％extendedatruntime．Atlast,thegoodoperationstrategyisVen．Keywords：railwaytra

6、nsportation；optimizationoperation；energy-savingcontrol；geneticalgorithm；condition仃ansformation轨道交通具有运输能力强、安全性高、运行耗能引、匀速、惰行和制动．对列车进行受力分析可知，列大等特点，优化列车运行方式已成为一个重要的研究车在运行过程中的受力主要分为牵引力(Q)、制动力(z)课题．目前，关于城市轨道交通运行的研究重点主要和运行阻力(三种，示意图如图1．集中在节能方面【】，通过调节惰行点的位置得到运行方案．本文在借

7、鉴现有成果的基础上，把列车运行能耗、时间、舒适度和弯道等多种因素进行综合考虑求解，提出了基于工况转换点的轨道交通运行优化控制图1列车受力分析模型．列车的牵引力主要由列车牵引特性以及粘着牵引1模型建立与分析力决定，通常列车的启动状态是指时速在2．5千米以1．1列车运行受力分析下的状态，此时粘着牵引力可以认为是列车牵引力，城市轨道交通列车运行主要有四种工况。即牵如公式1；当大于2．5千米时的状态，列车牵引力由列①收稿时I~：2014-01-04；收到修改稿时faq：2014-02．21102软件技术·算法Softwa

8、reTechnique·Algorithm2014年第23卷第9期http：#www．e—s—a．org．cn计算机系统应用车牵引特性曲线决定，此时列车的牵引力大小与车速速度有关，对应的牵引特性曲线可由具体实验得到【4】．=g(1)式中，R为粘着牵引力；为粘着系数；为列车粘着质量；g为重力加速度．运行阻力来自多方面，包括弯道、坡道和隧道等，为简化模型，本文重点讨论弯道阻力