高速列車多種群并行多智能體協(xié)同節(jié)能優(yōu)化方法.pdf

1、近年來，我國高速鐵路取得了跨越式發(fā)展，鐵路客運(yùn)專線不斷延伸，列車開行數(shù)量不斷增加，時速350公里的中國標(biāo)準(zhǔn)動車組復(fù)興號也順利通車。在高速鐵路快速發(fā)展的大背景下，高速列車節(jié)能運(yùn)行優(yōu)化問題己成為建設(shè)集約型社會必須解決的重要課題之一。目前關(guān)于列車節(jié)能優(yōu)化的研究主要集中在單車方面，忽略了列車之間的相互影響，未考慮列車間的彈性調(diào)整策略，同時列車節(jié)能優(yōu)化方法主要集中在代價函數(shù)模型的構(gòu)建和智能算法的應(yīng)用，針對于列車群的多模式并行智能協(xié)同優(yōu)化算法研究相

2、對較少。本文針對高速列車小間隔、大密度的實(shí)際運(yùn)行需求，以高速列車群為整體研究對象，提出了多種群并行多智能體協(xié)同優(yōu)化算法，在保證列車安全、準(zhǔn)點(diǎn)的前提下實(shí)現(xiàn)了列車群一體化節(jié)能行車策略的在線調(diào)整。
　　本文主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)針對高速列車群動態(tài)運(yùn)行過程，論文深入研究了列車運(yùn)行動力學(xué)理論，建立了移動閉塞下的高速列車混合動力學(xué)模型，在列車運(yùn)行狀態(tài)自主感知和信息共享的基礎(chǔ)上構(gòu)建多智能體信息交互模型，建立了基于彈復(fù)力的高速列車群

3、運(yùn)行狀態(tài)評估模型，為后續(xù)算法研究提供了切實(shí)有效的模型支撐。
　　(2)針對列車群節(jié)能運(yùn)行離線優(yōu)化問題，基于列車區(qū)間最優(yōu)節(jié)能操縱策略，論文以高速列車群運(yùn)行能耗最低為研究目標(biāo)，建立了列車群節(jié)能運(yùn)行多目標(biāo)優(yōu)化模型;采用多種群并行多智能體差分進(jìn)化算法和多種群并行多智能體人群搜索算法對模型進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)了列車群離線協(xié)同優(yōu)化。并對兩種算法的性能進(jìn)行了對比分析，仿真結(jié)果表明多種群并行多智能體差分進(jìn)化算法可以更有效地解決列車群運(yùn)行離線優(yōu)化問題。<

4、br>　　(3)針對列車在復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境中的不確定因素造成的運(yùn)行時間偏差影響，綜合考慮列車之間安全追蹤距離的約束條件，利用構(gòu)建的基于彈復(fù)力的列車運(yùn)行狀態(tài)評估模型，實(shí)現(xiàn)了列車運(yùn)行偏差實(shí)時評估。同時將評估結(jié)果作為列車群在線協(xié)同優(yōu)化算法的觸發(fā)條件，根據(jù)列車工況轉(zhuǎn)換關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了列車群剩余區(qū)間運(yùn)行策略的在線規(guī)劃，保障了列車運(yùn)行的安全性和準(zhǔn)點(diǎn)性，提高了列車群整體能源的利用效率。
　　最后本文通過對武廣高速鐵路“武漢-長沙南”區(qū)段真實(shí)線路數(shù)據(jù)進(jìn)行