基于遺傳算法的高速列車節(jié)能運(yùn)行控制研究.pdf

1、鐵路運(yùn)輸中所消耗的能量十分巨大，因而在高速鐵路快速發(fā)展的情況下，節(jié)能問題的研究具有重要意義。本文基于列車的牽引/制動(dòng)特性和運(yùn)行線路條件，建立列車運(yùn)行過程中的能耗模型，并結(jié)合遺傳算法對(duì)列車運(yùn)行的控制策略進(jìn)行優(yōu)化，得出優(yōu)化后的運(yùn)行速度曲線。
　　論文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)部分:
　　首先，論文深入研究了列車的運(yùn)行動(dòng)力學(xué)理論，建立了列車的牽引計(jì)算模型，分析了列車運(yùn)行過程的計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上，對(duì)列車的運(yùn)行能耗進(jìn)行了分析，建立了

2、列車的能耗計(jì)算模型。并在列車運(yùn)行動(dòng)力學(xué)模型的約束條件下，建立了列車運(yùn)行優(yōu)化問題模型。
　　其次，論文提出了一種基于遺傳算法的結(jié)合全線優(yōu)化控制及惰行優(yōu)化控制的列車節(jié)能優(yōu)化控制方法。在全線優(yōu)化控制中，列車運(yùn)行線路按坡度值劃分成多個(gè)離散子區(qū)間，以列車運(yùn)行能耗最小為目標(biāo)，在滿足時(shí)間、距離等約束條件下，建立了列車的能耗優(yōu)化模型，通過改進(jìn)后的遺傳算法為每個(gè)子區(qū)間搜索最佳的運(yùn)行速度，從而得到使得列車運(yùn)行能耗最小的運(yùn)行速度組合序列，列車沿此速度序

3、列可得到優(yōu)化控制下的運(yùn)行速度曲線;在惰行優(yōu)化控制中，以全線優(yōu)化控制中生成的運(yùn)行速度曲線為基礎(chǔ)，結(jié)合高速列車操縱工況特性，在列車的中間運(yùn)行階段，以再次減小運(yùn)行能耗為目標(biāo)，在滿足速度上下限約束的條件下，再次使用遺傳算法，搜索列車操縱工況關(guān)鍵轉(zhuǎn)換點(diǎn)的最優(yōu)位置，從而進(jìn)一步優(yōu)化了列車運(yùn)行速度曲線。
　　最后，通過MATLAB仿真軟件驗(yàn)證本文控制方法的有效性，選取實(shí)際運(yùn)行線路的數(shù)據(jù)，對(duì)列車運(yùn)行優(yōu)化控制進(jìn)行了仿真研究，證明了列車在滿足各項(xiàng)約束條