基于離散狀態(tài)的高速列車自動運行控制算法的研究.pdf

1、隨著鐵路高速化、高密度化、自動化、智能化需求的不斷提高，以及人們對列車自動運行代替人工運行改善列車運營性能的重視，開發(fā)和研究以安全、準時、舒適、合理、節(jié)能為目標的列車自動運行系統(tǒng)(ATO-Automatic Train Operation)，具有廣泛的研究前景與應(yīng)用價值。
　　列車自動運行系統(tǒng)自動完成對列車的啟動、牽引、惰行和制動，模擬人工運行時最佳駕駛員的駕駛，提高列車的運行效率，提高列車的運行舒適度，節(jié)省能源消耗，使列車按最佳

2、工況正點、安全、平穩(wěn)的高質(zhì)量運行。
　　通過利用先進的列車自動運行控制算法，結(jié)合計算機仿真技術(shù)，可以獲得合理、優(yōu)化的列車操縱指導列車安全準時的自動運行，使旅客乘車更加舒適。同時，減輕由人工運行所帶來的駕駛員疲勞，使系統(tǒng)設(shè)計更加人性化。
　　本文首先介紹了列車自動運行系統(tǒng)及其功能、結(jié)構(gòu)、原理，總結(jié)了國內(nèi)外列車自動運行系統(tǒng)和控制算法的研究現(xiàn)狀，并指出本文研究的實際及理論意義。通過對運行區(qū)間進行離散化，結(jié)合列車的動力學特性，基于離

3、散區(qū)間的列車運行狀態(tài)控制進行了列車自動運行控制算法設(shè)計，構(gòu)建了ATO決策樹算法控制模型。針對傳統(tǒng)控制中，局部與全局控制特性，引入了滑動窗體控制的方法，提出了滑動窗體控制下的ATO算法模型，并利用數(shù)學語言形式對提出的兩種算法模型進行了詳細的描述。從優(yōu)化操縱角度，進行了算法的復(fù)雜度和可優(yōu)化性分析，給出了算法設(shè)計的程序流程。以具體高速列車牽引制動特性及線路條件為實例，按照快速啟動快速制動模式曲線及定點停車模式曲線為目標運行曲線，進行了算法仿真