基于混合系统模型预测控制的列车优化运行

为保证列车高效率运行,需要对自动驾驶系统进行高效设计。列车运行过程具有高度非线性化的特性,针对这一特性,通过引入整数变量,建立基于混合系统的列车混合逻辑动态模型,其次考虑列车运行过程的多重约束,通过二次规划求解控制律。同时为了降低控制器计算量,在模型预测控制的基础上引入了阶梯式控制策略。最后利用Matlab仿真软件使其跟踪一条即定曲线,对所提的控制策略进行数值仿真。结果表明,该控制器可以在降低计算量的基础上,保证列车准时高效跟踪既定曲线,当改变控制器参数时,对跟踪效果有较大的影响。仿真结果对本文采用的方法进行了有效验证。     

基于预测型灰色控制的列车自动运行速度控制器建模与仿真

速度控制器是列车自动运行(ATO)系统的核心技术之一.针对ATO速度控制器的调速功能,采用预测控制和灰色控制相结合的策略,综合考虑舒适性、节能性、准时性、停车精度等性能指标,并结合测速定位误差、空转打滑、操作时延等现场影响因素,建立了速度控制器数学模型.模型在车载平台下进行了仿真测试,验证了ATO速度控制器的调速功能,达到了预期的控制效果.     

列车自动驾驶的仿真实现

针对ATO实现的难点，提出了一种ATO的解决方案，并在牵规电算软件的基础上编程，仿真列车运行的过程，实现了列车的自动驾驶。通过与实际案例的对比分析，证明了该方案的可行性，对进一步研究ATO技术有现实意义。     

列车自动运行原理分析

为了进一步提升轨道交通列车运营的效率,自动化控制的要求也被逐步提升.列车自动运行(ATO)系统作为列车控制的一种主要手段在很多项目中被采用.其作用是实现正常情况下高质量的自动运行、提高列车运行效率和舒适性,实现节能.着重介绍了ATO的控制目标、控制原理.     

基于灰色理论的列车自动运行系统预测模块优化算法

灰色理论在可改进ATO(列车自动运行)速度控制器的算法方面具有可行性和优越性。灰色系统模型主要分为预测模型和决策模型。介绍了传统GM(1,1)灰色预测模型的建立过程,阐述了优化GM(1,1)模型的计算流程和计算过程,并利用实际线路数据检验了优化后的预测模型。检验结果表明,通过优化后的预测模型得到的预测结果平均相对误差小,预测精度高;且同时改进权重系数和初始条件时,预测结果更精确。     

列车优化操纵与自动驾驶模式的研究与仿真

对列车优化操纵与自动驾驶模式进行了深入研究,在总结优秀司机操纵经验的基础上阐述了合理操纵和节能操纵两种优化操纵方法,提出了在不同坡道上和通过限速时列车自动驾驶的基本策略,给出了实现最大能力操纵的主要原则以及由此达到正点运行的方法,进行了优化操纵及自动驾驶模式的仿真,证明了研究成果的正确性。     

基于自抗扰控制的高速列车自动驾驶速度控制

针对高速列车在复杂环境运行时,传统PID控制器受未建模动态及外界未知干扰导致列车速度追踪误差大的问题,提出一种基于自抗扰控制ADRC(Active Disturbance Rejection Control)的高速列车速度控制算法。基于单质点模型建立列车的状态空间方程,令列车方程中的未知部分作为扩张状态设计二阶自抗扰控制器,并利用CRH380A型列车参数进行仿真,对指定的目标速度曲线进行追踪,证明基于自抗扰控制算法的可行性;同时设置干扰量,与传统PD控制、非线性PID控制算法在抗干扰性能和追踪误差等方面作比较。结果表明,基于自抗扰控制的高速列车速度控制器具有抗干扰性强、追踪误差小的优点。     

基于混合系统模型预测控制的列车自动驾驶策略

本文研究多优化目标和多约束条件下的动车组列车自动驾驶ATO控制问题。通过分段线性化列车运行阻力,引入列车运行状态整数变量,建立了动车组混合整数列车运行模型。提出基于混合系统模型预测控制HMPC的列车自动驾驶策略,并应用输入分块化技术和显式模型预测控制,降低算法的计算量,以提高硬件实现的可行性。前者通过固定一定时间段内的控制量,对输入序列进行分块化,降低控制器的自由度;后者通过离线设计和在线综合的方法减少算法的在线计算时间。最后利用Matlab仿真软件环境下的MPT 3.0扩展工具箱对所提控制策略进行数值仿真。结果表明:该控制器能在列车运行安全约束下,合理分配动车组各车厢的牵引力和制动力,保障列车准时及节能高效地运行,同时所提出的改进算法能有效降低计算量。     

基于遗传算法列车自动运行速度曲线的优化

本文探讨了列车自动运行系统(ATO,Automatic Train Operation)中的列车自动运行速度曲线的优化问题.根据ATO控制指标的要求,建立了包含速度防护、舒适度、节能、精确停车等多个目标的列车运行控制模型;采用遗传算法对列车自动运行控制策略进行优化,验证和仿真了优化后的速度曲线,直观反映了列车自动运行的安全性,舒适性,高效性和停车精度等性能提高情况.     

基于遗传算法的列车自动驾驶过程优化研究

针对列车自动驾驶系统（ATO）控制的目标复杂多样和环境变量不稳定等问题,在对列车的运行过程进行研究的基础上,建立了列车运行过程的多目标优化模型,并用遗传算法对列车的目标曲线进行优化,同时加入精英统治保持模型的高适应度,提高了运算速度,得到列车运行的最优控制策略。仿真结果表明,该系统在兼顾列车运行的准时性、停车精度、能耗及舒适性等多目标的情况下,使列车运行的各项性能指标都有所提高。     

基于替代图的列车运行实时预测调度

对目前国内外列车运行优化调度的研究现状和方法进行了分析,进而结合替代图模型提出了一种基于预测控制机理的列车运行实时预测调度策略(RTPS).针对一个小型铁路网络,研究并验证了仿真平台对列车运行动态特性描述的功能.针对一个大型的荷兰铁路网络进行仿真.仿真结果表明,所提出的算法优于目前文献中的先到先服务(FCFS)、先离开先服务(FLFS)和避免最大当前代价(AMCC)的算法.本文所提出的调度算法可以为调度员提供更加优化的冲突决策方案.     

神经网络预测控制在摆式列车倾摆系统中的应用

介绍摆式列车倾摆控制系统神经网络预测控制的原理及模型,分析了神经网络控制算法,列出了控制器设计的算式,探讨了预测控制系统对实测信号的预测时间为0.2s、0.68 s的预测参考输入的跟踪能力。仿真和试验表明,神经网络预测控制在摆式列车控制系统中的应用是切实可行的。     

时速600 km高速磁浮列车运行控制系统协同控制方案

介绍时速600 km高速磁浮运行控制系统的构成及原理,研究运行控制系统在其他系统协同配合下完成轨道控制、列车控制、牵引控制的方案,并介绍运行控制系统与其他系统的接口及控制内容.结合运行控制系统的功能,进一步说明实现对时速600 km高速磁浮列车的运行控制需要其他系统的协同配合.研究结果表明,运行控制系统是高速磁浮列车关...     

基于自动驾驶的列车牵引计算系统

引入关系数据库理论,建立列车牵引计算的数据库,对各类数据进行集中管理.引入列车牵引计算理论,根据列车受力分析,建立列车物理模型,结合列车运动方程和各种约束条件建立数据模型,设计列车自动驾驶算法;以VC++6.0为开发平台,实现数据库和算法;并利用计算机图形技术,以图形和动画方式实现列车运行过程的可视化,实时模拟列车的运行状态.     

基于软件定义网络的列车控制与管理系统设计及应用

为了解决目前列车控制和管理系统配置管理方式分散,容易出现因配置错误而引发网络故障的问题,文章提出一种基于软件定义网络的列车控制和管理系统配置方法,并分析了该配置方法的控制逻辑和设计原理。通过列车编组案例分析,证明了该方法的可行性及意义。     

铁路旅客列车开行效益评价系统开发及应用

针对铁路运输企业的旅客列车开行效益分析需求,梳理旅客列车开行效益指标,设计列车换算客座率、换算盈亏平衡点评价指标和评价模型,建立旅客列车开行效益评价体系,开发铁路旅客列车开行效益评价系统并在中国铁路济南局集团有限公司上线运行.运行情况表明,该系统可动态、直观、快速、精准地评价列车开行效益,为旅客列车开行方案优化提供科学...     

列车运行调整问题的无延迟调度算法研究

将列车运行调整问题归并为工业制造系统中的工件调度问题,并建立了相应的数学模型。求解时首先利用大系统理论将数学模型分解成若干子问题,利用工件调度中的无延迟调度方法快速求得各子问题的近似最优解。然后在此解的基础上,利用模糊数学方法定义列车在车站停车的相对代价,并以此为标准进一步优化列车在车站的越行或会让方案,即可得到满意的调整方案。     

如何解决运行列车严重偏离时刻表问题

在城市轨道交通系统的运行过程中,由于各种可能原因造成列车在车站或区间被迫长时间停车,导致全线运行列车严重偏离在线运行时刻表,这种情形时有发生,不可避免。深圳地铁一期工程信号系统设计针对系统在发生这种情形所固有的特点和现象,结合本工程所选西门子信号系统特点,提出具体的应对措施和解决方法。     

全自动无人驾驶地铁列车安全型网络控制系统设计

针对全自动无人驾驶地铁列车智能化、高安全性、高可靠性的特点,文章阐述了其网络控制系统的整体设计策略,从系统架构、平台架构及全自动控制核心功能等方面重点介绍其设计特点与功能,并结合实例分析了列车在无人场景下系统联动功能的设计。     

摆式列车倾摆伺服控制系统辨识方法仿真研究

针对摆式列车倾摆伺服控制系统的原理及特点,应用不同的辨识方法对倾摆伺服控制系统进行辨识,并对各种方法辨识结果进行比较。仿真试验结果表明:当考虑倾摆控制系统的非线性时,神经网络方法能很好地辨识出倾摆伺服控制系统的动态特性,解决倾摆伺服控制系统辨识中的非线性问题,而其它方法较差。