基于启发式遗传算法的列车运行速度曲线优化研究

发布时间：2023-03-02 20:38

　　随着我国轨道交通行业近几年的蓬勃发展,以高铁为典型代表的轨道交通前沿产品已经成为了一张闪亮的国家名片,铁路、城轨等轨道交通系统的发展,使国民的生活更加快捷、方便的同时,也进一步加重了国家的耗能负担,缓解列车能源消耗压力迫在眉睫。如何有效降低列车运行能耗一直是研究者们关注的重点科学问题。为了有效降低列车运行能耗,同时提高列车的智能化水平,研究者们通过建立各种数学模型加入多种优化算法对控制策略和运行仿真进行了深入的研究。论文的研究主体创新内容为以下三个部分:(1)根据列车在多种状态下的受力情况和通过总结归纳众多优秀列车司机的驾驶经验与先验知识得到的启发式规则,并结合列车运行过程中,可能受到的一些运行阻力的能耗敏感性分析结果,建立了对应的启发式列车运行模型;(2)简单介绍经典遗传算法相关信息与运行流程,分析其在列车运行曲线优化方面的优点和不足。根据其不足的地方加以改进,设计改良遗传算法,并详细介绍改良遗传算法的设计思路和改进点;而后,将最优巡航速度和惰行点位置作为个体基因,以这种新模型作为启发式算法的适应度计算函数优化个体基因,达到优化列车节能运行目标速度曲线的目的。(3)通过实例仿真,分多...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究成果与现状
        1.2.1 国外研究成果与研究现状
        1.2.2 国内研究成果与研究现状
    1.3 既有研究的不足
    1.4 本文结构安排
第二章 启发式列车运行仿真模型设计
    2.1 列车受力情况分析
    2.2 牵引特性与制动特性
    2.3 列车运行模型构建
        2.3.1 列车运动方程
        2.3.2 列车运行模态
        2.3.3 牵引能耗的构成与分析
        2.3.4 附加阻力能耗敏感度对比仿真分析
        2.3.5 列车基本运行策略对比仿真分析
    2.4 列车运行启发式先验信息分析
    2.5 列车四阶段式操作理论
    2.6 列车线路状态自适应运行逻辑
        2.6.1 最短时间运行曲线(外包络线)
        2.6.2 线路状态自适应
        2.6.3 正向逼近搜索
    2.7 列车运行约束条件
    2.8 启发式列车运行模型介绍
    本章小结
第三章 改良遗传算法的设计
    3.1 经典遗传算法概述
        3.1.1 基本术语说明
        3.1.2 经典遗传算法流程
    3.2 改良遗传算法设计
        3.2.1 编码
        3.2.2 初始种群与精英种群
        3.2.3 适应度函数
        3.2.4 基因重组
        3.2.5 基因冲洗
        3.2.6 重插入与可行解填充
    3.3 改良遗传算法程序仿真
    本章小结
第四章 仿真实例
    4.1 仿真参数
    4.2 算例分析
        算例1
        算例2
        算例3
    本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录A 详细线路空间信息表
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3752585