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考虑负载不确定性的城轨列车目标速度曲线实时鲁棒优化
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作者 朱琴跃 李纪元 +2 位作者 李泓羿 钱舒杨 赵亚辉 《交通运输系统工程与信息》 北大核心 2025年第4期254-264,共11页
针对城轨列车自动驾驶过程中乘客负载不确定性变化对列车正常运行的影响,本文提出一种考虑负载不确定性的列车目标速度曲线实时鲁棒优化方法,包括模型设计、模型训练和模型验证这3个部分。首先,基于马尔可夫决策过程构建列车驾驶强化学... 针对城轨列车自动驾驶过程中乘客负载不确定性变化对列车正常运行的影响,本文提出一种考虑负载不确定性的列车目标速度曲线实时鲁棒优化方法,包括模型设计、模型训练和模型验证这3个部分。首先,基于马尔可夫决策过程构建列车驾驶强化学习模型,其奖励设计兼顾对性能指标和操纵策略的鲁棒优化;其次,使用基于潜力奖励塑形技术(Potential-Based Reward Shaping, PBRS)改善模型训练的收敛性能,通过深度Q网络(Deep Q-Network, DQN)估计价值函数,实现实时响应城轨列车负载的变化;最后,以北京地铁某运营线路的列车运行场景为仿真案例验证模型的有效性。仿真结果表明,DQN-PBRS算法的平均计算时长为26 ms,可实现实时生成列车的目标速度,生成的目标速度曲线在极端负载和负载变化情况下相较于DQN算法具有更好的鲁棒性,且列车运行能耗降低5%以上。通过对算法中关键超参数进行敏感性分析,确定了训练效果最优的超参数组合。 展开更多
关键词 铁路运输 目标速度曲线优化 深度强化学习 城轨列车 负载不确定性
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城市轨道交通兼容性车载系统阶梯形目标速度的平滑跟踪控制研究
2
作者 顾立忠 吕新军 王维旸 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第3期114-119,共6页
[目的]针对城市轨道交通兼容性车载系统中目标速度消息周期大于车载控制周期以及消息间隔不固定的特殊现象,提出了一种双周期速度跟踪算法来实现阶梯形目标速度的平滑跟踪目的。[方法]根据目标速度序列特点,引入了巡航状态和估计状态等... [目的]针对城市轨道交通兼容性车载系统中目标速度消息周期大于车载控制周期以及消息间隔不固定的特殊现象,提出了一种双周期速度跟踪算法来实现阶梯形目标速度的平滑跟踪目的。[方法]根据目标速度序列特点,引入了巡航状态和估计状态等2个控车状态,对列车站前减速过程进行识别。分别对消息周期和车载控制周期时刻的目标速度进行相应处理:当收到目标速度的消息周期时,基于卡尔曼滤波算法计算参考速度、参考加速度的估计值;当未收到目标速度的车载控制周期时,基于上述估计结果推算出车载控制使用的参考速度。考虑到目标速度消息滞后以及列车响应延时的特性,设计了拟平行参考速度跟踪控制策略。以上海轨道交通2号线为例,对参考加速度估计效果和不同运营等级场景下的控车效果进行了分析。[结果及结论]案例表明,上述算法可以克服目标速度消息周期长且间隔不固定所带来的控车工况频繁切换问题,避免了兼容性车载系统阶梯形目标速度曲线跟踪过程中控制命令饱和以及速度曲线凹坑现象,实现了列车在站前减速过程中的平稳控制,提高了乘客舒适度,减少了列车制动损耗,节约了牵引能耗。 展开更多
关键词 城市轨道交通 兼容性车载系统 阶梯形目标速度 平滑跟踪控制
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电力牵引货运列车节能运行研究(一):目标速度曲线优化 被引量:21
3
作者 杨杰 贾利民 +1 位作者 卢少锋 李卓玥 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期22-31,共10页
列车运行是典型的非线性、多约束、多目标复杂时变过程,其目标速度曲线优化是目前制约国内外节能运行控制工程应用的主要瓶颈。本文以电力牵引的货运列车为对象,采用数学推理、逻辑分析及软件仿真相结合的方法,提出一种新的目标速度曲... 列车运行是典型的非线性、多约束、多目标复杂时变过程,其目标速度曲线优化是目前制约国内外节能运行控制工程应用的主要瓶颈。本文以电力牵引的货运列车为对象,采用数学推理、逻辑分析及软件仿真相结合的方法,提出一种新的目标速度曲线节能运行优化(简称优化,下同)算法,并采用逐步深入的方式进行介绍。提出能耗敏感度和全要素能耗机理集总模型的概念,用以表征优化过程中需要优先考虑的要素集;针对平直道简化了已有的最优惰行关系的证明;证明了缓坡区段匀速运行的最优性,得到了对于含有缓坡线路模态切换点的确定方法;针对陡坡区段介绍了等效匀速优化算法。仿真结果表明,该方法能够在较复杂的线路条件下实现高效优化,且计算速度较快。 展开更多
关键词 列车节能运行控制 目标速度曲线 优化
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多目标速度估计的分布式MIMO雷达资源分配算法 被引量:9
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作者 胡捍英 孙扬 郑娜娥 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2453-2460,共8页
为了提高分布式MIMO雷达的多目标速度估计精度,该文分析了发射功率和信号有效时宽对估计精度的影响,进而提出一种将两者联合优化的资源分配算法。首先,以最小化目标速度估计的克拉美罗界(CRLB)最大值为目标函数,建立了包含发射功率和信... 为了提高分布式MIMO雷达的多目标速度估计精度,该文分析了发射功率和信号有效时宽对估计精度的影响,进而提出一种将两者联合优化的资源分配算法。首先,以最小化目标速度估计的克拉美罗界(CRLB)最大值为目标函数,建立了包含发射功率和信号有效时宽两个优化变量的优化模型,然后采用连续参数凸估计(Sequential Parametric Convex Approximation,SPCA)算法对这个非凸的优化模型进行求解。最后,仿真结果表明利用所提算法进行资源分配能明显提高目标速度的估计精度。此外,仿真结果表明信号有效时宽对目标速度估计精度的影响大于发射功率。 展开更多
关键词 分布式MIMO雷达 目标速度估计 功率分配 信号有效时宽分配
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分段Chirp-Z变换及其在目标速度跟踪中的应用 被引量:3
5
作者 李会方 郝重阳 《数据采集与处理》 CSCD 1995年第4期334-338,共5页
提出一种用于PD雷达动目标速度跟踪的修正Chirp-Z变换─—分段Chirp-Z变换算法(SCZT),该方法不仅充分利用了CZT算法的窄带信号分析能力,而且克服了运算量大的缺点,可在较小的存贮器空间处理较大的数据量,... 提出一种用于PD雷达动目标速度跟踪的修正Chirp-Z变换─—分段Chirp-Z变换算法(SCZT),该方法不仅充分利用了CZT算法的窄带信号分析能力,而且克服了运算量大的缺点,可在较小的存贮器空间处理较大的数据量,降低了设备成本,有利于并行实现,提高了实时性,在PD雷达目标速度跟踪中,大大增加了跟踪精度和灵活性。计算机模拟证明,SCZT算法在目标速度跟踪中具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 CHIRP-Z变换 雷达目标 目标速度跟踪
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基于阴影检测的视频SAR运动目标速度估计方法 被引量:3
6
作者 尚士泽 吴福伟 周洋 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2022年第1期27-32,共6页
针对视频合成孔径雷达(SAR)成像中运动目标速度估计,提出一种基于阴影检测的运动目标速度估计方法。首先,将相邻帧SAR图像进行对消获得对消图像,通过图像处理方法对阴影进行检测;然后,利用区域分块方法对阴影进行定位;最后,利用阴影区... 针对视频合成孔径雷达(SAR)成像中运动目标速度估计,提出一种基于阴影检测的运动目标速度估计方法。首先,将相邻帧SAR图像进行对消获得对消图像,通过图像处理方法对阴影进行检测;然后,利用区域分块方法对阴影进行定位;最后,利用阴影区域像素累积方法估计运动目标的距离向速度和方位向速度。该方法避免了直接对运动目标的检测和参数估计,降低了检测复杂度,仿真实验结果验证了本算法的有效性。 展开更多
关键词 视频SAR成像 阴影检测 目标速度估计 图像对消
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雷达测速仪运动目标速度模拟器的设计与研究 被引量:4
7
作者 李学生 姚伯威 +1 位作者 孙锐 肖文 《中国测试技术》 2003年第5期15-16,共2页
本文主要叙述了在手持式雷达测速仪检定工作中,双通道运动目标速度模拟器的设计与研究,包括设备原理组成、硬件实现与软件设计,其中着重介绍了硬件部分的实现。
关键词 雷达测速仪 运动目标速度模拟器 ICL8038 数字频率计 单片机 检定 设计
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模糊综合评判法在高速铁路目标速度值优化中的应用 被引量:2
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作者 陈波 曾晋 《铁道运输与经济》 北大核心 2015年第7期16-20,共5页
高速铁路速度目标值是高速行车技术的核心指标,采用模糊综合评判法对高速铁路目标值进行综合评判。从能耗、噪声、时间及优势距离4个方面分析对高速铁路速度目标值选择的影响,并且确定相应的参数值,将参数值带入数学模型,采用权重... 高速铁路速度目标值是高速行车技术的核心指标,采用模糊综合评判法对高速铁路目标值进行综合评判。从能耗、噪声、时间及优势距离4个方面分析对高速铁路速度目标值选择的影响,并且确定相应的参数值,将参数值带入数学模型,采用权重分析法引入权重,在考虑安全因素的基础上尽可能兼顾高速铁路综合效益最大化,最后建议在运营初期高速铁路目标速度值范围为200~250 km/h,运营成熟期高速铁路目标速度值范围为250~300 km/h。 展开更多
关键词 高速铁路 目标速度 模糊综合评判法
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精确计算飞行目标速度的几种方法 被引量:2
9
作者 贾维敏 韦荫康 《导弹与航天运载技术》 1998年第3期33-38,共6页
概述了无测速因素的设备对飞行目标跟踪测量时,用位置数据计算速度参数的3种方法,着重讨论了影响速度估值精度的几个主要因素;通过用弹道仿真测量数据对每种方法的实际运算,给出了不同测量误差条件下每种方法的估值精度,从而为精... 概述了无测速因素的设备对飞行目标跟踪测量时,用位置数据计算速度参数的3种方法,着重讨论了影响速度估值精度的几个主要因素;通过用弹道仿真测量数据对每种方法的实际运算,给出了不同测量误差条件下每种方法的估值精度,从而为精确测定飞行目标运动参数提供了实践依据。 展开更多
关键词 外弹道 参数测试 飞行模拟 导弹 飞行目标速度
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基于目标速度追踪的城轨列车节能优化算法 被引量:5
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作者 沙淼 张可心 +2 位作者 刘志刚 邱瑞昌 陈杰 《都市快轨交通》 北大核心 2023年第6期40-48,共9页
为了实现城市轨道交通的节能运行,提出基于目标速度追踪的城轨列车节能优化算法。首先构建列车均质棒动力学模型和节能优化目标函数,利用极大值原理推导出列车节能运行工况。然后重点分析列车运行时间和运行方式对能耗的影响。在对典型... 为了实现城市轨道交通的节能运行,提出基于目标速度追踪的城轨列车节能优化算法。首先构建列车均质棒动力学模型和节能优化目标函数,利用极大值原理推导出列车节能运行工况。然后重点分析列车运行时间和运行方式对能耗的影响。在对典型方案仿真分析的基础上,提出通过陡坡时的基于等效平均速度法的运行策略,以及目标速度改变时合理利用惰行的运行策略。最后通过目标速度追踪的方法得到速度曲线,实现城轨列车的节能运行。利用上海地铁3号线的数据对本文提出的算法进行验证,结果表明相较实际运行情况,本文提出的算法可以降低25.39%的运行能耗,同时求解得到的速度曲线更加平缓,更适合城市轨道交通的实际运行情况。 展开更多
关键词 城市轨道交通 目标速度追踪 节能优化 速度曲线
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列车节能运行目标速度控制优化研究 被引量:8
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作者 杨彦强 刘海东 +1 位作者 麻存瑞 徐靓 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期138-144,共7页
探讨了城市轨道交通列车节能运行控制问题,提出了一种分段目标速度控制策略,将目标速度的大小、调速范围和里程范围作为控制参量,建立了定时约束下的列车节能运行优化模型.设计了一种双重惩罚机制的实数编码遗传算法求解模型,对列车晚... 探讨了城市轨道交通列车节能运行控制问题,提出了一种分段目标速度控制策略,将目标速度的大小、调速范围和里程范围作为控制参量,建立了定时约束下的列车节能运行优化模型.设计了一种双重惩罚机制的实数编码遗传算法求解模型,对列车晚点和非节能方案进行惩罚以提高算法收敛速度.仿真分析表明,该方法得到的目标速度控制方案较好地适应了线路条件,有效地避免了列车在下坡道的制动调速,与启发式算法得到的运行结果相比,案例中不同富裕时分程度下的优化方案平均节能率22.2%. 展开更多
关键词 城市交通 列车节能运行 遗传算法 目标速度控制 模拟仿真
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临时限速条件下高铁ATO目标速度曲线的研究 被引量:1
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作者 张江涛 武晓春 《铁道标准设计》 北大核心 2020年第9期168-174,共7页
针对线路增加临时限速后的高速列车自动驾驶问题,提出一种RH-PSO算法实现ATO目标速度曲线动态调整。列车在区间运行时,根据乘车舒适度以及ATP速度约束采用RH算法进行实时决策,针对临时限速条件实现目标速度曲线的动态调整;在列车即将进... 针对线路增加临时限速后的高速列车自动驾驶问题,提出一种RH-PSO算法实现ATO目标速度曲线动态调整。列车在区间运行时,根据乘车舒适度以及ATP速度约束采用RH算法进行实时决策,针对临时限速条件实现目标速度曲线的动态调整;在列车即将进站停车阶段,采用PSO算法搜索最优巡航-惰行工况转换点并计算目标速度曲线,使其满足准点要求,并达到舒适、节能的效果。仿真结果表明,所提出的算法在不同临时限速条件下均有效地调整了目标速度曲线。与最快速度策略相比,RH-PSO算法具有较优的舒适度和节能性,在确保可以正点到达的前提下,RH-PSO算法具有较高的准点性,在无法避免晚点时,可防止晚点时间进一步放大。 展开更多
关键词 目标速度曲线 临时限速 滚动时域算法 舒适度 高速列车
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用模糊方法确定高速铁路的目标速度
13
作者 王京峰 梁青槐 刘云华 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期46-49,共4页
运用模糊方法对高速铁路的目标速度进行了多目标决策 .克服了该决策问题涉及因素繁多、定量困难、且一般方法容易遗漏有价值的信息的不利因素 ,得到了较为合理的结论 .
关键词 模糊方法 目标决策 高速铁路 目标速度 数学模型 优势距离
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基于S曲线加减速控制方法的轨道交通列车目标速度曲线计算研究 被引量:3
14
作者 王海南 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第7期106-109,共4页
针对目前城市轨道交通乘客日益增长的舒适性需求,基于S曲线加减速控制方法,提出了列车运行目标速度曲线的计算方法。该方法已在FAO(全自动运行)下列车运行速度控制中得以应用。结果表明:采用该方法可提高列车运行的平稳性,进而提高乘客... 针对目前城市轨道交通乘客日益增长的舒适性需求,基于S曲线加减速控制方法,提出了列车运行目标速度曲线的计算方法。该方法已在FAO(全自动运行)下列车运行速度控制中得以应用。结果表明:采用该方法可提高列车运行的平稳性,进而提高乘客乘坐的舒适性。对因减缓机械设备冲击性而减缓机械设备的磨损、降低噪声、延长设备的使用寿命等方面也有一定助益。 展开更多
关键词 轨道交通列车 全自动运行 S曲线加减速控制方法 目标速度曲线 平稳性
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目标速度对主动定位误差的影响 被引量:1
15
作者 印明明 刘平香 《舰船科学技术》 北大核心 2008年第5期151-153,170,共4页
超高速鱼雷的出现带来了水中兵器领域的一场技术革命,必将改变海战的作战样式。对超高速鱼雷的探测是与其对抗的前提和基础。由于其航速高达100m/s以上,用现有声呐技术对它进行探测将带来许多新问题。通过研究分析常规声主动定位过程,... 超高速鱼雷的出现带来了水中兵器领域的一场技术革命,必将改变海战的作战样式。对超高速鱼雷的探测是与其对抗的前提和基础。由于其航速高达100m/s以上,用现有声呐技术对它进行探测将带来许多新问题。通过研究分析常规声主动定位过程,提出了一种简化模型。运用该模型,分析了在鱼雷跟踪攻击阶段声呐对超高速鱼雷的定位测距误差。仿真结果表明,随着鱼雷速度的提高,常规声呐主动定位精度严重下降,给对抗超高速鱼雷带来极大困难。 展开更多
关键词 误差 主动定位 目标速度
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关于目标进入角q和目标速度V_t计算问题的探讨
16
作者 蓝伟华 《电光与控制》 1991年第4期48-50,共3页
本文采用向量法,在瞄准线坐标系内推导出目标进入角q和目标速度V_t的计算公式。该公式可供导弹允许发射区包线计算之用。
关键词 目标进入角 目标速度 计算 导弹
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成渝双城经济圈背景下市域(郊)铁路速度目标值方案研究--以重庆市域(郊)铁路大足线为例
17
作者 杨学金 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第9期10-17,23,共9页
市域(郊)铁路是弥补城市轨道交通覆盖不足,满足外围组团与主城区核心区域快速联系,加强城乡一体化建设进程的轨道交通线路。其速度目标值的合理选择不仅要满足线路的功能定位和运营需求,同时也是确定工程规模、车辆选型、线路条件以及... 市域(郊)铁路是弥补城市轨道交通覆盖不足,满足外围组团与主城区核心区域快速联系,加强城乡一体化建设进程的轨道交通线路。其速度目标值的合理选择不仅要满足线路的功能定位和运营需求,同时也是确定工程规模、车辆选型、线路条件以及工程投资的基础。为研究市域(郊)铁路速度目标值方案的比选方法,在成渝双城经济圈背景下,结合市域(郊)铁路发展趋势,以重庆市域(郊)铁路大足线为例,在分析大足线功能定位及时间目标要求的基础上,从满足时间目标以及缩短城市空间时空距离两个目标出发,对120,140 km/h以及160 km/h三个速度目标值方案进行综合比选。最终结合客流特征,通过对不同速度目标值情况下时间目标的适应性、站间距的匹配性、节时效果、达速比、土建工程投资以及运营成本等指标的定性和定量分析,确定本线采用速度较高的160 km/h速度目标值方案能够较好地满足时间目标值需求,为长大距离出行的乘客出行提供优质服务。 展开更多
关键词 市域(郊)铁路 速度目标 成渝双城经济圈 时间目标 综合比选
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修正目标综合速度的预标定轰炸原理 被引量:3
18
作者 付海峰 周志刚 于雷 《电光与控制》 2001年第4期48-50,共3页
提出了一种修正目标综合速度的预标定轰炸原理 ,建立了数学模型 ,推导出了原理公式 ,并对此原理进行了特点分析。
关键词 连续计算命中点 连续计算投放点 预标定轰炸原理 目标速度修正 歼击机 数学模型
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基于工程限速和尽端式车站布置的广珠澳高铁速度目标值研究
19
作者 姬燕男 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第6期20-30,共11页
高速铁路速度目标值对线路走向、工程投资、运营效果等影响较大。随着600 km/h磁浮列车下线、成渝中线高铁400 km/h标准的研究和推进,我国高铁技术正向集成化和高速化方向进一步发展。更高速度等级的高铁对线路平顺性、动车组加减速性... 高速铁路速度目标值对线路走向、工程投资、运营效果等影响较大。随着600 km/h磁浮列车下线、成渝中线高铁400 km/h标准的研究和推进,我国高铁技术正向集成化和高速化方向进一步发展。更高速度等级的高铁对线路平顺性、动车组加减速性能、列控系统等提出了更高的要求。但与此同时,高速铁路大多引入发达城市主城区,受建构筑物及拆迁、站间距等工程控制,采用大曲线半径和较高速度目标值工程投资过大,且实际运营亦无法达速。广珠澳高速铁路是粤港澳大湾区内珠江东岸南北向重要的高铁通道,北端广州北至白云机场段距离仅为17.7 km,建构筑物林立;南端珠海鹤洲至横琴段距离仅为22.3 km,且横琴站为线路尽端式车站,所有列车均需在横琴站起停车。功能定位的重要性与工程条件的局限性相互矛盾,需合理确定其速度目标值。首先,结合400 km/h高铁创新发展技术分析得出,广珠澳高铁通道若采用400 km/h方案较350 km/h方案旅行时间仅节省2 min,工程投资需增加13.2亿元,路网协调匹配性差且存在技术风险;其次,从路网协调匹配性、工程投资、运营效果、客流影响、经济效益等方面对广珠澳高铁采用250,300,350 km/h三个速度目标值方案进行比选,得出广珠澳高铁通道宜采用350 km/h速度目标值方案;进而,根据工程条件并结合列车模拟牵引计算,分别研究得出广州北至白云机场段宜采用梯级限速200 km/h方案、鹤洲至横琴段宜采用350 km/h方案,由于所有列车均需在横琴站起停车,横琴进站端可采用小曲线半径改善线路引入条件、节省工程投资。研究结论有力地支撑了广珠澳高铁选择更合理的建设方案,同时为其他类似项目提供了思路和借鉴。 展开更多
关键词 高速铁路 速度目标 工程限速 尽端式车站 V-S曲线 阶级限速 工程设置
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港深西部铁路速度目标值研究
20
作者 韩沛文 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第10期21-27,37,共8页
港深西部铁路是引领港深西部走廊建设的重要基础设施,围绕服务两地旅客快速出行、适应两地技术标准、具备工程经济合理性等目标开展速度目标值研究,对提升该线路服务质量和项目收益具有重要意义。采用调查法、实验法、定量和定性分析法... 港深西部铁路是引领港深西部走廊建设的重要基础设施,围绕服务两地旅客快速出行、适应两地技术标准、具备工程经济合理性等目标开展速度目标值研究,对提升该线路服务质量和项目收益具有重要意义。采用调查法、实验法、定量和定性分析法对港深西部铁路速度目标值进行综合比选。首先,对港铁运营线路及大湾区城际铁路的技术标准进行分析梳理,结合本线功能定位,确定速度目标值初选范围。在此基础上,模拟计算各速度目标值区间运行时分,分析其时间目标适应性和站间距适应性,从列车运行角度对比各速度目标值。然后,分析和计算不同供电制式的设施数量、系统匹配性、工程可实施性及建设投资,得出供电制式推荐意见;结合速度目标值比选范围及供电制式推荐方案,计算对应车型平台的车辆购置费和车辆基地规模、建设费用及物业开发收益,从供电和车型角度比较各速度目标值。基于上述比选,全面总结梳理各速度目标值优缺点,最终推荐本项目采用160 km/h的速度目标值方案。研究结论综合考虑了港深两地技术标准、时空距离、项目功能定位、供电制式、车型平台以及工程经济等影响因素,为合理确定本项目速度目标值方案提供了有力支撑,也对港深都市圈城际铁路的速度目标值选择提供参考。 展开更多
关键词 城际铁路 港深西部铁路 速度目标 区间运行时分 车辆选型 供电制式 工程经济
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