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全自动驾驶列车控制系统故障远程诊断与恢复 被引量：2
1
作者 孙军国 杨旭文 +1 位作者 刘波 夏夕盛 《城市轨道交通研究》 北大核心 2018年第8期149-151,共3页
全自动驾驶系统支持列车无人驾驶,应在没有司机持续监督设备运行的情况下,提供系统故障远程诊断和恢复功能。针对车辆火灾、制动力故障、车门故障、障碍物检测和设备掉电等系统故障,介绍了全自动驾驶系统自动进行应急处理的情况。
关键词 列车全自动驾驶 列车故障 远程诊断 远程恢复
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基于ASP-SAC算法的列车自动驾驶速度控制 被引量：2
2
作者 刘伯鸿 卢田 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2637-2648,共12页
随着经济建设的绿色转型以及人工智能的快速发展,城市轨道交通已成为居民日常出行的重要方式,在保障安全性、高效性和准点性的前提下,列车运行的节能性和舒适性需求也越来越被关注。合理的运行策略能够有效实现多种目标需求下的列车自... 随着经济建设的绿色转型以及人工智能的快速发展,城市轨道交通已成为居民日常出行的重要方式,在保障安全性、高效性和准点性的前提下,列车运行的节能性和舒适性需求也越来越被关注。合理的运行策略能够有效实现多种目标需求下的列车自动驾驶速度控制,强化学习作为一种智能决策方法,能够有效解决这一控制问题。首先,通过综合分析技术、安全性和乘客体验等方面的因素,基于专家经验动作划分和状态信息熵将软演员-评论家(SAC)改进为动作状态经验优先软演员-评论家(ASP-SAC)方法,用于研究列车自动驾驶速度控制问题。其次,将问题马尔可夫形式化,搭建了列车运行环境,确定了状态空间、动作空间以及基于目标控制的奖励函数。最后,以北京地铁亦庄线的一段区间数据为例进行试验,对ASP-SAC方法进行验证并与其他一些算法在相同环境下进行性能优劣比较。研究结果表明:该方法对于多目标控制需求下的列车自动驾驶速度控制问题具有可行性,与未改进前相比算法效率提高22.73%,与PPO算法相比提高29.17%,改进效果良好。同时,列车运行时在安全性、舒适性无误的情况下,准时性、精确性和节能性都强于SAC、DQN、PPO以及PID算法,其中能耗分别减少3.64%、5.62%、4.38%、7.35%,控制效果良好。此外,该方法亦具备鲁棒性,在列车自动驾驶速度控制方面具有一定的优越性和可参考性。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 多目标控制 强化学习 ASP-SAC算法 速度控制
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基于元强化学习的列车智能驾驶快速适应优化研究
3
作者 徐凯 孟倩倩 +1 位作者 张皓桐 张洋 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第5期152-162,共11页
在强化学习优化列车驾驶速度曲线中,当面临复杂运行环境和多变运营需求时,存在难以快速生成优化的驾驶策略的问题。鉴于此,在强化学习基础上,与元学习相结合,综合考虑影响列车能耗的诸多因素,提出一种基于元强化学习的列车智能驾驶快速... 在强化学习优化列车驾驶速度曲线中,当面临复杂运行环境和多变运营需求时,存在难以快速生成优化的驾驶策略的问题。鉴于此,在强化学习基础上,与元学习相结合,综合考虑影响列车能耗的诸多因素,提出一种基于元强化学习的列车智能驾驶快速适应优化算法。该算法由内层学习器和元学习器2个部分组成,内层学习器采用强化学习PPO算法更新任务参数后把参数和损失函数输送到元学习器;元学习器利用这些信息更新任务参数,找到最优解,得到可以快速适应新任务且准确度高的元学习模型。仿真实验结果表明所提算法在新任务下学习效率优势显著,在满足舒适度、准时和停车精度的同时与传统的TRPO,PPO和MAML算法相比分别有效降低能耗6.14%,3.22%和1.40%,达到基准目标所需的迭代回合数仅分别为上述算法的28.57%,30.78%和52.29%,为元学习在列车智能驾驶领域研究的应用提供有效参考。 展开更多
关键词 元学习 强化学习 列车自动驾驶 调度时间调整 临时限速调整
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列车自动驾驶仿真系统算法及其实施研究 被引量：22
4
作者 刘海东 毛保华 +1 位作者 丁勇 何天健 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期577-580,共4页
介绍了列车自动驾驶系统(ATO)的算法,该算法兼顾了列车运行的高效性、准时性、节能、停车精度、舒适性等功能。其中,节能算法采用按目标速度运行,最大限度利用惰行的控制方式,定时算法采用调整目标速度的启发式算法的方式。同时对列车... 介绍了列车自动驾驶系统(ATO)的算法,该算法兼顾了列车运行的高效性、准时性、节能、停车精度、舒适性等功能。其中,节能算法采用按目标速度运行,最大限度利用惰行的控制方式,定时算法采用调整目标速度的启发式算法的方式。同时对列车正常及晚点运行的情况进行了计算机仿真实现,并与列车的实际运行情况进行了比较。该系统可以为进一步研究列车自动驾驶系统提供了有效的实验手段和方法。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 节能 控制算法 牵引计算 计算机仿真
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列车自动驾驶系统控制算法综述 被引量：160
5
作者 唐涛 黄良骥 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期98-102,共5页
介绍了列车自动驾驶系统的基本结构和功能,并对各控制算法的研究情况与投入使用的情况作了详细分析,同时还对列车自动驾驶系统控制算法的前景作了展望。
关键词 列车自动驾驶系统 自动控制 智能控制 控制算法
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基于混合系统模型预测控制的列车自动驾驶策略 被引量：16
6
作者 王龙生 徐洪泽 +1 位作者 张梦楠 段宏伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期53-60,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 列车自动驾驶ATO 模型预测控制 分段仿射系统 混合系统
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基于CBTC的列车自动驾驶控制算法 被引量：21
7
作者 陈荣武 刘莉 诸昌钤 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第11期2649-2651,共3页
基于通信的列车控制系统是列车控制系统技术的发展方向。讨论了基于CBTC的列车自动控制系统的基本结构和功能,指出传统控制方法不能适应列车运行参数的非线性和时变性,而采用智能控制方法较为有效,对基于专家系统的ATO系统、基于模糊控... 基于通信的列车控制系统是列车控制系统技术的发展方向。讨论了基于CBTC的列车自动控制系统的基本结构和功能,指出传统控制方法不能适应列车运行参数的非线性和时变性,而采用智能控制方法较为有效,对基于专家系统的ATO系统、基于模糊控制的ATO系统和基于模糊神经网络的ATO系统等几种速度控制算法进行了分析和建模。 展开更多
关键词 基于通信的列车控制系统 列车自动驾驶 自动速度控制 智能控制 控制算法
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地铁列车自动驾驶系统分析与设计 被引量：20
8
作者 黄良骥 唐涛 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期36-39,共4页
对地铁列车自动驾驶系统进行分析 。
关键词 列车自动控制系统 列车自动驾驶系统 自动控制
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高速列车自动驾驶优化算法 被引量：3
9
作者 李跃宗 王鹏玲 +1 位作者 林轩 王青元 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第11期3221-3224,共4页
为实现列车在自动驾驶下的高效率运行,在分析列车不同阶段运行情况的基础上,以停车阶段为重点,应用层次分析法,得出该阶段各性能指标之间重要性比较的定量描述以及停车控制综合性能指标的评价函数,设计出在线运行控制的模糊操纵规则。... 为实现列车在自动驾驶下的高效率运行,在分析列车不同阶段运行情况的基础上,以停车阶段为重点,应用层次分析法,得出该阶段各性能指标之间重要性比较的定量描述以及停车控制综合性能指标的评价函数,设计出在线运行控制的模糊操纵规则。依据规则进行多次列车的离线模拟运行,对不同等分区域划分和起始制动点选取方案进行专家打分,得到性能指标最优的停车操纵方案。最后以VC++为平台设计仿真系统,验证控制算法下列车运行具有良好的停车精度、舒适性和节时性。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 停车阶段 模糊控制 层次分析法 专家打分法
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基于模型库的列车自动驾驶仿真系统设计 被引量：7
10
作者 卢衍丹 唐涛 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期50-54,共5页
为了使仿真系统有较好的通用性和友好界面 ,本文提出了基于模型库的列车自动驾驶仿真系统的设计方案 ,同时利用三视图法和基于语言的信息分析技术进行列车自动驾驶系统的面向对象分析设计。
关键词 模型库 面向对象 列车自动驾驶仿真系统 设计
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遗传算法在优化高速列车自动驾驶中的应用 被引量：5
11
作者 徐涛 余进 《城市轨道交通研究》 北大核心 2014年第3期59-62,共4页
采用遗传算法,在同时满足列车运行安全、正点、节能和准确停靠的条件下,对牵引计算获得的高速列车的距离-速度曲线数据进行优化,得到列车在不同运行工况(牵引、惰性运行、制动及缓解)下的最佳转换时机,以此改进高速列车的自动驾驶。仿... 采用遗传算法,在同时满足列车运行安全、正点、节能和准确停靠的条件下,对牵引计算获得的高速列车的距离-速度曲线数据进行优化,得到列车在不同运行工况(牵引、惰性运行、制动及缓解)下的最佳转换时机,以此改进高速列车的自动驾驶。仿真试验的结果表明,该方法正确有效,达到了期望的效果。 展开更多
关键词 遗传算法 高速列车 列车自动驾驶 牵引计算
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基于UIO方法的列车自动驾驶信号故障检测研究 被引量：2
12
作者 王呈 唐涛 罗仁士 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期59-64,共6页
列车自动驾驶ATO(Automatic Train Operation)状态故障检测是实现CBTC(Communication BasedTrain Control)系统车载ATO控制功能可靠性的必要条件之一。针对影响列车自动驾驶功能与性能的速度、位置量测传感器故障及执行器故障进行故障建... 列车自动驾驶ATO(Automatic Train Operation)状态故障检测是实现CBTC(Communication BasedTrain Control)系统车载ATO控制功能可靠性的必要条件之一。针对影响列车自动驾驶功能与性能的速度、位置量测传感器故障及执行器故障进行故障建模,利用基于未知输入观测器UIO的故障检测方法对存在未知干扰与噪声情况下的ATO状态故障进行检测。通过构建残差与设置阈值来降低对未知干扰或噪声的敏感度,从而降低故障报错率。仿真结果表明,本文所提出的方法能够完成对列车控制状态3种故障模式的检测,该检测信息不仅能够给已经装备ATO的车辆提供实时优化曲线生成所需的参数,也可以为仍使用人工驾驶的列车进行预警,并为车辆维护业务提供有用信息。 展开更多
关键词 未知输入观测 故障检测 列车自动驾驶 可靠性 城市轨道交通
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面向对象的列车自动驾驶仿真系统建模 被引量：3
13
作者 卢衍丹 唐涛 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第1期8-10,共3页
列车自动驾驶是列车运行自动控制系统的重要组成部分,它代替司机完成驾驶列车的任务,保证列车高效节能地运行。本文采用面向对象的设计方法,对列车自动驾驶仿真平台的分析与设计进行了详细论述,并完成了系统仿真软件的设计。
关键词 仿真平台 列车自动驾驶 面向对象
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城轨列车自动驾驶广义预测控制器的算法研究 被引量：5
14
作者 赵文天 郜春海 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第21期259-264,共6页
近年来,轨道交通发展非常迅速,其中ATO设备负责列车的牵引和制动,这直接影响城轨运行的安全和效率。已有的城轨ATO控制方法由于控制算法过于复杂,或者需要迭代求解且计算时间不确定等,因而仅具有理论意义,难以在工程上实现。广义预测控... 近年来,轨道交通发展非常迅速,其中ATO设备负责列车的牵引和制动,这直接影响城轨运行的安全和效率。已有的城轨ATO控制方法由于控制算法过于复杂,或者需要迭代求解且计算时间不确定等,因而仅具有理论意义,难以在工程上实现。广义预测控制算法就是一种简单高效、易于工程实现的控制算法,但是其设计之初并没有考虑ATO控制的特殊需求。通过改进广义预测控制算法,在优化目标中增加了超调抑制项,重新推导预测输入表达式,并增加输入饱和约束,设计了采用二次曲线的平滑的牵引和制动目标曲线,从而保障乘客乘车的安全性和舒适性。通过仿真,证明算法的易用性、安全性和有效性。 展开更多
关键词 列车自动驾驶系统(ATO) 城市轨道交通 广义预测控制器 超调抑制 输入约束 平滑目标曲线
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列车自动驾驶的仿真实现 被引量：9
15
作者 黄志平 康熊 周忠良 《铁道机车车辆》 2001年第6期3-7,共5页
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。
关键词 列车自动驾驶 人工智能 预测控制 仿真 ATO 模型 行车规则 自动控制 列车运行自动化
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磁浮列车自动驾驶系统控制策略及可靠性研究 被引量：4
16
作者 于建志 陈永生 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2010年第A12期3419-3422,共4页
为了提高磁浮列车自动驾驶系统的安全性和可靠性,提出了一种可行的自动运行控制策略。基于双机冗余模式的系统架构,采用设计的通信握手策略来实现系统通信及角色识别;通过运行控制策略来确保运行计划正确执行。为了验证系统的可行性,把... 为了提高磁浮列车自动驾驶系统的安全性和可靠性,提出了一种可行的自动运行控制策略。基于双机冗余模式的系统架构,采用设计的通信握手策略来实现系统通信及角色识别;通过运行控制策略来确保运行计划正确执行。为了验证系统的可行性,把单元失效率划分为一系列独立部分,根据各部分失效率对系统的产生影响,运用马尔可夫模型进行了仿真分析,结果表明该方案是有效的。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 可靠性 安全性 马尔可夫模型 仿真
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基于遗传算法和粒子群优化的列车自动驾驶速度曲线优化方法 被引量：22
17
作者 张京 朱爱红 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2022年第2期599-605,共7页
针对列车自动驾驶(ATO)过程中的精准停车、准时性、舒适性以及能耗问题,提出一种基于遗传算法与粒子群优化(GAPSO)算法结合的ATO速度曲线优化方法。首先,建立列车ATO运行多目标优化模型,将列车过分相区断电惰行纳入控制策略,并对运行控... 针对列车自动驾驶(ATO)过程中的精准停车、准时性、舒适性以及能耗问题,提出一种基于遗传算法与粒子群优化(GAPSO)算法结合的ATO速度曲线优化方法。首先,建立列车ATO运行多目标优化模型,将列车过分相区断电惰行纳入控制策略,并对运行控制策略进行分析;其次,对粒子群优化(PSO)算法进行改进,采用非线性动态惯性权重和改进的加速度系数,并将遗传算子融入其中,从而构成一种全新的GAPSO算法,且验证了GAPSO算法在全局搜索和局部搜索能力以及收敛速度上的优越性。最后,通过GAPSO算法对工况转换点进行寻优,以获取一组满足多目标优化的工况转换点速度,进而得到最优目标速度曲线。仿真实验结果表明,所提优化方法在总体运行时间满足准时性要求的前提下,使能耗降低了13.29%,舒适性提高了26.62%,停车误差降低了21.62%。由此可见,优化后的列车目标速度曲线能够满足多目标要求,该方法为列车ATO多目标优化提供了一种可行的解决方案。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 多目标优化 分相区 目标速度曲线 遗传算子 粒子群优化算法
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基于通用工业控制平台的列车自动驾驶仿真系统 被引量：1
18
作者 郑成斌 郑松 +1 位作者 李贝贝 陈德旺 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2017年第A02期263-265,278,共4页
针对目前列车自动驾驶仿真系统存在的实时性不高和对实际控制系统直接移植性差等问题,提出了基于通用工业自动化控制平台(IAP)设计的列车自动驾驶仿真系统。利用工业自动化平台中的图像显示、程序控制、逻辑控制和数据监控相分离的组态... 针对目前列车自动驾驶仿真系统存在的实时性不高和对实际控制系统直接移植性差等问题,提出了基于通用工业自动化控制平台(IAP)设计的列车自动驾驶仿真系统。利用工业自动化平台中的图像显示、程序控制、逻辑控制和数据监控相分离的组态技术,结合对福州地铁一号线的实际运行数据研究和建模,开发、实现了列车自动驾驶仿真系统,并在此基础上研究了基于多目标的列车自动驾驶算法。仿真结果表明,基于工业自动化控制平台的列车自动驾驶仿真系统具有出色的控制性能和数据并行处理能力。再者,该仿真系统更容易移植到实际控制系统中,提升了列车自动驾驶仿真研究的实用性和扩展性。 展开更多
关键词 列车自动驾驶系统 工业自动化控制平台 组态技术 列车自动驾驶算法 多目标优化
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市域铁路列车自动折返效率提升方法研究 被引量：3
19
作者 崔佳诺 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第5期165-169,188,共6页
市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应... 市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应用于莞惠城际的CTCS2+ATO列控系统虽然具备半自动折返功能,但无法满足市域3 min的站后自动折返间隔要求。CTCS2+ATO列控系统应增加自动折返功能,以满足市域铁路需求。建议车载ATP实现快速换端、快速启机,减少换端过程耗时;建议车载ATO实现快速发车、快速运行、快速停车,减少运行过程耗时;建议CTC实现自动办理折入进路、自动办理折出进路,减少进路办理耗时;建议为不同编组列车设置不同的停车点,提升不同编组列车的折返效率;建议优化折返站的车站股道有效长和车站咽喉区长度,尽量减小折返进路长度,提升折返效率。通过以上改进措施,经过实验室验证,可以满足市域铁路的3 min折返间隔要求。 展开更多
关键词 市域铁路 列车控制系统 列车自动防护 列车自动驾驶 自动折返 快速启动
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列车自动驾驶系统的滑模PID组合控制 被引量：26
20
作者 杨艳飞 崔科 吕新军 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期61-67,共7页
停车精度高、舒适平稳、响应速度快是衡量列车自动驾驶系统控制性能的重要指标。本文针对城市轨道列车模型具体参数未知,因设备老化及环境变化造成的列车性能变化,及存在外界干扰等问题,设计了基于曲线跟踪的滑模PID组合控制器。基于滑... 停车精度高、舒适平稳、响应速度快是衡量列车自动驾驶系统控制性能的重要指标。本文针对城市轨道列车模型具体参数未知,因设备老化及环境变化造成的列车性能变化,及存在外界干扰等问题,设计了基于曲线跟踪的滑模PID组合控制器。基于滑模控制技术,该控制器能驱动列车运行状态,使其达到事先指定的滑动超平面,使得列车能够跟踪理想目标运行曲线,完成站间运行并精确停车。系统仿真研究及实际应用表明,滑模PID组合控制渐近稳定,且对列车系统参数不确定性和外界干扰具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 (ATO) 城市轨道列车 滑模控制 PID控制
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