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高速列车追踪运行过程仿真方法研究 被引量：14
1
作者 周艳红 唐金金 《铁道标准设计》 北大核心 2012年第8期116-120,共5页
以高速列车追踪运行前后车关系为出发点,应用仿真技术对高速列车追踪运行过程仿真进行研究,以验算区间安全间隔时间、信号系统的通过能力等。在列车追踪通用模型基础上,对固定闭塞、准移动闭塞及移动闭塞下的列车追踪运行过程约束进行研... 以高速列车追踪运行前后车关系为出发点,应用仿真技术对高速列车追踪运行过程仿真进行研究,以验算区间安全间隔时间、信号系统的通过能力等。在列车追踪通用模型基础上,对固定闭塞、准移动闭塞及移动闭塞下的列车追踪运行过程约束进行研究,并主要针对追踪运行中前行列车对后行列车的影响构建高速列车追踪运行仿真模型,设计了相应的计算机仿真算法并进行编程实现。最后,以准移动闭塞和移动闭塞下列车以300 km/h运行条件下的实例仿真结果,对本文采用的高速列车追踪运行过程仿真方法的有效性进行了验证。 展开更多
关键词 高速列车 区间闭塞系统 追踪运行列车 移动闭塞 仿真方法
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多维并行遗传算法在列车追踪运行节能优化中的应用 被引量：6
2
作者 卢启衡 冯晓云 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期39-44,共6页
为了研究先行列车与追踪列车在移动闭塞信号系统控制下进行追踪运行时的综合节能优化控制问题,构建了以能耗与运行时间误差为目标的列车节能控制模型。该模型以列车的操纵手柄级位与列车的工况转换点(即操纵手柄级位改变时,列车的位置)... 为了研究先行列车与追踪列车在移动闭塞信号系统控制下进行追踪运行时的综合节能优化控制问题,构建了以能耗与运行时间误差为目标的列车节能控制模型。该模型以列车的操纵手柄级位与列车的工况转换点(即操纵手柄级位改变时,列车的位置)为控制变量。在此基础上,提出了静态与动态速度约束条件(即线路的静态速度约束与先行列车的运行状态对其后的追踪列车所产生的动态速度约束),结合外部惩罚函数,利用多维并行遗传算法对该问题进行了求解。求解时,根据GA的进化代数动态的调整交叉与变异概率,提高粗粒度搜索与细粒度搜索的效率。同时,采用了坡道三分法和实数编码法来缩短染色体长度,提高收敛速度。最后,在移动闭塞信号系统列车运行仿真平台上验证了该优化控制算法的正确性与有效性。 展开更多
关键词 优化控制系统 节能 列车追踪运行 动态速度约束 移动闭塞信号系统 遗传算法
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基于移动闭塞时空占用带模型的高速列车追踪运行优化 被引量：8
3
作者 盛昭 上官伟 +2 位作者 蔡伯根 钟庆伦 宋鸿宇 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期87-96,共10页
针对移动闭塞系统下高速列车站间追踪优化问题,根据固定闭塞系统的闭塞时间阶梯模型,建立移动闭塞的时空占用带优化模型。首先将列车站间运行过程进行分解,获取影响列车区间运行过程8个阶段的4个关键速度(出站咽喉速度、站间巡航速度、... 针对移动闭塞系统下高速列车站间追踪优化问题,根据固定闭塞系统的闭塞时间阶梯模型,建立移动闭塞的时空占用带优化模型。首先将列车站间运行过程进行分解,获取影响列车区间运行过程8个阶段的4个关键速度(出站咽喉速度、站间巡航速度、惰行末速度、进站咽喉速度)。然后根据列车车站发车追踪间隔、列车区间追踪间隔和列车车站到达追踪间隔三种场景,分析列车最小追踪间隔。在此基础上,根据移动闭塞时空占用带上下限分析列车追踪过程,建立以能耗和运行时间为性能指标的列车追踪运行优化问题,采用量子进化算法优化列车的发车间隔和站间追踪策略。最后,以CRH380AL型动车组为原型,选取武广线赤壁北—岳阳东段为仿真线路区间,验证了移动闭塞时空占用带模型和量子进化算法的有效性。 展开更多
关键词 高速列车 移动闭塞 时空占用带 列车追踪运行优化 量子进化算法
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高速列车追踪运行过程的节能优化 被引量：1
4
作者 朱爱红 马晓娜 +2 位作者 段玉琼 李杰 李俊 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第12期47-49,53,共4页
对追踪列车运行曲线的优化研究,可有效降低列车能源消耗。采用萤火虫算法(FA)可解决此类问题。将后行列车运行能耗作为目标函数,以速度、时间、距离和两车间安全距离为约束条件,建立数学模型。以CRH3型动车组和武广客运专线中某段线路... 对追踪列车运行曲线的优化研究,可有效降低列车能源消耗。采用萤火虫算法(FA)可解决此类问题。将后行列车运行能耗作为目标函数,以速度、时间、距离和两车间安全距离为约束条件,建立数学模型。以CRH3型动车组和武广客运专线中某段线路为基础进行仿真实验。首先,运用萤火虫算法搜索工况转换速度序列使得列车能耗最低;然后,再次使用该算法对此序列值二次寻优。仿真结果表明:追踪列车运行能耗指标降低14.31%,满足安全性与准时性要求。 展开更多
关键词 追踪列车运行能耗 节能运行曲线 速度序列 萤火虫算法
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故障列车救援情况下的多列车运行仿真研究 被引量：9
5
作者 王志强 何嘉杭 《城市轨道交通研究》 北大核心 2013年第1期19-23,53,共6页
以移动闭塞为例,综合考虑乘客舒适度和安全控制等因素,设计了多列车追踪运行的计算模型。根据故障列车救援的步骤,设计了故障列车救援的仿真算法和仿真系统的总体流程,分析了故障处置对线路运营的影响,建立了故障状态下的轨道交通多列... 以移动闭塞为例,综合考虑乘客舒适度和安全控制等因素,设计了多列车追踪运行的计算模型。根据故障列车救援的步骤,设计了故障列车救援的仿真算法和仿真系统的总体流程,分析了故障处置对线路运营的影响,建立了故障状态下的轨道交通多列车运行仿真系统。最后通过实际算例,验证了该系统的有效性。突发故障下多列车运行过程仿真系统可为运营可靠性分析和应急预案的制定提供强有力的辅助分析工具。 展开更多
关键词 城市轨道交通 故障列车救援 多列车追踪运行 计算机仿真
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基于动态间隔时间的列车追踪策略研究 被引量：4
6
作者 郑维耀 李茂青 江娜 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1067-1075,共9页
基于追踪控制的实时性需求,提出列车追踪动态间隔时间指标,并对列车追踪运行时该指标的变化情况进行分析。根据分析结果提出一种在满足列车间实时通信的情况下,对追踪运行的2列车进行整体考虑的列车追踪方案。该方案先通过改变追踪策略... 基于追踪控制的实时性需求,提出列车追踪动态间隔时间指标,并对列车追踪运行时该指标的变化情况进行分析。根据分析结果提出一种在满足列车间实时通信的情况下,对追踪运行的2列车进行整体考虑的列车追踪方案。该方案先通过改变追踪策略,达到在追踪列车减速进限速区的过程中,间隔距离减小的同时后车速度也逐渐减小,减缓追踪间隔时间实时的变化情况,从而增大最小追踪动态间隔时间,降低列车追踪运行的安全风险;在保证安全运行的前提下,通过适当减小图定追踪间隔时间,提高效率。针对该运行方案,进一步设计模糊决策预测控制的分层控制器进行仿真,仿真结果与理论分析一致,达到预期目的。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 列车追踪运行 列车追踪动态间隔时间
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面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行仿真研究
7
作者 张英贵 赵明慧 张云丽 《交通运输系统工程与信息》 EI 2024年第1期199-209,共11页
城市轨道交通是解决城市交通拥堵问题最强有效的绿色交通方式,其高峰期客流激增且客流时空分布不均,而面向虚拟连挂的城轨列车动态灵活编组和群组追踪运行能有效满足复杂多变的城轨运营需求。本文剖析面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运... 城市轨道交通是解决城市交通拥堵问题最强有效的绿色交通方式,其高峰期客流激增且客流时空分布不均,而面向虚拟连挂的城轨列车动态灵活编组和群组追踪运行能有效满足复杂多变的城轨运营需求。本文剖析面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行过程,给出虚拟连挂列车群组最小安全追踪距离计算公式;以单列标准车长的线路路段为一个元胞单元,设计速度及位移更新规则,构建基于元胞自动机的城轨列车群组追踪运行仿真模型;以某市地铁2号线为背景,多角度仿真刻画面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行性能。仿真结果表明:面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行模型能有效缩短列车最小安全追踪间隔时间,城轨线路通过能力较移动闭塞制式提高78.4%;头车延迟引起的后续列车晚点总数量及总晚点时间更小,呈现出更佳的抗干扰性与恢复性能,且宜采用小编组列车实现虚拟连挂;动态混合编组的城轨列车群组追踪运行性能最佳,单一小编组的次之,大编组列车群宜在小编组列车群前面运行;城轨列车群组旅行速度总体上与平均站间距呈正相关;当列车发车间隔大于延迟时间时,平均站间距对列车群组的延迟影响不敏感,相反,则影响较为显著。研究结论能够为面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行决策提供技术支撑。 展开更多
关键词 城市交通 列车群组追踪运行 元胞自动机 城轨列车 虚拟连挂 动态灵活编组
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基于人工势场的虚拟编组自适应模型预测控制
8
作者 林俊亭 倪铭君 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第10期3273-3285,共13页
现今,列车高速度、高密度追踪控制对编队列车运行的安全性提出更高的要求。为满足人们对列车运行过程中自适应性和准确性的需求,提出一种基于人工势场的虚拟编组(VC)自适应模型预测控制(MPC)方法。将VC列车作为研究对象,采用MPC方法建... 现今,列车高速度、高密度追踪控制对编队列车运行的安全性提出更高的要求。为满足人们对列车运行过程中自适应性和准确性的需求,提出一种基于人工势场的虚拟编组(VC)自适应模型预测控制(MPC)方法。将VC列车作为研究对象,采用MPC方法建立基于列车平衡态的动力学模型,以控制精度和平稳性、安全性为优化目标,并将基于人工势场设置的防撞函数加入目标函数,从而实现编队的防撞控制;分析不同时域参数对系统控制精度和计算效率的影响作用,设计对应的适应度函数,基于遗传算法(GA)求得不同工况下的最优时域参数组合,并制定时域参数更新策略,在确保列车编组准确控制的同时提高系统的实时性;在MATLAB平台上搭建4列车追踪运行场景,仿真验证所提方法的有效性。结果表明:相较于传统的模型预测控制器,基于人工势场的模型预测控制器在间隔控制上准确度提高了94.8%,可有效避免列车间发生碰撞,保证了列车运行的安全性;另外,采用自适应控制律的控制器可根据列车运行状态对系统进行实时调整,在确保高控制精度的前提下,计算效率提高10%。研究结果验证了所提方法的可行性,提高了控制器的综合控制性能,并为进一步优化编队控制和保障列车安全运行提供参考。 展开更多
关键词 虚拟编组 模型预测控制 人工势场 遗传算法 列车追踪运行优化
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基于RBF神经网络PID控制的列车ATO系统优化 被引量：26
9
作者 董昱 魏万鹏 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期103-109,共7页
针对在复杂环境下列车高速运行时,现有的Fuzzy-PID控制算法自适应性差在受到外界因素的干扰时会导致列车追踪误差较大的问题,提出了一种基于径向基(RBF)神经网络PID控制的列车速度控制算法。首先,在构建列车优化模型时,充分考虑列车经... 针对在复杂环境下列车高速运行时,现有的Fuzzy-PID控制算法自适应性差在受到外界因素的干扰时会导致列车追踪误差较大的问题,提出了一种基于径向基(RBF)神经网络PID控制的列车速度控制算法。首先,在构建列车优化模型时,充分考虑列车经过电分相时必须处于惰行工况的特点,并且依据电分相和限速条件的特点将列车行驶过程中的区段进行了划分,简化了求解过程;然后使用RBF神经网络PID控制器对目标速度曲线进行追踪仿真,同时与现有的Fuzzy-PID控制器进行比较。实验结果表明,基于RBF神经网络PID控制算法能够实时有效的追踪目标速度曲线且追踪误差较小。 展开更多
关键词 高速列车 电分相 RBF神经网络 列车运行曲线追踪
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基于灰色预测模糊PID控制的列车ATO系统优化 被引量：11
10
作者 马晓娜 朱爱红 卢稳 《铁道标准设计》 北大核心 2018年第8期163-167,共5页
对列车目标运行曲线的精确追踪是列车自动驾驶系统实现列车安全、准时、节能及舒适运行的核心。针对列车运行过程的大滞后、非线性问题,设计以灰色预测模糊PID算法为核心的列车自动驾驶控制器,以此达到优化列车ATO控制系统的目的。灰色... 对列车目标运行曲线的精确追踪是列车自动驾驶系统实现列车安全、准时、节能及舒适运行的核心。针对列车运行过程的大滞后、非线性问题,设计以灰色预测模糊PID算法为核心的列车自动驾驶控制器,以此达到优化列车ATO控制系统的目的。灰色预测控制设置在反馈回路中,其预测值与给定输入值的偏差及偏差变化率作为模糊控制器的输入。模糊控制系统对PID控制的参数进行自动校正,参数可调的PID算法完成对系统的控制。选取相关线路和车型并做仿真试验,验证了经控制器作用后的输出曲线与列车运行的输入曲线之间的追随误差小,加速度的变化在合理的范围内。因此,设计的控制器可以取得良好的ATO控制效果。 展开更多
关键词 列车自动驾驶 灰色预测 模糊PID 列车运行曲线追踪
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