基于离散-连续动态规划的城市轨道交通列车速度曲线优化研究

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作者 伍成城 纪学斌 +2 位作者 石红国 黄子凌 雷学亮 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第9期9-15,38,共8页

在降低城市轨道交通列车运营能耗的同时,也要保证列车准时运行和精准停靠。针对城市轨道交通节能运行问题,基于离散空间时间速度网格模型和动态规划理论,在准点到达和精准停靠约束下,提出一种优化城市轨道交通列车节能运行速度曲线的方... 在降低城市轨道交通列车运营能耗的同时,也要保证列车准时运行和精准停靠。针对城市轨道交通节能运行问题,基于离散空间时间速度网格模型和动态规划理论,在准点到达和精准停靠约束下,提出一种优化城市轨道交通列车节能运行速度曲线的方法。首先在城市轨道交通列车动力学分析和最优节能控制策略基础上,将列车运行曲线在空间、时间和速度3个维度上离散化,将连续列车控制过程转化为马尔可夫决策过程,分解为若干个子问题求解;然后在离散网络中设计离散和连续2种列车状态,离散状态用于近似到相同状态进行能耗比较,连续状态用于准确表达列车实际状态转移过程,并设计实时保存算法避免反向寻找最优决策过程,再基于递推方程计算列车速度曲线;最后,通过对大连北—后盐线与北京地铁亦庄线实例进行仿真。实验结果表明,与离散动态规划相比,停站误差降低199 m;相较于双种群遗传粒子群算法,在满足准时性和停站精度下节能18.2%;离散-连续动态规划能满足准时性和停站精度要求,且能合理利用线路纵断面条件得到更佳列车速度曲线。灵敏度分析实验表明,算法计算效率受离散程度影响,调整离散间隔参数可以达到计算时间和性能均衡。 展开更多

关键词 城市轨道交通 节能运行 列车速度曲线 离散网络 离散-连续动态规划

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连续运行车辆-轨道垂向耦合动力学的时变分析法

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作者 杨蔡进 《力学学报》 北大核心 2025年第3期740-754,共15页

随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与... 随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与长大轨道结构耦合动力学建模难题.现代高速列车短时间内就能在轨运行至数百公里的距离,经典的理论方法采用了拉格朗日方式描述系统的运动和变形,限定系统的力学研究对象固定不变,往往需要针对全部长度的轨道结构进行建模,计算分析效率亟需提高.围绕高速轨道交通领域内关键基础力学模型问题,基于模型截断的策略,从时变系统动力学角度,构建长距离连续运行车辆-轨道耦合动力学高效建模与分析方法.引入移动控制体描述长大轨道结构在有效振动区域内动力学行为,利用任意拉格朗日-欧拉原理建立移动控制体内截断轨道梁的连续时变动力学模型,基于自适应步长Runge-Kutta-Fehlberg积分策略,通过预处理当前时间步的积分信息,确定预测下一时间步系统响应所需的迭代条件,从而表征控制体内轨道梁下轨枕和道床质量系统的离散时变动力学问题.最后,通过数值算例仿真,分析了车辆-轨道耦合系统的动力学响应,并将计算结果与传统模态叠加法获得结果进行比较,验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 高速列车 长大轨道结构 离散/连续时变系统动力学 移动控制体 任意拉格朗日-欧拉原理

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混杂系统故障诊断方法综述 被引量：11

3

作者 王文辉 刘帅 周东华 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期1853-1857,共5页

评述了混杂系统故障诊断方法的发展状况。首先介绍了混杂系统故障诊断问题的研究背景,然后介绍了主要的混杂系统的故障诊断方法,分析了各种方法的特点,随后介绍了一些典型的应用实例,最后探讨了这一研究领域中有待进一步研究的问题和发... 评述了混杂系统故障诊断方法的发展状况。首先介绍了混杂系统故障诊断问题的研究背景,然后介绍了主要的混杂系统的故障诊断方法,分析了各种方法的特点,随后介绍了一些典型的应用实例,最后探讨了这一研究领域中有待进一步研究的问题和发展趋势。 展开更多

关键词 混杂系统 故障诊断 连续动态 离散动态

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混合动态系统及其应用综述 被引量：36

4

作者 莫以为 萧德云 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-8,共8页

在概述混合动态系统产生背景与发展近况的基础上 ,主要综述了混合动态系统研究中的若干重要问题 ,包括描述混合动态系统的常见工具 ,如自动机和Petri网 ,以及混合动态系统的模型描述方法及用于描述混合动态系统的递阶结构模型和混合逻... 在概述混合动态系统产生背景与发展近况的基础上 ,主要综述了混合动态系统研究中的若干重要问题 ,包括描述混合动态系统的常见工具 ,如自动机和Petri网 ,以及混合动态系统的模型描述方法及用于描述混合动态系统的递阶结构模型和混合逻辑动态模型 ,对混合动态系统控制器的设计和验证及其在故障诊断等方面的应用研究也作了介绍 。 展开更多

关键词 混合动态系统 离散动态系统 连续动态系统 自动机 PETRI网

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泥石流数值模拟方法研究进展 被引量：17

5

作者 乔成 欧国强 +2 位作者 潘华利 王钧 宇岩 《地球科学与环境学报》 CAS 2016年第1期134-142,共9页

泥石流作为一种多相混合介质,所包含的物理过程和动力学特征非常复杂。针对泥石流问题的数值模拟方法随着数值计算方法和物理计算模型的发展而发展,基于物理过程的数值模拟方法为探究泥石流复杂物理现象背后的机理提供了一种有效手段。... 泥石流作为一种多相混合介质,所包含的物理过程和动力学特征非常复杂。针对泥石流问题的数值模拟方法随着数值计算方法和物理计算模型的发展而发展,基于物理过程的数值模拟方法为探究泥石流复杂物理现象背后的机理提供了一种有效手段。回顾了求解泥石流动力问题的数值模拟方法,从连续介质计算方法、离散介质计算方法和混合介质计算方法3个方面分析了不同数值模拟方法的特点和适用情况,介绍了在泥石流分析中常用的数值模拟软件及其特点,展望了求解泥石流动力学问题的数值模拟方法的发展趋势。结果表明:传统的基于网格的计算方法已有长足发展和较长的应用历史,相对比较成熟,但是在处理大变形、快速运移的自由表面流问题时,存在网格容易畸变等问题;基于粒子的计算方法在处理上述问题时无需网格的划分和维护,易于确定自由表面位置和多相间的界面,但存在边界条件处理困难等问题;混合介质计算方法在较小尺度范围内对固体颗粒物质与液相相互作用机理进行探讨时具有重要作用。 展开更多

关键词 泥石流 数值模拟 动力学模型 多相 连续介质 离散介质 混合介质 深度积分

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利用混杂系统理论进行电力系统建模的研究 被引量：35

6

作者 赵洪山 米增强 +1 位作者 牛东晓 杨奇逊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期20-25,共6页

描述了电力系统离散事件与连续动态相互作用的混杂行为,介绍了离散事件系统的模型工具Petri网与混杂系统的模型工具可编程赋时Petri网。提出了利用可编程赋时Petri网来建立混杂电力系统模型的方法。该方法将复杂的电力系统分成离散状态... 描述了电力系统离散事件与连续动态相互作用的混杂行为,介绍了离散事件系统的模型工具Petri网与混杂系统的模型工具可编程赋时Petri网。提出了利用可编程赋时Petri网来建立混杂电力系统模型的方法。该方法将复杂的电力系统分成离散状态逻辑层和连续动态层来描述,由逻辑层进行协调各连续动态系统的模式切换。同时,文中给出了一个利用可编程赋时Petri网对具有有载调压变压器的简单电力系统的建模实例,并利用多Lyapunov函数方法进行了系统的逻辑切换稳定性分析。仿真结果表明了在有载调压变压器能够调节的范围内,系统的模式切换是稳定的,以此证实这种建模方法的有效性。 展开更多

关键词 电力系统 建模 混杂系统理论 离散事件系统 电网 电压综合控制 PETRI网

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混杂系统理论及其在电力系统的应用前景 被引量：7

7

作者 赵洪山 米增强 +1 位作者 田建设 杨奇逊 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2002年第2期6-12,共7页

简述了混杂电力系统的现状，探讨了混杂动态系统理论在电力系统应用前景。

关键词 系统分析 混杂系统理论 电力系统

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网络模拟中的动态连续计算 被引量：3

8

作者 王晓锋 张宏莉 +1 位作者 王风宇 张兆心 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第23期7439-7444,共6页

为降低网络模拟的计算开销,提出了数据包转发模拟的动态连续计算方法。依靠连续计算,该方法提高了数据包转发的模拟性能;依靠动态选择,该方法保证了模拟结果的真实性。通过在NS上的实验表明,与传统的离散事件模拟相比,该方法减少离散事... 为降低网络模拟的计算开销,提出了数据包转发模拟的动态连续计算方法。依靠连续计算,该方法提高了数据包转发的模拟性能;依靠动态选择,该方法保证了模拟结果的真实性。通过在NS上的实验表明,与传统的离散事件模拟相比,该方法减少离散事件数80%以上,减少模拟运行时间55%左右,减少存储开销4.6%,而对模拟结果真实性造成的误差平均在0.3%以内。 展开更多

关键词 离散事件模拟 网络模拟 连续计算 动态

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连续和离散统一的动态场模型扩展研究 被引量：3

9

作者 黄凤茹 方裕 +2 位作者 陈斌 彭霞 尹双石 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期738-743,共6页

为支持对空间现象的分布连续性和时间动态性的表达,实现在数据库中对场数据进行统一存储和时空查询分析,提出解析式结构表达连续场和矩阵结构表达离散场的统一动态场模型,并在空间数据库中实现其类型和操作扩展,支持连续和离散动态场的... 为支持对空间现象的分布连续性和时间动态性的表达,实现在数据库中对场数据进行统一存储和时空查询分析,提出解析式结构表达连续场和矩阵结构表达离散场的统一动态场模型,并在空间数据库中实现其类型和操作扩展,支持连续和离散动态场的统一表达、管理、访问及时空查询分析,支持二者的相互转换,实现场模型数据和对象模型数据的一体化处理。实例研究表明该模型及其数据库扩展很好表达时空现象并支持场数据的空间数据库管理和时空查询。 展开更多

关键词 场模型 连续场 离散场 动态场 时空查询 GIS

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Q学习算法中网格离散化方法的收敛性分析 被引量：9

10

作者 蒋国飞 高慧琪 吴沧浦 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期194-198,共5页

Q学习算法是Watkins[1] 提出的求解信息不完全马尔可夫决策问题的一种强化学习方法 .要用Q学习算法来求解有连续状态和决策空间的随机最优控制问题 ,则需要先离散化问题的状态和决策空间 .在本文中 ,我们证明了在满足一定的Lipschitz连... Q学习算法是Watkins[1] 提出的求解信息不完全马尔可夫决策问题的一种强化学习方法 .要用Q学习算法来求解有连续状态和决策空间的随机最优控制问题 ,则需要先离散化问题的状态和决策空间 .在本文中 ,我们证明了在满足一定的Lipschitz连续性和有关集合为紧集的条件下 ,随着网格密度的增加 ,空间离散化后Q学习算法求得的最优解依概率 展开更多

关键词 Q学习算法 网格离散化 收敛性 马尔可夫决策

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基于性能的隔震结构动力优化设计 被引量：5

11

作者 李刚 杨迪雄 程耿东 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期160-165,共6页

结合优化问题的特点,应用稳健的优化算法以合理的计算代价求解了非线性隔震结构含瞬态约束的混合变量动力优化设计问题.首先根据投资-效益准则建立了基础隔震结构一体化优化设计模型,其中目标函数是结构寿命周期内的总费用,包括结构初... 结合优化问题的特点,应用稳健的优化算法以合理的计算代价求解了非线性隔震结构含瞬态约束的混合变量动力优化设计问题.首先根据投资-效益准则建立了基础隔震结构一体化优化设计模型,其中目标函数是结构寿命周期内的总费用,包括结构初始造价和损失期望,约束条件包括隔震层水平位移、上部结构层间变形等,优化模型同时对上部结构截面尺寸和隔震器参数进行优化.充分利用铅芯橡胶支座隔震结构的局部非线性性质,使非线性隔震结构的时程分析计算效率接近线性动力分析.然后应用含潜在约束策略的序列二次规划算法,并结合选择性动态圆整法进行具有连续、离散混合变量的隔震结构的非线性动力优化设计.算例表明了优化模型和算法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 基础隔震结构 基于性能的一体化设计 非线性动力优化设计 混合变量

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数字人体的连续与离散动态系统和随机性 被引量：3

12

作者 毕思文 王秀利 《中国医学影像技术》 CSCD 2003年第z1期9-15,共7页

笔者首先描述了数字人体的连续动态系统 ,包括线性动态数字人体 ,非线性动态数字人体 ,轨道、暂态、定态 ,人体系统的周期运动与回归性、分岔、突变、连续混沌和人体系统稳定性 ;然后分析了包括离散映射、自动器网络模型、符号动力学和... 笔者首先描述了数字人体的连续动态系统 ,包括线性动态数字人体 ,非线性动态数字人体 ,轨道、暂态、定态 ,人体系统的周期运动与回归性、分岔、突变、连续混沌和人体系统稳定性 ;然后分析了包括离散映射、自动器网络模型、符号动力学和离散混沌的数字人体离散动态系统 ;最后介绍了数字人体的随机性。 展开更多

关键词 数字人体连续动态系统 离散动态系统 随机性

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地震活动数学建模的物理含义及等价动力学过程

13

作者 郭大庆 杨立明 石特临 《西北地震学报》 CSCD 1995年第3期54-59,共6页

在对时序数学模型进行较为系统地研究的基础上，本文探索将离散数学模型转换为连续动力微分方程，实现由实测数据反演动力微分方程。本文介绍了模型转换的原理、具体计算方法，探讨了方程的物理含义及所反映的动力学过程，并给出了计算... 在对时序数学模型进行较为系统地研究的基础上，本文探索将离散数学模型转换为连续动力微分方程，实现由实测数据反演动力微分方程。本文介绍了模型转换的原理、具体计算方法，探讨了方程的物理含义及所反映的动力学过程，并给出了计算实例。 展开更多

关键词 离散模型 动力微分方程 预测模型 地震动性

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基于动态层次聚类的离散化算法的研究

14

作者 李晓飞 《计算机应用与软件》 CSCD 2009年第10期262-264,272,共4页

连续属性离散化问题是机器学习的重要方面,是数据预处理问题之一。提供的基于动态层次聚类的离散化算法是层次聚类算法的一种改进。对该算法进行定性分析—对随机采集数据根据相似度进行聚类分析,得到论域的一种划分。通过实验表明,基... 连续属性离散化问题是机器学习的重要方面,是数据预处理问题之一。提供的基于动态层次聚类的离散化算法是层次聚类算法的一种改进。对该算法进行定性分析—对随机采集数据根据相似度进行聚类分析,得到论域的一种划分。通过实验表明,基于动态层次聚类的离散化算法对连续属性的划分更加合理,更加有效。 展开更多

关键词 连续属性 离散化 动态的 层次聚类

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混杂动态系统理论

15

作者 李勇华 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1993年第6期28-34,共7页

本文综述了迄今为止在混杂动态系统(含连续时间变量及离散事件的一类系统)研究中的两大类结果,以SIGNAL语言和关系模型为基础的混杂动态系统研究和基于离散事件系统/连续时间系统相互作用之间层次模型上混杂动态系统研究。另外,我们给... 本文综述了迄今为止在混杂动态系统(含连续时间变量及离散事件的一类系统)研究中的两大类结果,以SIGNAL语言和关系模型为基础的混杂动态系统研究和基于离散事件系统/连续时间系统相互作用之间层次模型上混杂动态系统研究。另外,我们给出了一个详尽的讨论,来说明混杂动态系统理论研究对系统科学其它分支可能的影响。 展开更多

关键词 混杂动态系统 层次模型 系统科学

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动态过程风险评估方法 被引量：13

16

作者 秦炳军 张圣坤 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第11期7-20,25,共15页

动态过程风险评估需要综合考虑时间、过程变量、元件的变化及其耦合，要求用动态的方法来模拟这种耦合并估计动态过程的可靠性．介绍了描述动态随机过程的一般性理论——概率动力学．对求解概率动力学的两类主要方法：ＭＣ仿真和ＤＹＬ... 动态过程风险评估需要综合考虑时间、过程变量、元件的变化及其耦合，要求用动态的方法来模拟这种耦合并估计动态过程的可靠性．介绍了描述动态随机过程的一般性理论——概率动力学．对求解概率动力学的两类主要方法：ＭＣ仿真和ＤＹＬＡＭ的优缺点作了讨论．提出了一种综合这两种方法优点的基于离散事件树的ＭＣ仿真方法．最后以一个算例说明其良好的效率和精度． 展开更多

关键词 概率动力学 风险评估 动态过程 随机过程

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基于离散演化映射的DC/DC变换器混合逻辑动态建模 被引量：5

17

作者 段翔兮 佃松宜 郑万里 《电测与仪表》 北大核心 2017年第3期7-13,共7页

针对传统DC/DC变换器模型存在计算量大、进行了大量近似、不能反映电流纹波特性等不足,有机结合哈密顿原理和混杂系统理论,提出基于离散演化映射的DC/DC变换器混合逻辑动态建模方法。以Buck变换器为例,首先采用变分积分器对其进行离散... 针对传统DC/DC变换器模型存在计算量大、进行了大量近似、不能反映电流纹波特性等不足,有机结合哈密顿原理和混杂系统理论,提出基于离散演化映射的DC/DC变换器混合逻辑动态建模方法。以Buck变换器为例,首先采用变分积分器对其进行离散化得到离散演化映射模型,然后基于混杂系统理论将CCM和DCM模式进行统一,进而得到混合逻辑动态模型。结果表明,所建立模型计算量小、精确度高,能完整描述系统的各个工作状态且能反映电感电流纹波等动态特性,为DC/DC变换器建模方法提供了新的思路。 展开更多

关键词 DC/DC变换器 混杂系统 离散时间建模 混合逻辑动态建模 连续模式 断续模式

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基于Matlab统一环境的生产线混杂系统建模与分析 被引量：5

18

作者 黄雪梅 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第5期9-11,15,共4页

研究基于MATLAB统一环境构建针对生产线混杂动态行为机制的建模与分析技术,采用层次结构建模方法,应用SIMEVENTS描述生产线顶层的离散事件行为,以STATEFLOW为核心构建生产单元模型,作为沟通上层离散行为与底层控制器连续过程的桥梁,而... 研究基于MATLAB统一环境构建针对生产线混杂动态行为机制的建模与分析技术,采用层次结构建模方法,应用SIMEVENTS描述生产线顶层的离散事件行为,以STATEFLOW为核心构建生产单元模型,作为沟通上层离散行为与底层控制器连续过程的桥梁,而底层生产设备控制器的连续控制过程则由SIMULINK来描述。所建系统在固高柔性制造系统进行了验证。所形成的基于MATLAB的统一生产线信息与事件集成环境,可作为生产线混杂动态行为的建模、仿真与性能分析工具。 展开更多

关键词 生产线 混杂系统 离散行为 连续动态系统

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一类间歇投资诱发混沌问题的讨论

19

作者 吴承尧 姚洪兴 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2006年第1期59-66,共8页

基于中国加入WTO的背景,建立了在国有资产逐步撤离的过程中,外商与国内的金融机构同时对国内企业投资的动力学模型。通过对连续和离散两种情形下的投资模型的分析与比较,证明了资金的投入周期与项目的固有周期发生冲突是造成投资风险的... 基于中国加入WTO的背景,建立了在国有资产逐步撤离的过程中,外商与国内的金融机构同时对国内企业投资的动力学模型。通过对连续和离散两种情形下的投资模型的分析与比较,证明了资金的投入周期与项目的固有周期发生冲突是造成投资风险的原因。指出间歇投资的投资商为了获得高额利润而加大投资力度的行为会增大投资风险,甚至引发混沌。 展开更多

关键词 投资 动力学模型 连续 离散 混沌

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混合动态系统的离散事件受控对象模型

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作者 张国华 吴智铭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第11期49-55,共7页

混合动态系统起因于离散事件系统用于监控连续状态系统的行为．用抽象语言方法描述连续状态系统，通过对连续状态系统空间的一致性分划，抽象出离散事件对象模型．基于输入／输出观点简要地讨论了离散控制器综合．

关键词 混合动态系统 离用事件系统 受控对象模型

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