基于多目標(biāo)的城市軌道交通ATO控制策略優(yōu)化設(shè)計及仿真
發(fā)布時間:2021-02-08 00:30
隨著我國城市的高速發(fā)展,城市和人口規(guī)模不斷加大,這就導(dǎo)致城市交通面臨了更大的壓力。為了解決這個問題,作為城市交通主力的軌道交通系統(tǒng)需要提高運行效率并保證相關(guān)性能指標(biāo)。而如何確保列車安全、快速、平穩(wěn)地自動運行,則成為了重點研究的問題。列車自動運行(Automatic Train Operation,ATO)系統(tǒng)作為列車自動控制(Automatic Train Control,ATC)系統(tǒng)的核心部分,其控制策略成為了研究的關(guān)鍵。列車運行過程中控制策略的優(yōu)劣會直接影響到列車運行的安全性、準(zhǔn)時性、停車精準(zhǔn)性、節(jié)能性以及乘客舒適性等性能指標(biāo),良好的控制策略對列車運行有著重要的意義,因此對ATO控制策略的研究非常必要。本文針對城市軌道交通ATO系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計及仿真研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)針對目前ATO控制策略的研究中性能指標(biāo)考慮不全面的問題,本文在查閱并分析列車自動運行控制的相關(guān)理論及技術(shù)的基礎(chǔ)上,全面考慮列車運行過程的各種受力情況及各種實際性能指標(biāo)要求,以列車能耗、停車精準(zhǔn)性以及準(zhǔn)時性為目標(biāo),結(jié)合ATO控制特點及多目標(biāo)優(yōu)化理論,構(gòu)建ATO多目標(biāo)優(yōu)化模型。(2)基于混合策略下列...
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?ATO與其他設(shè)備交互圖??Fig.2-1?ATO?interaction?with?other?devices??
車輛?駕駛臺??圖2-1?ATO與其他設(shè)備交互圖??Fig.2-1?ATO?interaction?with?other?devices??2.1.2?ATO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能??ATO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為優(yōu)化層和控制層兩個層次。優(yōu)化層主要通過算法對列??車運行速度目標(biāo)曲線進(jìn)行優(yōu)化,而控制層則是ATO控制器,其利用控制算法實現(xiàn)??對列車運行目標(biāo)速度曲線的精準(zhǔn)跟蹤[51]。ATO系統(tǒng)主要組成包括六個部分[52],分??別是輸入、輸出接口、數(shù)據(jù)存儲單元、通信單元、網(wǎng)絡(luò)接口以及中央處理單元(CPU)。??其基本結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。??速度信息?j一??ATO?模式?■含-?————??ATO激活"?’?ATO按鈕燈|??。犴嵭拧蘧W(wǎng)絡(luò)?r存儲單元—1?t廣H牽引)制動信息丨??丨列車總線通信卜?丨接口?i廣:中央處理單元丨p?開列車左\右門|??一^—— ̄;?Uj折返操作??診斷接口?r-i?^???i???...?........■■■■—|?1???!???j?誦梓?|??丨發(fā)送/接收電線卜=?H??DMI?—■??圖2-2?ATO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架??Fig.2-2?Framework?for?the?ATO?system?structure??其中ATO系統(tǒng)的核心部分是CPU,其主要功能是負(fù)責(zé)通過算法求解出相應(yīng)的??14??
ATO系統(tǒng)主要用來實現(xiàn)列車速度的自動調(diào)節(jié)、控制列車對目標(biāo)曲線進(jìn)行精準(zhǔn)??跟蹤,自動控制列車開關(guān)門、自動折返等相關(guān)功能。??其主要功能包括基本控制功能和服務(wù)功能[53】,具體功能如圖2-3所示。??ATO系統(tǒng)的功能??I???—?士——???——――—士——————??|?基本控制功能?|?|?服務(wù)功能??C?^?^?I?f?;'?4?I??自?無?列?列允?I巡??動?人車?車許航?PTI??開?自?自?i位速?、支??閉?動?動?:置?度惰持??車?折?駕?功功行?功??門丨?返?駛?能?能?丨功?能??丨能??T?T?▼?T??調(diào)自I車E?I??整?動:站?1?考??運?精丨自?^?慮??行準(zhǔn)?動?t?限??速停?發(fā)?¥?速??度車?車?t?區(qū)??
本文編號:3023078
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?ATO與其他設(shè)備交互圖??Fig.2-1?ATO?interaction?with?other?devices??
車輛?駕駛臺??圖2-1?ATO與其他設(shè)備交互圖??Fig.2-1?ATO?interaction?with?other?devices??2.1.2?ATO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能??ATO系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為優(yōu)化層和控制層兩個層次。優(yōu)化層主要通過算法對列??車運行速度目標(biāo)曲線進(jìn)行優(yōu)化,而控制層則是ATO控制器,其利用控制算法實現(xiàn)??對列車運行目標(biāo)速度曲線的精準(zhǔn)跟蹤[51]。ATO系統(tǒng)主要組成包括六個部分[52],分??別是輸入、輸出接口、數(shù)據(jù)存儲單元、通信單元、網(wǎng)絡(luò)接口以及中央處理單元(CPU)。??其基本結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。??速度信息?j一??ATO?模式?■含-?————??ATO激活"?’?ATO按鈕燈|??。犴嵭拧蘧W(wǎng)絡(luò)?r存儲單元—1?t廣H牽引)制動信息丨??丨列車總線通信卜?丨接口?i廣:中央處理單元丨p?開列車左\右門|??一^—— ̄;?Uj折返操作??診斷接口?r-i?^???i???...?........■■■■—|?1???!???j?誦梓?|??丨發(fā)送/接收電線卜=?H??DMI?—■??圖2-2?ATO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架??Fig.2-2?Framework?for?the?ATO?system?structure??其中ATO系統(tǒng)的核心部分是CPU,其主要功能是負(fù)責(zé)通過算法求解出相應(yīng)的??14??
ATO系統(tǒng)主要用來實現(xiàn)列車速度的自動調(diào)節(jié)、控制列車對目標(biāo)曲線進(jìn)行精準(zhǔn)??跟蹤,自動控制列車開關(guān)門、自動折返等相關(guān)功能。??其主要功能包括基本控制功能和服務(wù)功能[53】,具體功能如圖2-3所示。??ATO系統(tǒng)的功能??I???—?士——???——――—士——————??|?基本控制功能?|?|?服務(wù)功能??C?^?^?I?f?;'?4?I??自?無?列?列允?I巡??動?人車?車許航?PTI??開?自?自?i位速?、支??閉?動?動?:置?度惰持??車?折?駕?功功行?功??門丨?返?駛?能?能?丨功?能??丨能??T?T?▼?T??調(diào)自I車E?I??整?動:站?1?考??運?精丨自?^?慮??行準(zhǔn)?動?t?限??速停?發(fā)?¥?速??度車?車?t?區(qū)??
本文編號:3023078
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