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基于混合逻辑动态系统的列车运行调度模型及仿真研究
| 论文题名： | 基于混合逻辑动态系统的列车运行调度模型及仿真研究 |
| 关键词： | 列车运行调度;混合逻辑动态系统;预测控制;仿真分析 |
| 摘要： | 随着我国铁路运输事业的快速发展，列车运行速度的提高，行车密度的加大以及铁路运输环境的复杂性，使得保证列车安全正点运行成为铁路运输部门急需解决的一个难题。列车运行调度系统是控制全线列车对铁路资源合理利用的系统，是列车安全正点运行和铁路运输效率的保证。本文在国内外专家研究的基础上，利用混合逻辑动态系统理论(MLD:Mixed Logical Dynamic)研究列车调度问题，建立列车运行调度MLD模型，将列车运行调度系统中的连续部分和离散部分统一在一个框架下对列车运行调度问题进行分析并采用预测控制理论建立在非极端情况下的优化预测控制模型。主要完成的研究内容包括: (1)混合逻辑动态系统的研究 混合逻辑动态系统的核心是逻辑命题与混合线性不等式之间的等价转换，本文对逻辑命题转换成混合线性不等式的方法进行了归纳，并通过实例详细论述了混合逻辑动态系统的建模过程。 (2)对列车运行过程中的事件进行分析和归纳 列车运行过程中的各种事件往往对列车的运行状态造成一定程度的影响，如列车进站事件会使列车减速、出站事件会使列车加速等。通过对列车运行过程中的事件进行分析，将事件归纳为正常事件和异常事件，并指出列车运行调度问题是一个典型的混杂动态系统以及调度的本质是通过正常事件来消除或降低异常事件对列车正常运行造成的影响。 (3)建立列车运行调度MLD模型 列车在运行过程中会遇到一些极端情况，如地震、线路中断等。针对此极端情况，调度员只有采取预案来保证列车的安全运行，如更换线路，无法恢复列车的正点运行。本文针对非极端情况，即列车运行过程中的异常事件只会导致列车晚点，采用MLD建模理论建立了移动闭塞形式下的列车运行调度模型，该模型将离散事件和连续过程进行了统一。在模型的基础上，指出通过正常事件来消除或降低异常事件对列车正常运行造成的影响，本质是在某些时刻改变列车的加速度，恢复列车的正点运行。 (4)列车运行调度的优化控制方法研究 在建立模型的基础上，以实绩运行时刻表与计划时刻表之间的偏差为优化目标，采用预测控制理论建立列车运行调度的优化控制模型，并采用时域滚动优化方法进行求解，保证每次调整计划都是最优或次优。 (5)仿真分析 以6个车站和5个区间的调度区段为例，采用C#计算机编程语言建立列车调度仿真平台，对模型进行仿真。仿真结果表明了模型的正确性。 |
| 作者： | 马明君 |
| 专业： | 计算机科学与技术；计算机应用技术 |
| 导师： | 王宏刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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