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基于启发式算法的联锁进路搜索研究与应用
| 论文题名： | 基于启发式算法的联锁进路搜索研究与应用 |
| 关键词： | 列车运行;计算机联锁系统;进路搜索;启发式算法 |
| 摘要： | 随着铁路大发展战略的推进，中国的铁路事业得到了飞速发展。这离不开列车运行控制系统的发展，计算机联锁系统作为其中重要的子系统，通过进路控制方式对列车和调车在车站内的运行进行控制，并保障其运行安全。而在进路控制中，第一步就是要搜索选出合理的进路，因此进路搜索模块是计算机联锁系统中的重要模块。传统的进路搜索大多采用查找静态进路表的方式，此方式通用性和移植性不强;少数也有通过对站场拓扑结构进行遍历式搜索，此方式效率较低，且占用较多的运行内存;而且进路搜索模块一般是置于联锁系统的联锁机中。 在本论文中，针对进路搜索模块提出以下方案:利用拓扑图论理论将信号平面布置图抽象为图的拓扑结构，进而结合图的启发式搜索算法动态搜索进路路径，同时将该进路搜索模块置于联锁系统的操作机中。该方案具有以下几点优势:首先，该进路搜索模块在既有线改造时只需提供新的信号平面布置图数据，不需要重新生成联锁表，从而具有更好的通用移植性;其次，由于采用图的启发式搜索算法，相比采用传统遍历式进路搜索的方法，会具有较高的搜索效率。最后，将进路搜索模块置于联锁系统的操作机中，使得联锁机中的程序得以适当简化，复杂度降低，有利于软件的可靠性。 为了达到上述的研究目的，本文具体做了如下研究工作:首先，介绍了计算机联锁系统及其进路搜索的研究现状和发展趋势，并通过分析计算机联锁系统的进路控制功能，得出了目前进路搜索存在的问题，确定了论文的研究改进方向。接着，结合车站信号平面布置图的实际情况，利用图论将其进行拓扑图建模，确定了带有权重的有向无环图拓扑模型。然后，简单介绍了图搜索中的基本理论，并结合进路搜索问题的特点，提出了基于贪婪策略的进路搜索流程以及基于A*算法的进路搜索流程，并从理论上分析了两者的区别与联系以及优缺点。而后通过搭建软件测试平台，与传统的遍历式进路搜索进行比较，验证了基于A*算法的进路搜索具有更高的效率和占用较少的运行内存。最后，结合实验室CTCS-3列控仿真应用平台，将基于A*算法的进路搜索应用在其中的计算机联锁系统中，取得了良好的进路搜索效果，同时证明了算法的有效性与可用性。 |
| 作者： | 丁利 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 戴胜华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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