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基于预测控制的城市轨道交通列车运行调整研究
| 论文题名： | 基于预测控制的城市轨道交通列车运行调整研究 |
| 关键词： | 列车运行调整;预测控制;时刻表调整;间隔调整;城市轨道交通 |
| 摘要： | 随着城市化进程的加快和列车运行控制技术的发展,城市轨道交通的建设迎来了一个高峰期。地铁建设的网络化,给旅客提供了便利的同时,也对列车运行调整提出了挑战。基于通信的列车运行控制(Communications-based TrainControl,CBTC)技术在城市轨道交通中的广泛应用,大大的缩短了列车的追踪间隔,对列车运行调整的实时性提出了更高的要求。但是现阶段尚没有一个成熟高效的列车运行调整技术。因此,在当前环境下进行运行调整的相关理论的研究是很有必要的。 本文主要进行了基于预测控制的列车自动调整的建模以及算法的实现,并在仿真环境下对算法进行了验证。 首先,论文通过对运行调整的难点以及目前存在的问题进行深入地分析,结合预测控制算法的优点,提出将预测控制算法应用到解决列车运行调整的难点问题中。 其次,介绍了目前列车运行调整的两种基本策略——时刻表调整和行车间隔调整的原理和方法,又从帽子曲线的原理角度深入分析以上两种调整策略的调整思想。 再次,针对城市轨道交通列车运行的特点,建立了列车运行的数学模型,并在此基础上,提出了列车运行调整的预测模型,模型的约束条件及优化性能指标。结合优化目标,对模型中的系数进行了校正,提出了应用内点算法进行控制量的优化计算,并结合调整的实际特点,从滚动窗口和递归优化两方面减少了计算的时间,满足了调整的实时性要求。 最后,论文以北京地铁亦庄线为背景构建了一个仿真验证平台。根据北京地铁亦庄线的线路数据和运营情况,进行了列车在多种不同晚点情况下的仿真实验。通过仿真实验得到调整控制器相关参数设计的基本原则,实验结果显示了论文建立的自动调整模型和预测控制算法有着较高的有效性和实时性。 |
| 作者： | 徐蒨 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 郜春海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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