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灰色系统理论在城市轨道交通自动驾驶的应用研究
| 论文题名： | 灰色系统理论在城市轨道交通自动驾驶的应用研究 |
| 关键词： | 灰色系统理论;城市轨道交通;自动驾驶;列车自动驾驶系统;ATO控制算法 |
| 摘要： | 近年来，世界许多城市在“公交优先”的发展战略指导下，城市轨道交通的建设逐步推向了高潮。在这一背景下，城市轨道交通列车自动控制系统的探索非常活跃，产生了丰硕的成果。列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation System，ATO)是列车自动控制系统(以下简称列控系统)中重要的一部分，它的主要功能是模拟司机完成驾驶列车的任务，使列车处于最佳运行状态。 论文总结了前人研究ATO算法的经验，并分析了其不足之处。论文对ATO系统功能需求进行分析并对灰色系统理论进行研究。在分析ATO的特点的基础上，证明了ATO系统是一个灰色系统，进而说明灰色系统理论的一些优势能够在ATO控制方面进行发挥，能够弥补前人的一些不足之处。 在论证灰色系统理论可用于ATO的基础上，提出了基于灰色系统理论的ATO控制算法。论文在明确ATO要完成的任务和所能得到的信息资源之后，把ATO的功能进行模块化分解，细化各模块的输入、输出及功能。运用灰色系统理论的方法实现各模块。灰色系统理论中序列算子生成、灰色预测、灰色决策等方法使得各模块的功能得以实现。然后综合各模块，使之成为一个相对独立的系统，能够与列控系统中其他子系统进行联结与合作，从而设计出基于灰色系统理论的ATO。 论文最后对系统进行仿真。在对列车、线路等进行建模后，使“基于灰色系统理论的ATO”与目前较为成熟的“基于模糊控制策略的ATO”进行对比检验。从停车精度、准时性和旅客舒适性三个方面对两种控制方法进行对比。引入相关参数使控制效果量化，用量化的数据证明基于灰色系统理论的ATO的有效性。 仿真结果证明了论文所设计的系统在工作流程、功能模块划分、控制策略、算法设计的合理性和正确性。为下一步的继续探索奠定了基础，也可为其他控制方法在ATO中的实现启迪思路。 |
| 作者： | 黄磊 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 唐涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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