列车节能控制问题的参数调整与数值计算研究

本文主要考虑了列车控制问题的如下两个方面：调整参数与执行数值计算。列车沿水平或坡度轨道从一站驶向下一站，要求在给定的时间内完成行程并使得能耗最小。我们考虑的是具有离散控制的列车模型。在给定控制序列及单位能耗后，已经证明优化类型方案由两个实数参数λ和μ决定。参数μ决定了平均速度而参数λ决定了用来近似平均速度的开始加速和开始滑行的速度之间的差距。这两个参数决定了行程中何处转换控制从而最终决定了列车行驶的距离和所用的时间。虽然已经存在一些调整参数的算法，但这些算法还不能有效地解决参数调整的问题，仍然需要进一步的改进。 在分析基本计算过程的基础上，我们找到了当任意给定参数对λ和μ后基本计算过程不能执行下去的原因，给出了一种解决该问题的算法，并进一步提出一种自适应的计算过程用来确定参数对λ和μ所对应的运行方案的本质：快的或者慢的。同时我们将上述自适应的计算过程与现代优化方法—遗传算法相结合，得到列车控制问题的参数调整与计算的完整的算法，该算法既适合水平轨道又适合带有坡度的轨道。大量的模拟实验表明我们的这种算法是可行的。 本文还给出一种基于迭代序列的构造性算法，该算法调用了基本 计算过程但不需要确定参数对入和。所对应的运行方案的本质，从理 论上来说它也是既适合水平轨道又适合带有坡度轨道的。另外，本文 还给出一种基于模拟退火算法的算法，但该算法在很大程度适合于水 “平轨道。