高速列車多種群并行多智能體協(xié)同節(jié)能優(yōu)化方法.pdf

1、近年來，我國高速鐵路取得了跨越式發(fā)展，鐵路客運專線不斷延伸，列車開行數(shù)量不斷增加，時速350公里的中國標準動車組復興號也順利通車。在高速鐵路快速發(fā)展的大背景下，高速列車節(jié)能運行優(yōu)化問題己成為建設集約型社會必須解決的重要課題之一。目前關于列車節(jié)能優(yōu)化的研究主要集中在單車方面，忽略了列車之間的相互影響，未考慮列車間的彈性調(diào)整策略，同時列車節(jié)能優(yōu)化方法主要集中在代價函數(shù)模型的構建和智能算法的應用，針對于列車群的多模式并行智能協(xié)同優(yōu)化算法研究相

2、對較少。本文針對高速列車小間隔、大密度的實際運行需求，以高速列車群為整體研究對象，提出了多種群并行多智能體協(xié)同優(yōu)化算法，在保證列車安全、準點的前提下實現(xiàn)了列車群一體化節(jié)能行車策略的在線調(diào)整。
　　本文主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)針對高速列車群動態(tài)運行過程，論文深入研究了列車運行動力學理論，建立了移動閉塞下的高速列車混合動力學模型，在列車運行狀態(tài)自主感知和信息共享的基礎上構建多智能體信息交互模型，建立了基于彈復力的高速列車群

3、運行狀態(tài)評估模型，為后續(xù)算法研究提供了切實有效的模型支撐。
　　(2)針對列車群節(jié)能運行離線優(yōu)化問題，基于列車區(qū)間最優(yōu)節(jié)能操縱策略，論文以高速列車群運行能耗最低為研究目標，建立了列車群節(jié)能運行多目標優(yōu)化模型;采用多種群并行多智能體差分進化算法和多種群并行多智能體人群搜索算法對模型進行求解，實現(xiàn)了列車群離線協(xié)同優(yōu)化。并對兩種算法的性能進行了對比分析，仿真結果表明多種群并行多智能體差分進化算法可以更有效地解決列車群運行離線優(yōu)化問題。<

4、br>　　(3)針對列車在復雜運行環(huán)境中的不確定因素造成的運行時間偏差影響，綜合考慮列車之間安全追蹤距離的約束條件，利用構建的基于彈復力的列車運行狀態(tài)評估模型，實現(xiàn)了列車運行偏差實時評估。同時將評估結果作為列車群在線協(xié)同優(yōu)化算法的觸發(fā)條件，根據(jù)列車工況轉(zhuǎn)換關系，實現(xiàn)了列車群剩余區(qū)間運行策略的在線規(guī)劃，保障了列車運行的安全性和準點性，提高了列車群整體能源的利用效率。
　　最后本文通過對武廣高速鐵路“武漢-長沙南”區(qū)段真實線路數(shù)據(jù)進行