基于多粒子群协同的城轨列车速度曲线多目标优化
2021-03-13杨飞凤涂永超吴仕勋
铁道学报 2021年2期
徐 凯,杨飞凤,涂永超,吴仕勋
(1. 重庆交通大学 信息科学与工程学院,重庆 400074;2. 重庆市公共交通运营大数据工程技术研究中心,重庆 400074)
列车自动驾驶ATO是城市轨道列车控制系统的重要组成。在列车运行过程中,ATO由已知信息进行优化调整,得到最优控制策略,给出控制力让列车按照最优驾驶曲线运行[1]。目前对于ATO控制策略的优化,国内外主要采用的方法有粒子群算法PSO,遗传算法GA和差分进化DE等智能算法[2-4]。
文献[5]在求解列车自动驾驶速度曲线时, 采用改进后的粒子群算法,将多目标优化向单目标转化,用加权求和的形式得到目标函数。上述传统的加权方法忽略了各目标间的相互影响,没有考虑他们之间的复杂关系,无法体现多目标优化的本质。为充分体现多目标研究的实质,通常采用Pareto原理来求解此类问题。而目前文献基于Pareto原理优化时,往往只考虑两目标问题,例如文献[6]将时间和能耗作为两个优化目标,混合了差分和模拟退火两种进化算法进行求解;文献[7]对比了两种多目标优化算法MOPSO和NSGA_II,并验证了在计算时间、可行解的多样性以及Pareto前沿解的逼近程度等性能指标,MOPSO表现更佳,但却未提及对MOPSO算法的深入改进。此外,为了保证行车安全和效率,城轨列车运行控制还有精准停车这一重要目标,即停车误差不能超过30 cm。文献[8]基于Pareto原理,采用MOPSO算法优化了能耗、时间以及停车误差这三个目标,却没有评价算法的性能指标,特别是对算法收敛性能的改进。……
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