基于改进遗传算法的高速列车节能优化研究
2021-04-07李娇杨陈光武
铁路计算机应用 2021年3期
李娇杨,陈光武
(1.兰州交通大学 自动控制研究所,兰州 730070;2.甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室,兰州 730070)
随着我国铁路建设的不断推进,高速列车在运行中能耗问题的重要性愈发彰显。列车在运行过程中有4 种工况,能源消耗主要集中在牵引和制动这两种工况。列车运行曲线对应不同工况组合下的列车能耗,因此研究能耗最小的列车运行曲线具有重要的现实意义。
目前,众多学者对能耗优化问题进行了研究,文献[1]将列车节能问题转换为一定约束条件下的寻优问题;文献[2]利用极大值原理求解列车转换点;文献[3]提出通过划分坡道求解列车转换原则和运行位置的关系;文献[4]引入遗传算法,优化列车运行曲线的惰行距离,通过调整惰行点实现节能效果;文献[5]基于遗传算法,讨论列车运行曲线优化及晚点恢复等问题;文献[6]利用遗传算法解决列车运行调整问题;文献[7]利用遗传算法对列车运行过程中最优的组合序列进行求解。由于遗传算法的固有缺陷,一些学者开始研究针对列车节能问题的算法改进。文献[8]利用改进后变长算子的遗传算法,对城轨列车节能运行问题进行优化;文献[9]通过在算法中加入准点调整和局部搜索的引导机制对传统遗传算法进行改进。
本文在前人研究的基础上,通过建立约束条件下的列车运行模型和对遗传算法中算子的改进,增强算法的全局搜索能力和收敛能力,同时,引入自适应机制,并通过Matlab 仿真,验证了改进后算法的有效性。……
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