Алгоритмы управления временем хода поезда в системе автоматизированного управления движением поездов метрополитена г. Ханоя

• Автор: Чинь Лыонг Миен
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 246 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДА МЕТРОПОЛИТЕНА „14
1.1 Анализ существующих систем автоматизированного управления движением поездов метрополитена
1.1.1 Функции систем автоведения поездов метрополитена
1.1.2 Поколения систем автоведения поездов метрополитена
1.2 Линия строящегося метрополитена г.Ханоя и характеристика перегонов первой линии метрополитена г.Ханоя
1.3 Выбор структуры автоматизированной системы управления движением поездов на линии метрополитена г.Ханоя
1.4 Анализ методов оптимизации программ движения поездов по линии метрополитена
1.5 Постановка задачи и цель исследований
1.6 Основные результаты и выводы по первой главе
ГЛАВА 2. ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДА МЕТРОПОЛИТЕНА ПО КРИТЕРИЮ МИНИМУМА РАСХОДА ЭНЕРГИИ ПРИ ЗАДАННОМ ВРЕМЕНИ ХОДА
2.1 Постановки задач оптимального управления движением поездов метрополитена по критерию минимума расхода энергии
2.2 Использование принципа максимума при оптимальном управлении движением поезда
2.3 Определение оптимальных режимов управления поездом
2.4 Структура оптимальной траектории и допустимые переключения оптимальных режимов
2.5 Соотношение между скоростями стабилизации в различных режимах движения

2.6 Основные результаты и выводы по второй главе
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМ ВЫБОРА ЭНЕРГООПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДА МЕТРОПОЛИТЕНА ПО ПЕРЕГОНУ
3.1 Основные особенности построения энергооптимальной траектории движения поезда
3.2 Алгоритм построения энергооптимального управления движением поезда метрополитена по перегону при постоянном по пути ограничении скорости и отсутствии крутых подъемов и спусков
3.2.1 Формирование алгоритма
3.2.2 Анализ результатов расчета энергооптимального управления движением поезда метрополитена по перегону при постоянном по пути ограничении скорости и отсутствии крутых подъемов и спусков
3.3 Алгоритм построения энергооптимального управления движением поезда метрополитена по перегону при переменном по пути ограничениях скорости и отсутствии крутых подъемов и спусков
3.3.1 Формирование алгоритма
3.3.2 Анализ результатов расчета энергооптимального управления движением поезда метрополитена по перегону при переменном по пути ограничениях скорости и отсутствии крутых подъемов и спусков
3.4 Алгоритм построения энергооптимального управления движением поезда метрополитена по перегону при переменном по пути ограничениях скорости и сложном профиле
3.4.1 Формирование алгоритма
3.4.2 Анализ результатов расчета энергооптимального управления движением поезда метрополитена по перегону при переменном по пути ограничениях скорости и сложном профиле
3.5 Основные результаты и выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЫБОРА МОДЕЛИ ПОЕЗДА, ПОГРЕШНОСТИ ЗАДАНИЯ ОСНОВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ, МАССЫ ПОЕЗДА И КОЭФФИЦИЕНТА ВОЗВРАТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ВИД ЭНЕРГООПТИМАЛЬНОЙ ТРАЕКТОРИИ
4.1 Влияние выбора модели поезда на вид энергооптимальной траектории
4.2 Влияние погрешности задания основного сопротивления движению на оптимальную траекторию
4.3 Влияние массы поезда и коэффициента возврата энергии рекуперации в сеть на энергооптимальную траекторию
4.4 Основные результаты и выводы по четвертой главе
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РЕГУЛЯТОРА ВРЕМЕНИ ХОДА ДЛЯ 1-ОЙ ЛИНИИ МЕТРОПОЛИТЕНА Г.ХАНОЯ И АЛГОРИТМА ЭНЕРГООПТИМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УЧАСТКОВОГО ВРЕМЕНИ ХОДА НА ВРЕМЕНА ХОДА ПО ПЕРЕГОНАМ
5.1 Основные особенности регулятора времени хода (РВХ)
5.2 Алгоритм РВХ с упреждающим тяговым расчетом энергооптимальной траектории
5.2.1 Формирование алгоритма
5.2.2 Анализ результатов расчета для алгоритма РВХ с упреждающим тяговым расчетом энергооптимальной траектории
5.3 Алгоритм регулятора времени хода с упреждающим расчетом квазиоптимальной траектории
5.3.1 Работа алгоритма
5.3.2 Анализ результатов расчета для алгоритма РВХ с упреждающим расчетом квазиоптимальной траектории
5.4 Энергооптимальное распределение участкового времени хода на времена хода по перегонам

В работе В.А. Нехаева [68] перечислены и другие недостатки данного метода. Во-первых, применение метода динамического программирования требует нахождения не только оптимальных управлений, но и некоторой функции Р.Беллмана 5(7,у), что усложняет процесс вычисления. Во-вторых, уравнение Р.Беллмана представляет собой нелинейное дифференциальное уравнение в частных производных относительно функции 5(7,у,), осложненное знаком минимума, решение которого во многих случаях затруднено. В-третьих, метод динамического программирования содержит предположение о дифференцируемости неизвестной функции 5(7,у), а проверить выполнение этого предположения по уравнениям движения объекта нельзя. Этот недостаток, по мнению В.А. Нехаева, является главным, т.к. даже в простейших линейных задачах оптимального управления функция 5(7,у) не будет, как правило, всюду дифференцируемой, и применение метода динамического программирования становится необоснованным.
Однако вместо математического обоснования достаточных условий оптимальности на практике пользуются интуитивными соображениями, основанными на физической природе явлений. Поэтому, если довольствоваться инженерным уровнем строгости постановки, можно получать приемлемые траектории и управления изложенным методом без решения в явном виде уравнения Беллмана [41, 66].
В работах Е.В. Ерофеева [46-47, 49, 52-53] разработаны алгоритмы и программы вычисления оптимальных режимов управления поездом для технико-экономических и тяговых расчетов для поездной работы и алгоритм автоведения поезда метрополитена.
При использовании для оптимизации траекторий движения методов нелинейного программирования [81-82, 95] путь разбивается на к отрезков малой длины, в пределах каждого из которых управление считается неизменным и равным иь где / - номер отрезка. Таким образом, фазовая траектория движения поезда, а, следовательно, и целевая функция становятся