基于混合进化算法的CTCS高速铁路列车速度轨迹多目标优化

指示每个位置的授权火车速度的速度轨迹曲线可用于指导驾驶员或自动火车操作(ATO)系统,以更有效地操作火车,这是中国火车控制系统(CTCS)的最重要部分并将决定列车运行的安全性和效率。火车沿着速度轨迹所做的努力将直接影响火车运行的评估。本文研究了单节高速列车速度轨迹的优化方法。首先,我们将能耗作为铁路公司满意度的衡量标准,将出行时间作为旅客满意度的标准;然后,根据不同的速度限制,将路段分为几个小节,提出了在不同航迹特征下的最优速度轨迹搜索策略。之后,我们针对速度轨迹开发了一个多目标优化模型,该模型受到诸如安全要求,轨道轮廓,乘客舒适度和动态性能等约束条件的约束。为了获得在所有目标上具有相同满意程度的列车速度轨迹的帕累托边界,设计了一种混合进化算法,并基于差分进化和模拟退火算法对模型进行求解。通过显示一些数值模拟结果,说明了所提出模型和求解方法的效率。