基于遺傳算法的列車自動駕駛系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著我國城市化進程的不斷加快，城市規(guī)模越來越大，城市人口不斷增多，現(xiàn)有的城市交通網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以滿足城市發(fā)展的要求。根據(jù)國際上大型城市交通發(fā)展的經(jīng)驗，軌道交通對于緩解城市交通壓力，增加城市交通活力起著舉足輕重的作用。在此背景下，因為列車自動駕駛(ATO)系統(tǒng)具有提高軌道交通運行效率，加快列車運行速度，保證行車安全的功能，開發(fā)高效智能的列車自動駕駛系統(tǒng)就顯得至關(guān)重要。 遺傳算法(GA)是先進的智能控制算法之一，是人們用來解決高度復(fù)雜問

2、題的一個新思路和新方法。遺傳算法對于解決ATO系統(tǒng)這種多目標，環(huán)境變化復(fù)雜的控制系統(tǒng)問題具有獨特的優(yōu)勢。 本文從列車自動駕駛系統(tǒng)的功能需求出發(fā)，提出了基于遺傳算法的列車自動駕駛系統(tǒng)的控制算法，并且設(shè)計了列車自動駕駛系統(tǒng)的軟件和硬件平臺。最后對控制效果從仿真和實際測試兩方面進行驗證。主要研究內(nèi)容如下： (1)通過對列車自動駕駛系統(tǒng)研究，總結(jié)列車自動駕駛系統(tǒng)的功能需求，并且對現(xiàn)有系統(tǒng)功能的不足和缺陷進行改進。在此基礎(chǔ)上對列車

3、自動駕駛系統(tǒng)的控制算法和結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。 (2)設(shè)計列車自動駕駛算法。該工作從三方面進行：第一、分析列車操縱策略及各種指標模型：第二、利用遺傳算法優(yōu)化列車行駛目標曲線；第三、設(shè)計PID控制器跟蹤目標曲線行車。最終實現(xiàn)對列車的自動駕駛，達到ATO行車指標要求。 (3)設(shè)計列車自動駕駛系統(tǒng)。從硬件和軟件兩方面對列車自動駕駛系統(tǒng)進行設(shè)計。硬件系統(tǒng)的設(shè)計主要從總體方案、設(shè)備選型、車輛接口設(shè)計三個方面進行說明。軟件系統(tǒng)被分為子功能模