移动闭塞条件下高速列车追踪运行控制算法研究

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1、中图分类号卫!三UDC621硕士学位论文学校代码!Q三三3密级垒珏移动闭塞条件下高速列车追踪运行控制算法研究ResearchonControlAlgorithmforTrackingOperationofHigh—SpeedTrainsunderMovingBlock作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：康珉控制科学与工程轨道交通安全信息科学与工程学院黄志武教授论文答辩日期蚪答辩委员会中南大学2013年05月TvJj3原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

2、论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：博日期．业年上月卫日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全

3、文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：杠导师签名：三盟日期：雌年上月立日移动闭塞条件下高速列车追踪运行控制算法研究摘要：闭塞分区条件下追踪运行控制问题是高速铁路列车首先需要解决的难题之一。国内目前高速列车追踪运行采用准移动闭塞条件下的自动列车保护等算法，其存在线路利用率不够、速度抖动和频繁制动等缺点。由于势函数能够保证质点间必要的安全距离，协同控制具有同时调整速度和前后车追踪距离的优越性能，本文以安全、高效和平稳运行为目标，研究准移动闭塞条件下基于势函数的高速列车追踪运行控制策略和移动闭塞条件下高速列车追踪运行协同控

4、制策略。首先，通过分析CTCS一3级列车控制系统的结构特点和工作原理，探讨闭塞系统中的追踪间隔关键技术及其控制算法，针对现有追踪运行算法存在不满足列车行为评价标准等问题，提出移动闭塞条件下列车追踪运行协同控制方案。其次，针对目前准移动闭塞条件下线路利用率不够等问题，提出准移动闭塞条件下基于势函数的列车追踪运行控制算法。基于图论知识和列车模型，构造多列车动态网络拓扑结构，根据列车之间的间隔距离信息构造具有有限能量的势函数，利用势函数作用机理动态调整列车追踪间隔，保证列车之间必要的间隔距离，避免列车发生碰撞和提高线路利用率。仿真对比结果表

5、明，基于势函数的追踪运行控制算法具有比现有算法更优越性能。最后，论文针对准移动闭塞条件下基于势函数的追踪算法的不足，结合势函数和专属虚拟Leader跟随策略，提出移动闭塞条件下列车追踪运行的协同控制算法。根据实际列车与自身专属虚拟Leader之间的速度和位置误差信息，产生一定的跟随牵引力或制动力，保证列车以一定的期望速度单向运行；同时利用势函数保证列车之间必要的间隔距离，从而保证了列车速度和间隔要求。仿真结果表明，算法能根据实际线路的要求自动调整运行状态以达到最小行车间距和允许速度的目的，符合列车的实际运行环境和行为准则要求。图49幅

6、，表2个，参考文献100篇。关键词：列车控制系统，移动闭塞，追踪间隔，势函数，协同控制分类号：TPl3；621ResearchonControlAlgorithmforTrackingOperationofHigh-SpeedTrainsunderMovingBlockAbstract：Thecontrolfortrackingoperationiscriticaltothehi811一speedtrainsundermovingblock．Variousautomatictrainprotectionalgorithmsarepro

7、posedforthisdifficultproblem．Buttherearelotsofshortcomingsofthesealgorithms，suchaslowlineutilization，theripplespeedinhighamplituderangeand仔equentbraking．Theuseofpotentialfunctionincontrolcanraisethelineutilizationrate．Furthermore，cooperativecontrolisagoodchoicetostabili

8、zethetrainspeedandadjustthedistancefromneighbors．Thispaperstudiestwocontrolstrategiesforthetrackingoperationof