[發明專利]一種為城軌列車群生成自動駕駛曲線的方法

有效

• 申請號: 201810116712.8
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108394429B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 徐凱;楊飛鳳;何周陽;楊世聰;徐文軒
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: B61L27/04
• 分類號: B61L27/04;B61L23/14
• 代理公司: 重慶乾乙律師事務所 50235
• 代理人: 侯懋琪

1.一種為城軌列車群生成自動駕駛曲線的方法，包括地面列車群集成控制系統(1)和自動駕駛曲線生成系統，所述自動駕駛曲線生成系統能為地面列車群集成控制系統(1)生成自動駕駛曲線，地面列車群集成控制系統(1)能將所述自動駕駛曲線傳送給各列車車載計算機，以實現對列車群的控制，其特征在于：所述自動駕駛曲線生成系統由多個處理模塊(2)組成，單個處理模塊(2)包括一個自動駕駛曲線生成模塊(21)、一個主機模塊和一個輔機模塊；

所述方法包括：

設某一運營線路上有多輛列車運行，多輛列車與所述多個處理模塊(2)一一對應；

(一)地面列車群集成控制系統(1)周期性地將多輛列車各自對應的基礎數據和約束參數分別傳輸到相應的處理模塊(2)；

(二)每次收到基礎數據和約束參數時，處理模塊(2)就根據方法一生成相應的Pareto前沿解集；

(三)然后，處理模塊(2)根據方法二生成相應的控制曲線并將控制曲線傳輸到地面列車群集成控制系統(1)；多個處理模塊(2)輸出的控制曲線即形成列車群自動駕駛曲線；

所述方法一包括：

當處理模塊收到基礎數據和約束參數后，其中的主機模塊按如下步驟進行操作：1)主機模塊根據當前的基礎數據和約束參數生成多個基礎粒子，然后，主機模塊采用粒子集群算法求取Pareto前沿解；

2)首次得到Pareto前沿解時，主機模塊將Pareto前沿解傳輸至輔機模塊，同時，主機模塊開始周期性地開啟通信窗口；

3)通信窗口開啟時，主機模塊停止運行粒子集群算法，并將當前得到的Pareto前沿解傳輸至輔機模塊，同時，主機模塊接收輔機模塊輸出的精英Pareto前沿解；通信窗口關閉后，主機模塊對收到的精英Pareto前沿解和自身保存的Pareto前沿解進行支配關系識別，并根據支配關系識別結果，繼續運行粒子集群算法求取Pareto前沿解；

4)當通信窗口的開啟次數達到設定值后，主機模塊對當前的Pareto前沿解和精英Pareto前沿解進行支配關系識別，支配關系識別后，最終得到的所有Pareto前沿解即為Pareto前沿解集；

首次收到前沿解后，輔機模塊按如下方式進行操作：A)輔機模塊根據Pareto前沿解生成多個精英粒子群(241)，然后，輔機模塊采用粒子集群算法求取精英Pareto前沿解；

所述輔機模塊包括一個精英粒子群優化模塊(24)和一個局部外部檔案模塊(25)；所述輔機模塊按如下方式獲取精英Pareto前沿解：

a)收到Pareto前沿解后，精英粒子群優化模塊(24)根據Pareto前沿解生成多個精英粒子群(241)；

b)根據公式四對精英粒子群(241)中的每個精英粒子進行r次隨機擾動，得到多個擾動粒子；對單個精英粒子而言，每擾動一次，就得到一個相應的擾動粒子，單個精英粒子被擾動r次后，就能得到r個擾動粒子；進入步驟c)；

c)根據約束參數，判斷擾動粒子中是否有可行解：如果有可行解，則進入步驟d)；如果沒有可行解，則返回步驟b)；

d)將可行解送入局部外部檔案模塊(25)，對可行解進行支配關系識別，得到精英Pareto前沿解；返回步驟b)；

所述公式四為：

其中，為第r次擾動后相應精英粒子群(241)中第j個精英粒子在第d維度上的位置向量；x_bestjd為擾動前相應精英粒子群(241)中第j個精英粒子在第d維度上的位置向量；Region_{d max}、Re gion_{d min}分別為相應精英粒子群(241)中的精英粒子在第d維度上的搜索范圍的上下界；rand()為[-1,1]內的隨機數；

B)當通信窗口開啟時，輔機模塊停止運行粒子集群算法，并將當前得到的精英Pareto前沿解傳輸至主機模塊，同時，輔機模塊接收主機模塊輸出的Pareto前沿解；通信窗口關閉后，輔機模塊根據新的Pareto前沿解重新生成多個精英粒子群(241)，然后，輔機模塊繼續運行粒子集群算法求取精英Pareto前沿解；

所述方法二包括：

自動駕駛曲線生成模塊(21)對Pareto前沿解集中的Pareto前沿解進行模糊滿意度評價，為每個Pareto前沿解生成相應的滿意度值，將滿意度值最高的Pareto前沿解作為控制曲線輸出至地面列車群集成控制系統(1)。