[發明專利]重載列車的建模方法、建模系統、控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 202310101097.4
• 申請日: 2023-02-13
• 公開（公告）號: CN115793472B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 付雅婷;饒文軒;楊輝;李中奇;譚暢;周艷麗
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉芳

本發明涉及了一種重載列車的建模方法、建模系統、控制方法及控制系統，屬于重載列車控制技術領域。所述建模方法包括：獲取重載列車的運行數據；分別對運行數據中的速度數據和控制力數據進行聚類，獲得速度聚類結果和控制力聚類結果；基于速度聚類結果和控制力聚類結果構建區間二型模糊模型；采用鯨魚優化算法優化區間二型模糊模型的參數，獲得優化后的區間二型模糊模型，作為重載列車的模擬模型。本發明通過獲取重載列車的運行數據，采用數據驅動的方式建立區間二型模糊模型，并采用鯨魚優化算法對區間二型模糊模型的參數進行優化，以獲得高精度的模擬模型，進而實現重載列車的高精度控制。

技術領域

本發明涉及重載列車控制技術領域，特別是涉及一種重載列車的建模方法、建模系統、控制方法及控制系統。

背景技術

重載列車因其環保、快捷、大運量等優勢越來越被重視，發展重載列車成為大勢所趨。重載列車是一種龐大而復雜的系統，列車駕駛難度非常大。特別是在惡劣環境中，頻繁的制動和緩解導致司機疲勞度和運行危險系數急劇增加。因此要想在保證安全的前提下提高列車運行的效率，就需要設計合理的重載列車自動駕駛控制系統，這也意味著需要對重載列車運行過程更為準確地描述，并選用恰當的控制方法。

在現有的建模研究中，學者們大多是從系統受力分析和已有的經驗公式出發建立機理模型。雖然機理建模在一定程度上能夠滿足列車運行控制需求，但它需要大量的先驗知識和經驗公式，以及多次現場測試來驗證模型的準確性，這使得實驗成本非常高。并且，隨著列車的運行車載設備和軌道容易受到磨損消耗，這就會導致機理模型與實際列車之間存在較大的誤差，自動駕駛控制策略不再能夠滿足列車運行要求。如何提高重載列車的模擬精度，進而提高自動駕駛控制的效果，成為一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種重載列車的建模方法、建模系統、控制方法及控制系統，以提高重載列車的模擬精度，進而提高自動駕駛控制的效果。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種重載列車的建模方法，所述建模方法包括如下步驟：

獲取重載列車的運行數據；所述運行數據包括速度數據和控制力數據；

分別對所述運行數據中的速度數據和控制力數據進行聚類，獲得速度聚類結果和控制力聚類結果；具體的，所述速度聚類結果中包含n個速度類，所述控制力聚類結果中包含n個控制力類；

基于所述速度聚類結果和所述控制力聚類結果構建區間二型模糊模型；

采用鯨魚優化算法優化所述區間二型模糊模型的參數，獲得優化后的區間二型模糊模型，作為所述重載列車的模擬模型。

可選的，所述分別對所述運行數據中的速度數據和控制力數據進行聚類，獲得速度聚類結果和控制力聚類結果，具體包括：

采用模糊C-均值聚類方法分別對所述運行數據中的速度數據和控制力數據進行聚類，獲得速度聚類結果和控制力聚類結果。

可選的，所述區間二型模糊模型為:

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