[发明专利]一种重载列车进站曲线优化方法及系统

权利要求书

1.一种重载列车进站曲线优化方法，其特征在于，所述优化方法包括：

建立重载列车的多目标优化及惩罚函数；所述多目标优化函数包括安全目标函数、节能目标函数、稳定目标函数以及与所述安全目标函数和所述稳定目标函数相应的惩罚函数将有约束的优化问题转换为无约束的优化问题，所述安全目标函数为以重载列车的运行速度为自变量的函数，所述节能目标函数为以重载列车的运行时所受阻力为自变量的函数，所述稳定目标函数为以重载列车的运行加速度为自变量的函数；

基于基于自适应交叉和变异概率的NSGA-II算法，对所述多目标优化函数进行优化，得到重载列车运行最优解集，并根据所述重载列车运行最优解集控制重载列车在进站前的运行，所述重载列车运行最优解集包括：重载列车运行速度最优解和重载列车运行加速度最优解；

将单质点模型分解为六个质点，每20节车厢考虑为一个质点，整列车划分为6个质点，分析每个质点的受力情况，建立重载列车的六质点动力学模型；

建立空气制动力模型，并验证所述空气制动力模型是否符合在固定减压量下制动缸的充气特性；

根据验证后的所述空气制动力模型以及所述六质点动力学模型，仿真重载列车进站时在固定减压量下每个质点的速度位移曲线；

根据预设的重载列车停靠位置以及所述速度位移曲线，反推得到实施空气制动的位置。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述基于自适应交叉和变异概率的NSGA-II算法，对所述多目标优化函数进行优化，具体包括：

根据重载列车特性与线路数据，将目标运行曲线分为不同的个体，随机产生规模为N的初始种群P₀，设置最大进化代数t_max，并对种群P₀进行非支配排序，初始化每个个体的rank值；

对父代种群P₀执行遗传操作，产生子代种群Q₀；

通过二进制锦标赛法从P₀和Q₀中产生出组合种群R₀＝P₀∪Q₀；

对组合种群R₀进行非支配排序，并通过拥挤度排序和精英保留策略选出rank值排前列的N个个体，组成新的父代种群P₁；

根据当前种群P₁中个体的拥挤度与所有种群的个体拥挤度的平均值进行比较，并对交叉概率P_c及变异概率P_m的变化分类；

基于算法迭代次数进程，求出交叉算子P_c和变异算子P_m的变化值；

自适应更新选取交叉算子P_c和变异算子P_m的值，通过交叉、变异操作，生成新的子代种群Q₁；

跳转至“通过二进制锦标赛法从P₀和Q₀中产生出组合种群R₀＝P₀∪Q₀”，进行下一次的进化，直至当前进化代数达到所述最大进化代数t_max。