[发明专利]一种基于遗传算法的列车建模方法

说明书

技术领域

本发明属于列车建模领域，特别涉及一种基于遗传算法的列车建模方法。

背景技术

在城市轨道交通行业中，信号系统在投入项目使用前，需要在实验室中完成测试，而实验室环境下无法使用实际列车进行测试，因此，需要实验室中建立列车模型，并模拟实际列车在信号系统控制下的行为。

由于现有技术限制，不够精确的列车模型对信号系统的功能及性能进行调试，获得模拟结果与实际结果存在较大差异性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种通过遗传算法获得最优解的列车参数，基于最优解的列车参数构建成的列车模型对信号系统的功能以及性能进行调试的列车建模方法，进而提高了调试结果的准确性。

为了达到上述技术目的，本发明提供了一种基于遗传算法的列车建模方法，包括如下步骤：

步骤一，获取组成列车模型的列车参数，将列车参数分为预设数量的样本数组，将每个样本数组作为遗传算法的初始值；

步骤二，将工程记录数据导入遗传算法，在初始值的基础上，从工程记录数据中提取信号系统每个周期输出的控制量，对控制量进行遍历操作，当遍历完成后，将每个样本数组与工程记录数据进行运算，获得每个样本数组对应的适应度；

步骤三，选取适应度符合预设条件的目标数组，将目标数组与前一代中的样本数组进行交叉重组，获得重组后的数组，作为子代的初始数组；

步骤四，重复进行步骤二至步骤三的操作，直至当重组的次数达到预设值时，从当前子代的数组中选取适应度最大的数组，以及根据适应度最大的数组确定最优解的列车参数，基于最优解的列车参数构建列车模型。

可选的，所述列车参数包括基本阻力的系数、牵引电机的延时特性参数、牵引特性曲线参数、制动特性曲线参数。

可选的，所述步骤二包括：

获得当前车速下的信号系统输出的控制量，从工程记录数据中提取真车速度数组，从每个样本数组中提取基本阻力的系数；

将真车速度数组和基本阻力的系数代入基本阻力计算公式，计算得到的基本阻力；

从每个样本数组中提取牵引特性曲线参数和牵引电机的延时特性参数，获取列车模型的牵引力，从每个样本数组中提取制动特性曲线参数，获取列车模型的制动力，结合基本阻力以及牵引力计算每个样本数组中列车模型的加速度数组；

根据加速度数组，得到当前信号系统输出的控制量下的仿真速度数组。

可选的，所述当遍历完成后，将每个样本数组与工程记录数据进行运算，获得每个样本数组对应的适应度，包括:

从每个样本数组获取仿真速度数组和从工程记录数据获取真车速度数组；

将仿真速度数组与真车速度数组中对应的元素进行求差处理，获取与每个元素差值的平方和，将平方和与真车速度数组中的元素和相除，得到每个样本数组的适应度。

可选的，所述列车参数还包括动车的质量回转系数r_m和拖车的质量回转系数r_t、轨道粘着系数adhesion。

可选的，所述步骤二包括：

获得当前车速下的信号系统输出的控制量，从工程记录数据中提取真车速度数组，从每个样本数组中提取基本阻力的系数；

将真车速度数组和基本阻力的系数代入基本阻力计算公式，计算得到的基本阻力；

从每个样本数组中提取牵引特性曲线参数和牵引电机的延时特性参数，获取列车模型的牵引力，从每个样本数组中提取制动特性曲线参数，获取列车模型的制动力，从每个样本数组中提取轨道粘着系数adhesion，获得列车模型的轨道间粘着力，从每个样本数组中提取动车的质量回转系数r_m和拖车的质量回转系数r_t，获得列车模型的回转质量，结合列车模型的牵引力、制动力、基本阻力以及轨道间粘着力计算每个样本数组中列车模型的加速度数组；

根据加速度数组，得到当前信号系统输出的控制量下的仿真速度数组。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：通过获取到的列车参数，结合工程记录数据通过遗传算法进行仿真分析，确定最优解的列车参数，基于最优解的列车参数构建成的列车模型对信号系统的功能以及性能进行调试，从而提高了调试结果的准确性。

附图说明