[发明专利]一种磁悬浮列车速度曲线的节能优化方法

说明书

本发明实施例提供了一种磁悬浮列车速度曲线的节能优化方法。该方法包括：设置磁悬浮列车速度的个体的初始种群及迭代条件限制；计算磁悬浮列车速度的种群中个体适应度值，利用最优个体和最差个体引导种群进化更新；计算进化后种群个体变异参数，产生新变异种群；利用新变异种群和原始种群混合形成新的混合种群；在混合种群中通过随机Q选择算法，选择磁悬浮列车速度的个体的最终的优质种群，获得磁悬浮列车速度曲线。本发明针对磁悬浮列车在线优化问题，在种群变异过程中利用小波变异增加种群多样性，为磁悬浮列车的在线速度曲线优化提供可靠快速的求解优化方案。

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车运行控制技术领域，尤其涉及一种磁悬浮列车速度曲线的节能优化方法。

背景技术

磁悬浮列车的控制与优化技术是高速磁悬浮列车安全、高效、可靠运行的基础。在磁悬浮列车高速运行过程中，磁悬浮列车自动驾驶系统主要基于目标速度曲线控制磁悬浮列车运行。因此，在满足一定物理设备约束条件下，获得可在目标运行时间内完成运输距离、总能耗最小的目标速度曲线对实际运行工况具有重要的实际意义。

磁悬浮列车在运行过程中受到牵引力、制动力、空气阻力、电磁涡流阻力等作用，使的磁悬浮列车在运行过程中存在较大非线性、大量的不确定因素。因此，通过智能优化算法获得磁悬浮列车安全、节能运行曲线是磁悬浮列车运行控制的必要环节。

目前，现有技术中还没有一种有效的对磁悬浮列车速度曲线进的节能优化的方法。

发明内容

本发明的实施例提供了一种磁悬浮列车速度曲线的节能优化方法，以实现对磁悬浮列车速度曲线进行有效的节能优化。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种磁悬浮列车速度曲线的节能优化方法，包括：

Step0.根据磁悬浮列车的运行状况信息的优化问题条件及精度，设置磁悬浮列车速度的个体的初始种群及迭代条件限制；

Step1.计算磁悬浮列车速度的种群中个体适应度值，对个体适应度值进行排序，选择最优个体和最差个体；

Step2.根据所述最优个体和最差个体计算种群个体变异参数，产生新变异种群；

Step3.利用所述新变异种群和原始种群混合形成新的混合种群；

Step4.在所述混合种群中通过随机Q选择算法，选择磁悬浮列车速度的个体的最终的优质种群，根据所述磁悬浮列车速度的个体的最终的优质种群得到节能优化后的磁悬浮列车速度曲线。

优选地，所述的根据磁悬浮列车运行状况信息的优化问题条件及精度，设置磁悬浮列车速度的个体的初始种群及迭代条件限制，包括：

根据磁悬浮列车运行状况信息优化问题条件及精度，设置进化代数计数器i＝0，以及最大进化代数I；

读取磁悬浮列车运行状态信息及路况信息，根据磁悬浮列车运行状态信息形成优化变量约束条件；根据优化变量约束条件随机生成N个磁悬浮列车速度的个体作为初始种群x(0)；设置磁悬浮列车速度的运行曲线优化目标f(x)＝{f₁(x),f₂(x)}，其中f₁(x)为能耗目标，f₂(x)为最佳舒适度目标。

优选地，所述的计算磁悬浮列车速度的种群中个体适应度值，对个体适应度值进行排序，选择最优个体和最差个体，包括：

计算种群中每个磁悬浮列车速度的个体的适应度值；

对种群的所有个体适应度值按照从大到小的顺序进行排序，根据适应度值选择最优解x^i*和最劣解x^i×，将最大的适应度值对应的个体作为最优解，将最小的适应度值对应的个体作为最劣解。