基于混合邏輯動態(tài)系統(tǒng)的列車運行調(diào)度模型及仿真研究

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1、分類號TP391單位代碼10618密級公開學(xué)號2130070005碩士學(xué)位論文基于混合邏輯動態(tài)系統(tǒng)的列車運行調(diào)度模型及仿真研究研究生姓名：馬明君導(dǎo)師姓名及職稱：王宏剛教授申請學(xué)位類別工學(xué)碩士學(xué)位授予單位重慶交通大學(xué)一級學(xué)科名稱計算機科學(xué)與技術(shù)論文提交日期2016年4月15日二級學(xué)科名稱計算機應(yīng)用技術(shù)論文答辯日期2016年5月27日2016年6月8日StudyofTrainTrafficControlandSimulationBasedonMixedLogicDynamicSystemADissertationSubmittedfort

2、heDegreeofMasterCandidate：MaMingjunSupervisor：Prof.WangHonggangChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重慶交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明，本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研，究工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研巧做出重要責(zé)獻的個人。由本和集體，均己在文中Ｗ明確方式標(biāo)明本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果人承擔(dān)。

3、化興／年＜月日學(xué)位論文作者簽名：刖重戾交通大學(xué)學(xué)位論文化權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)重慶交通大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進。同時、行檢索，可Ｗ采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所將本人學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)），》（、信息網(wǎng)絡(luò)傳播等庫，并進行信息服務(wù)包括但不限于匯編、復(fù)制、發(fā)行同時本人保留在其他媒體發(fā)表

4、論文的權(quán)利。剛：至享位論文作者簽名：違呼＾術(shù)指導(dǎo)教師簽名祭；年６月曰曰期：打１＾年名月目曰期八．ＶＩＣＮＫＩ系列數(shù)據(jù)庫中本人同意將本學(xué)位論文提交至中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社權(quán)益。全文發(fā)布．并按《中國優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》規(guī)定享受相關(guān)學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：曰期；年月＾曰曰期；又辟６月曰摘要隨著我國鐵路運輸事業(yè)的快速發(fā)展，列車運行速度的提高，行車密度的加大以及鐵路運輸環(huán)境的復(fù)雜性，使得保證列車安全正點運行成為鐵路運輸部門急需解決的一個難題。列車運行調(diào)度系統(tǒng)是控制全

5、線列車對鐵路資源合理利用的系統(tǒng)，是列車安全正點運行和鐵路運輸效率的保證。本文在國內(nèi)外專家研究的基礎(chǔ)上，利用混合邏輯動態(tài)系統(tǒng)理論（MLD：MixedLogicalDynamic）研究列車調(diào)度問題，建立列車運行調(diào)度MLD模型，將列車運行調(diào)度系統(tǒng)中的連續(xù)部分和離散部分統(tǒng)一在一個框架下對列車運行調(diào)度問題進行分析并采用預(yù)測控制理論建立在非極端情況下的優(yōu)化預(yù)測控制模型。主要完成的研究內(nèi)容包括：（1）混合邏輯動態(tài)系統(tǒng)的研究混合邏輯動態(tài)系統(tǒng)的核心是邏輯命題與混合線性不等式之間的等價轉(zhuǎn)換，本文對邏輯命題轉(zhuǎn)換成混合線性不等式的方法進行了歸納，并通過實例詳

6、細論述了混合邏輯動態(tài)系統(tǒng)的建模過程。（2）對列車運行過程中的事件進行分析和歸納列車運行過程中的各種事件往往對列車的運行狀態(tài)造成一定程度的影響，如列車進站事件會使列車減速、出站事件會使列車加速等。通過對列車運行過程中的事件進行分析，將事件歸納為正常事件和異常事件，并指出列車運行調(diào)度問題是一個典型的混雜動態(tài)系統(tǒng)以及調(diào)度的本質(zhì)是通過正常事件來消除或降低異常事件對列車正常運行造成的影響。（3）建立列車運行調(diào)度MLD模型列車在運行過程中會遇到一些極端情況，如地震、線路中斷等。針對此極端情況，調(diào)度員只有采取預(yù)案來保證列車的安全運行，如更換線路，無

7、法恢復(fù)列車的正點運行。本文針對非極端情況，即列車運行過程中的異常事件只會導(dǎo)致列車晚點，采用MLD建模理論建立了移動閉塞形式下的列車運行調(diào)度模型，該模型將離散事件和連續(xù)過程進行了統(tǒng)一。在模型的基礎(chǔ)上，指出通過正常事件來消除或降低異常事件對列車正常運行造成的影響，本質(zhì)是在某些時刻改變列車的加速度，恢復(fù)列車的正點運行。（4）列車運行調(diào)度的優(yōu)化控制方法研究在建立模型的基礎(chǔ)上，以實績運行時刻表與計劃時刻表之間的偏差為優(yōu)化目標(biāo)，采用預(yù)測控制理論建立列車運行調(diào)度的優(yōu)化控制模型，并采用時域滾動優(yōu)化方法進行求解，保證每次調(diào)整計劃都是最優(yōu)或次優(yōu)。（5）仿

8、真分析以6個車站和5個區(qū)間的調(diào)度區(qū)段為例，采用C#計算機編程語言建立列車調(diào)I度仿真平臺，對模型進行仿真。仿真結(jié)果表明了模型的正確性。關(guān)鍵詞：列車運行調(diào)度，混合邏輯動態(tài)系統(tǒng)，預(yù)測控制，優(yōu)化。IIABSTRACTWithth