基于改进多目标差分进化算法的城轨列车速度曲线优化
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周艳丽(1983—),女,讲师,博士研究生,研究方向为轨道交通运行优化与控制。E-mail:yanlizhou@ecjtu.edu.cn。

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中图分类号:

U231

基金项目:

国家自然科学基金高铁联合基金重点项目(U2034211);江西省技术创新引导项目(20203AEI009)


Optimization of Urban Rail Train Speed Profile Based on Improved Multi-objective Differential Evolution Algorithm
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    摘要:

    城轨列车速度曲线研究对于优化列车运行过程具有重要的作用。 为得到更好的城轨列车速度曲线优化效果,本文针对列车运行准时性、运行能耗和舒适度 3 个目标,提出一种基于改进多目标差分进化算法的速度曲线优化方法。 首先,建立城轨列车运行过程的多目标优化模型;然后,通过采用精英镜像初始化策略、引入参数自适应和多变异策略,提升多目标差分进化 (MODE)算法的性能,并通过与其他 6 种对比算法在 ZDT 系列测试函数上所得的反世代距离评价指标(IGD)值进行比较,验证了所提算法的优越性;最后,结合南昌地铁一号线某区间真实线路数据进行仿真。 结果表明,改进的 MODE 算法(IMODE)相较于对比算法在综合性能方面具有一定优势,同时在列车节能优化问题中具有较强的实用性。

    Abstract:

    The study of train speed profiles plays a crucial role in optimizing the train operation process for urban rail train. To achieve better optimization results of train speed profiles, aiming at the three goals of train running punctuality, running energy consumption and passenger comfort, an approach based on an improved multi-objective differential evolution algorithm is proposed. Firstly, a multi-objective optimization model for urban rail transit trains is established based on the train operation process. Then, by adopting an elite mirror initialization strategy, ntroducing parameter adaptation and multi-mutation strategies, the performance of the multi-objective differential evolution (MODE) algorithm is improved, and by comparing with the IGD values obtained by the other 6 comparison algorithms on the ZDT series test functions, the superiority of the proposed algorithm is verified. Finally, combined with the real line data of Nanchang Metro Line 1, the simulation results show that the improved MODE algorithm has certain advantages in comprehensive performance compared with the comparison algorithm, and has strong practicability in train energy-saving optimization problems.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

周艳丽,徐硕,杨辉.基于改进多目标差分进化算法的城轨列车速度曲线优化[J].华东交通大学学报,2023,40(5):76-82.
Zhou Yanli, Xu Shuo, Yang Hui. Optimization of Urban Rail Train Speed Profile Based on Improved Multi-objective Differential Evolution Algorithm[J]. JOURNAL OF EAST CHINA JIAOTONG UNIVERSTTY,2023,40(5):76-82

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  • 收稿日期:2023-08-10
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  • 在线发布日期: 2023-11-16
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