基于博弈論的CBTC列車優(yōu)化控制方法研究.pdf

1、基于通信的列車控制(Communication Based Train Control，CBTC)系統(tǒng)通過車地通信實(shí)現(xiàn)列車和地面大容量、連續(xù)及雙向的信息交互，實(shí)現(xiàn)了精確的閉環(huán)控制。CBTC中的車地通信是基于無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，WLAN)。WLAN存在時(shí)延和丟包等車地通信傳輸差錯(cuò)，會(huì)造成控制信息的延遲或丟失，導(dǎo)致列車控制策略變化，引起不必要的制動(dòng)與牽引，對(duì)CBTC系統(tǒng)的性能產(chǎn)生不利影響。

2、r>　　本文主要研究CBTC車地通信傳輸差錯(cuò)下，多列車的優(yōu)化控制問題。將CBTC多列車控制系統(tǒng)等效為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Network Control System，NCS)，采用博弈論(Game Theory)方法對(duì)多列車決策過程建模，提出了多列車博弈優(yōu)化控制方法，減小了列車追蹤間隔誤差和運(yùn)行速度誤差，降低了系統(tǒng)能耗，達(dá)到了優(yōu)化CBTC系統(tǒng)性能的目標(biāo)。
　　論文具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)研究WLAN的鏈路層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與

3、博弈論方法。分析了CBTC車地?zé)o線通信的時(shí)延和丟包，分析了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與博弈論應(yīng)用于CBTC多列車追蹤控制的可行性。
　　2)研究基于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的車地通信與列車控制一體化設(shè)計(jì)方法。將CBTC多列車控制系統(tǒng)等效為NCS，通過車地通信傳輸差錯(cuò)下的CBTC多列車NCS模型，定量描述了車地通信與列車控制的關(guān)系。
　　3)采用博弈論對(duì)CBTC多列車決策問題進(jìn)行建模與優(yōu)化。分析了CBTC多列車決策的博弈類型，定義了多列車博弈中的參與者

4、，策略集和收益函數(shù)，分析了多列車博弈的求解過程，提出了考慮車地通信的多列車博弈優(yōu)化控制方法，減小了列車追蹤間隔誤差和運(yùn)行速度誤差，降低了系統(tǒng)能耗。
　　4)仿真驗(yàn)證多列車博弈優(yōu)化控制方法的性能優(yōu)化效果。確定仿真參數(shù)，設(shè)計(jì)多列車博弈的算法。通過仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)，比較了現(xiàn)有的CBTC控制方法與本文提出的優(yōu)化控制方法兩者的效果，驗(yàn)證了優(yōu)化控制方法的性能優(yōu)化效果。
　　結(jié)果表明，與現(xiàn)有的CBTC控制方法相比，采用本文提出的優(yōu)化控制方法