基于对称交替方向乘子法的单列车最优运行控制

摘要

作为高铁系统研究的重点问题之一,列车运行控制在降低列车运行能耗以及提升铁路运营效率等方面具有重要的意义。针对单列车在多个站点间的运行控制问题,提出一种基于对称交替方向乘子法的单列车最优运行控制方案。以旅客乘坐舒适度、列车运行能耗以及列车准点到站作为优化目标,将列车运行动力学方程、站点发车时间、列车运行速度和列车牵引力限制等作为约束条件,构建了列车最优运行控制模型。在对称交替方向乘子法的框架下,将原最优控制问题转化成为2个独立的子问题,并引入交替求解的机制,获得原问题的最优解。数值仿真表明对称交替方向乘子法相比交替方向乘子法能够在较少迭代步数内求解获得列车的最优控制序列,验证了算法的有效性。