4。2。1 程序流程 15

4。2。2 实例仿真及分析 16

4。3本章小结 19

5 总结与展望 19

6 参考文献 20

1 绪论

1。1课题的研究背景和意义

随着城市人口的不断增加和人们对交通工具条件的要求越来越高，严峻的交通问题成为城市建设和发展的焦点。因城市轨道交通有安全、省地、运量大、全天候、节能、少污染等特点，使城市轨道交通在提高交通运输能力，改善城市环境，减少交通堵塞等方面发挥巨大的作用，因此城市轨道交通的发展对解决日益严重的城市交通问题越来越重要。发展快速、高层次、大运量、立体化的轨道交通系统能有效的改善城市轨道交通紧张状况，是城市交通发展的大趋势。论文网

列车运行自动控制系统ATC（Automatic Train Control System）是一项重要的行车技术设备，在保障列车安全运行的同时，提高列车的运行效率，增加列车运行的准时性和舒适性，是城市轨道交通列车运行的核心设备。其子系统ATO是通过控制列车的牵引和制动系统来代替人工驾驶控制列车自动运行的设备，ATO在提高列车运行效率，调整列车的运行速度、车站定点停车和列车节能运行等方面发挥巨大作用。ATO主要依据当前的线路参数、时刻表所要求的运行时间以及线路上运行的实际条件和客观情况，生成目标速度曲线，它不仅综合体现了列车停车精确性指标，准时性指节能性指标和舒适性指标，而且也是列车自动运行的依据；ATO正是根据最优速度曲线给出控制力使列车沿最优运行曲线运行。[1]所以在ATO系统中，列车运行速度曲线起着关键性的作用。

列车运行系统是复杂的非线性动力学系统，列车应该按照何种曲线运行才能达到最优，是对ATO系统进行预测、分析与控制的前提条件，没有优秀的速度曲线的ATO系统是难以保证列车的速度防护指标，准时性指标，停车精确性指标，舒适性指标和节能性指标同时达到最优的。因此ATO速度曲线优化的研究对于提高城市轨道交通列车运行效率和运行水平具有十分重要的意义。

1。2国内外研究现状

1。2。1 ATO系统研究现状

1。2。2ATO优化算法研究现状

1。3研究内容

1。3。1 研究目标

（1） ATO速度命令节能设计的背景及意义。在阅读大量文献、资料的基础上，总结了ATO速度命令节能设计的研究现状及发展趋势。

（2）分析地铁运营线路、满载率、区间最大运行速度对列车区间运行能耗和运行时间的影响。文献综述

（3）列车运行仿真模型。根据ATO系统的框架及其工作原理，对列车ATO运行进行建模，将列车运行模型分为四模块，它们分别为分为ATO模块、列车模块、能耗计算模块和运行计算模块等。在上述模型中对ATO三种控制策略（惰行、巡航、混合模式）分别进行建模分析，通过模拟试验来设计每个策略下的ATO速度曲线，为后续ATO速度命令节能设计奠定基础。运用C++语言在Visual Studio 2010开发环境中实现列车运行仿真模型。

1。3。2 技术路线

论文采取理论分析、计算机仿真相结合的方式进行研究，基于ATO操纵策略和牵引计算理论，通过选取成熟的列车运行仿真模型，建立由ATO、列车、运行计算和能耗计算模型组成的列车运行仿真模型，编写仿真程序并通过仿真结果分析不同控制参数系的列车运行模型能耗曲线，并在此基础上探讨模型参数选择方法。