軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及軌道交通能耗優(yōu)化領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于免疫遺傳算法的軌道交 通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市化進(jìn)程的不斷加快，在帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí)也引起了諸多城市問題，其中城 市交通需求與交通供給之間的矛盾所導(dǎo)致的交通擁堵、交通安全、環(huán)境污染、能源消耗等己 經(jīng)為世界各大城市面臨的普遍問題。為降低城市化進(jìn)程中出現(xiàn)的交通問題及負(fù)面效應(yīng)，越 來越多的城市選擇了"公交優(yōu)先"發(fā)展模式，城市軌道交通作為公共交通的重要組成部分， 具有安全、準(zhǔn)點(diǎn)、快速、環(huán)保能力大等特點(diǎn)，發(fā)展建設(shè)迅猛。
[0003] 分析城市軌道交通統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，城市軌道交通系統(tǒng)能耗主要可以劃分為列車 運(yùn)行能耗和車站運(yùn)營能耗，根據(jù)我們軌道交通能耗的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，列車運(yùn)行能耗是構(gòu)成軌道 系統(tǒng)運(yùn)營總能耗的主要部分，根據(jù)Meibom對列車運(yùn)行過程中的能量流及傳輸效率的分析 研宄，機(jī)車的牽引方式及效率對總能耗的影響較大，其損失約占列車運(yùn)行過程中總能耗的 62. 4%，車載輔助設(shè)備，如：空調(diào)、通風(fēng)、照明等能耗占總能耗的19. 4%，列車用于克服空氣 阻力、線路阻力和制動(dòng)導(dǎo)致的動(dòng)能損失占總能耗的12. 6%，驅(qū)動(dòng)損失占5. 6%。但由于各能 耗影響因素間相互關(guān)系的不明確，建立各能耗影響因素關(guān)聯(lián)度的統(tǒng)一模型比較困難，因此 可以利用免疫遺傳算法對對應(yīng)關(guān)系模型未知的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行估計(jì)計(jì)算，這在已經(jīng)條件較少， 關(guān)系模型不確定的情況下得到準(zhǔn)確的關(guān)聯(lián)度值是非常有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于免疫遺傳 算法的軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法，包括步驟：
[0007] 1)確定軌道交通能耗影響因素；
[0008] 2)基于軌道交通能耗各影響因素隨機(jī)產(chǎn)生N個(gè)抗體作為關(guān)聯(lián)度向量，并組成抗體 集{&，…，RJ ;
[0009] 3)判斷是否存在至少一個(gè)抗體下的能耗計(jì)算值與實(shí)際運(yùn)行能耗之間的誤差小于 設(shè)定閾值，若為是，則優(yōu)化結(jié)束，若為否，則用誤差最小的抗體更新誤差最大的抗體，并執(zhí)行 步驟4);
[0010] 4)利用免疫遺傳算法優(yōu)化該關(guān)聯(lián)度向量，并返回步驟3)。
[0011]所述步驟4)具體包括步驟：
[0012] 401)根據(jù)抗體的選擇概率？1調(diào)節(jié)抗體的濃度，選擇概率與抗體濃度的關(guān)系式為： L/1N丄I d丄厶4:4: ^ * * I* L./U
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟： 1) 確定軌道交通能耗影響因素； 2) 基于軌道交通能耗各影響因素隨機(jī)產(chǎn)生N個(gè)抗體作為關(guān)聯(lián)度向量，并組成抗體集 IR1,…，Rj ; 3) 判斷是否存在至少一個(gè)抗體下的能耗計(jì)算值與實(shí)際運(yùn)行能耗之間的誤差小于設(shè)定 閾值，若為是，則優(yōu)化結(jié)束，若為否，則用誤差最小的抗體更新誤差最大的抗體，并執(zhí)行步驟 4)； 4) 利用免疫遺傳算法優(yōu)化該關(guān)聯(lián)度向量，并返回步驟3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法，其特征在于， 所述步驟4)具體包括步驟： 401) 根據(jù)抗體的選擇概率？^周節(jié)抗體的濃度，選擇概率與抗體濃度的關(guān)系式為：
其中：α和β分別為調(diào)節(jié)常數(shù)，N為抗體集中抗體個(gè)數(shù)，F(xiàn)()為抗體適應(yīng)度函數(shù)，CiS 抗體濃度，具體為：
其中=Mi為抗體集中與抗體i親和度高的抗體個(gè)數(shù)； 402) 根據(jù)交叉概率p。隨機(jī)選擇父代抗體進(jìn)行交叉操作：
其中：R1^Rn為變異操作前的父代抗體，R' 為交叉操作后產(chǎn)生的子代抗體，λ為在 區(qū)間[〇, 1]內(nèi)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)； 403) 根據(jù)變異概率pm隨機(jī)選擇交叉操作后的抗體作為父代抗體進(jìn)行變異操作：
其中：Rk為變異操作前的父代抗體，Rk'為變異操作后新產(chǎn)生的子代抗體，g。為當(dāng)前進(jìn) 化代數(shù)，[I (k), r(k)]為Rk的取值范圍，sign為取值為0或1的隨機(jī)數(shù)，Δ (g。，y)具體為：
其中：T為最大進(jìn)化代數(shù)，r為形狀系數(shù)； 404) 返回步驟3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法，其特征在于， 所述關(guān)聯(lián)度向量R為：R = Cr1, r2,…，rj，…，r23)，其中j為1~23的整數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法，其特征在于， 所述步驟1)具體為： 根據(jù)軌道交通能耗構(gòu)成影響因素的關(guān)聯(lián)層次分析，軌道交通能耗構(gòu)成影響因素如下所 示： 弟一層：x表不總能耗； 第二層：Χ2, Λ r i，表示列車運(yùn)行能耗，\2為r 2，表示車站運(yùn)營能耗； 第三層AvSr3，表示基礎(chǔ)設(shè)施，&，2為1*4，表示運(yùn)輸組織模式，X 3,3Sr5，表示動(dòng)力設(shè) 備，\，4為r (3,表不照明設(shè)備； 第四層：X4,為r 7，表示列車屬性，X4，$ r 8，表示線路條件，X4，$ r 9，表示技術(shù)速度，X44 為r1(l，表示編組方案，X45為r n，表示列車操縱控制； 第五層：X5;1為r12，表示牽引動(dòng)力傳遞效率，X5,2為r 13，表示車載輔助設(shè)備能耗，X5,3為 r14，表示列車自重，&4為r 15，表示列車最大正線坡度，X5,5為r 16，表示最小曲線半徑，X5,6為 r17，表示平均停站間距，X5,7為r 18，表示技術(shù)速度，X5,8為r 19，表示編組方案，X5,9為r 2(|，表示 速度均衡性，Χ5，1(ι為r21，表示預(yù)判距離，X 5;11Sr22，表示動(dòng)力設(shè)備，X5，12Sr23，表示照明設(shè) 備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法，其特征在于， 所述步驟4)適應(yīng)度函數(shù)FO具體為：關(guān)聯(lián)度向量下的能耗計(jì)算值與實(shí)際運(yùn)行能耗之間均方 根誤差的倒數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法，其特征在于， 所述步驟3)具體包括步驟： 301) 計(jì)算每一個(gè)關(guān)聯(lián)度向量下的能耗計(jì)算值； 302) 計(jì)算每一個(gè)能耗計(jì)算值與實(shí)際運(yùn)行能耗之間的誤差； 303) 判斷誤差中的最小值是否小于設(shè)定閾值，若為是，則優(yōu)化結(jié)束，若為否，則用誤差 最小的抗體更新誤差最大的抗體，并執(zhí)行步驟4)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度優(yōu)化方法，包括步驟：1)確定軌道交通能耗影響因素；2)基于軌道交通能耗各影響因素隨機(jī)產(chǎn)生N個(gè)抗體作為關(guān)聯(lián)度向量，并組成抗體集{R1,…,RN}；3)判斷是否存在至少一個(gè)抗體下的能耗計(jì)算值與實(shí)際運(yùn)行能耗之間的誤差小于設(shè)定閾值，若為是，則優(yōu)化結(jié)束，若為否，則用誤差最小的抗體更新誤差最大的抗體，并執(zhí)行步驟4)；4)利用免疫遺傳算法優(yōu)化該關(guān)聯(lián)度向量，并返回步驟3)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于免疫遺傳算法對軌道交通能耗影響因素關(guān)聯(lián)度向量進(jìn)行估計(jì)和優(yōu)化，使得在各因素關(guān)聯(lián)度關(guān)系模型未知的情況下也能優(yōu)化出貼近實(shí)際情況的關(guān)聯(lián)度向量。
【IPC分類】G06Q10-04, G06Q50-30
【公開號】CN104751244
【申請?zhí)枴緾N201510152533
【發(fā)明人】韓華, 王裕明, 朱文立, 高飛, 孫憲坤
【申請人】上海工程技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月1日