кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
Цель: построение оптимальной модели движения высокоскоростного электропоезда по заданному пути следования, обеспечивающей согласованное соблюдение графика движения, ограничений скорости и остановочных условий на основе разработанной модели автоведения, предварительного расчета переходных характеристик движения и рекуррентной процедуры динамического программирования. Методы: использованы разработанная модель автоведения электропоезда, сегментное представление пути следования, предварительный расчет переходных характеристик движения и метод динамического программирования. Предлагаемый подход позволяет отделить этап предварительного формирования переходных характеристик движения от этапа оптимизационного выбора решений. Для каждого сегмента пути и набора допустимых входных состояний предварительно определяются результаты прохождения участка в виде времени хода и скорости на выходе, после чего выполняется поэтапный выбор управляющих ограничений скорости по рекуррентному соотношению Беллмана. Результаты: сформирован алгоритм построения оптимальной модели движения высокоскоростного электропоезда, обеспечивающий согласованное соблюдение графика движения при сохранении исполнительной модели автоведения в качестве вычислительной основы. Показано, что использование предварительно рассчитанных переходов позволяет связать сложную модель продольного движения с процедурой оптимизационного выбора решений и получить расчетную модель, пригодную для дальнейшего применения в составе алгоритмов автоведения. Представлены результаты моделирования, подтверждающие незначительное расхождение между расчетом, полученным методом динамического программирования, и прямым моделированием движения на модели автоведения. Практическая значимость: предложенный подход может быть использован при построении алгоритмов автоведения высокоскоростных электропоездов, ориентированных на соблюдение графика движения, повышение устойчивости управления движением и формирование обоснованной модели движения поезда по заданному пути следования.
Objective: to construct an optimal motion model for a high-speed electric train along a given line section, ensuring coordinated compliance with the timetable, speed limits and stopping conditions on the basis of a developed automatic train operation model, precomputed motion transition characteristics and a recursive dynamic programming procedure. Methods: the study employs a developed automatic train operation model of a high-speed electric train, a segment-based representation of the line section, precomputation of motion transition characteristics and the dynamic programming method. The proposed approach makes it possible to separate the stage of preliminary formation of motion transition characteristics from the stage of optimization-based decision making. For each track segment and each admissible set of input states, the passage results are determined in advance in the form of running time and exit speed, after which stepby- step selection of speed-control restrictions is performed using the Bellman recursive relation. Results: an algorithm for constructing an optimal motion model of a high-speed electric train has been developed, it ensures coordinated timetable compliance while preserving the operational automatic train operation model as the computational basis. It is shown that the use of precomputed transitions makes it possible to connect a complex longitudinal motion model with an optimization-based decision-making procedure and to obtain a computational model suitable for further application within automatic train operation algorithms. Simulation results are presented that confirm a small discrepancy between the solution obtained by the dynamic programming method and direct motion simulation performed on the automatic train operation model. Practical importance: the proposed approach can be used in the development of automatic train operation algorithms for high-speed electric trains aimed at timetable compliance, improving motion control stability, and forming a substantiated train motion model for a given line section.