طراحی منحنی بهینه ی سرعت برای سامانه راهبری خودکار قطار شهری با استفاده از ساختار کنترل پیشبین و اصلاح مدل دینامیکی حرکت قطار با مطالعه موردی خط یک متروی تهران

با توجه به مسائل زیست محیطی و مشکل ازدحام ترافیکی در شهرهای بزرگ، عموما از حمل و نقل ریلی درون شهری به عنوان یک گزینه ی سبز و مناسب برای این شهرها یاد می شود. با این حال، چگونگی کنترل حرکت قطارها برای دستیابی به بهره برداری ایمن و کارآمد از سامانه ریلی، چالشی قدیمی است. چهارچوب بهره برداری سنتی، دارای ضعف هایی است که باتوجه به زیرساخت های محدود شبکه ی ریلی، باعث ایجاد نگرانی درمورد افزایش تقاضای سفر می شود. با توسعه ی فن آوری های ارتباطاتی، کنترلی و رایانه ای در چند دهه ی گذشته، راهبری خودکار قطار Automatic Train Operation:ATO در بسیاری از شبکه های ریلی درون شهری به عنوان فن آوری در حال ظهور مطرح شده که نوعا هدف آن, ارتقای بهره وری عملیات ترافیکی ریلی از طریق تصمیم گیری خودکار و لحظه ای است. هدف از این پژوهش, ارائه روشی مبتنی بر ساختار کنترل پیشبین برای طراحی منحنی بهینه ی سرعت-مکان قطار جهت استفاده در سامانه ی راهبری خودکار قطار ATO می باشد. تفاوت این پژوهش نسبت به پژوهش مشابه قبلی, اصلاح معادلات زمان-گسسته حرکتی قطار است؛ به طوری که روابط حاصله، رفتار دقیق تری را از حرکت قطار بیان می کند. در این قانون پیشنهادی، منحنی سرعت طراحی شده، از نظر کاهش مصرف انرژی بهینه می باشد و ویژگی مهم آن, محاسبه و ارائه ی منحنی بهینه ضمن لحاظ کردن قیود ایمنی، فیزیکی و مطلوبیت عملکردی است. علاوه بر این، تاثیر عواملی همچون شیب و انحنای خط بر روی حرکت قطار، لحاظ شده است. برای ارزیابی روش پیشنهادی، شبیه سازی این روش برای خط یک متروی تهران انجام شد. نتایج نشان دهنده ی کاهش قابل توجه انرژی مصرفی در این روش در مقایسه با راهبرد رایج حرکت قطارها می باشد.

Keywords:

منحنی بهینه ی سرعت , کنترل پیش بین , راهبری خودکار قطار , معادلات حرکتی قطار.