طراحی سامانه ی راهبری بهینه ی خودکار قطار با استفاده از کنترل کننده ی پیش بین مدل به همراه مطالعه ی موردی بخشی از خط یک متروی تهران

با افزایش تقاضای سفرهای درون شهری و همچنین با توجه به مسائل زیست محیطی، حمل و نقل ریلی درون شهری به عنوان گزینه ای سبز مسئله ای با همیت دوچندان محسوب می گردد. نظر به محدود بودن زیرساخت ها اعم از خطوط و ناوگان های ریلی و منابع انرژی، بهره برداری ایمن و بهینه از شبکه های ریلی اهمیت ویژه ای پیدا می کند. در این پژوهش، پس از بررسی هدف و عملکرد فنآوری راهبری خودکار قطار، سامانه ی راهبری خودکاری با استفاده از روش کنترلی پیش بین، طراحی و معرفی شده است. به عنوان نوآوری این پژوهش، روش کنترل پیش بین جدیدی ارائه می گردد که با لحاظ کردن مشخصات فنی قطار و خط ریلی، به تعیین و اجرای راهبردی برای حرکت قطار می پردازد که ضمن درنظر گرفتن محدودیت های فیزیکی قطار و خط، و رعایت قیود مربوط به ایمنی و کارایی سفر، مساله ی بهینگی مصرف انرژی را نیز مدنظر می گیرد. سپس با روابط اصلاح شده مسئله خاص راهبری و فضای حالت برای کنترل کننده پیش بین مدل مدلسازی و کنترلکننده طراحی می گردد. در نهایت برای بررسی تاثیر سامانه ی پیشنهادی و کارایی آن در حضور اغتشاشات و نامعینی های مربوط به فضای عملی، مطالعه ی موردی خط یک متروی تهران از ایستگاه شهید بخارایی به ایستگاه پایانه جنوب انجام میگردد که نتایج، نشان دهنده ی بهبود ۵.۴ درصدی مصرف سوخت و موفقیت عملکردی آن است.

کلیدواژه ها:

راهبری خودکار قطار ، کنترل پیشبین غیرخطی ، منحنی بهینه سرعت ، معادلات حرکتی قطار