基于遗传算法轨道交通振源参数反演设计.pdfVIP

China Science Technology Overview 信息技术 基于遗传算法轨道交通振源参数反演设计 史朝义 (郑州大学,河南郑州 450001) 【摘　要】本文首先介绍遗传算法和反演设计的基本内容。然后借助反演方法研究轮轨不平顺的振源。将车轨振动模型与遗传算法结合 ，通过 反演问题目标函数的建立和求解确定出反演方案 ，最后计算出理想车速和轨道单节长度。 【关键词】遗传算法 轨道交通 反演设计 随着科技进步和社会发展，交通问题日益突出。我国铁路进入 按遗传算法的实施步骤,本节采用反演策略计算轨道交通振源 高速发展阶段，高铁速率达到每小时至少250公里，给人们远程出行 参数如下： 带来极大方便。由于城市规模和城市人口日益扩大，地铁对改善居 (1)问题模型的建立。车轮冲击钢轨接头时，冲击力大小约为静载 民生活质量,提高市民出行和办事效率，都有重要的影响。随着轨道 的3倍。首先假定轨道和车轮为理想的状况,即轨道是光滑的、平直的、 交通速率的提高，轨道交通引起的振动影响和运载工具的舒适性和 车轮无缺陷和磨损等,在轨道接缝处有接头,系统振动的产生主要是 安全性越来越受人们关注。 由车轮冲击轨缝产生的。所以在轨道周围产生的环境振动是由轮轨系 统激励产生的。这种激励是沿轨道移动的车辆引起的系统振动。 1 遗传算法介绍 (2)目标函数与适应度。反演问题的模型是由多个待反演参数构 遗传算法是模拟生物进化基本原则发展起来的新型算法，遵循 成的，以该模型得到的输出曲线与期望的曲线的拟合程度为目标， 适者生存、优胜劣汰的原则。即在所有可能的解决方法中找出最符 不断优化模型，直到找到最优模型，所以反演的目的是使目标函数 合该问题所要求的条件的解决方法,即最优解。其特点是对参数进 的值最小。适合度是遗传算法中用来判断个体优劣的定量指标，适 行基因编码运算,沿多种路线进行平行有哪些信誉好的足球投注网站,能在局部较优解中找 合度大的个体，其被选入下一代的机会也越大。本文以有接头轨道 到全局最优解,是一种全局最优化方法。具有广泛应用前景。 的振源参数为反演目标,以车轮经过轨缝时产生的竖直方向冲击力 自然界,生物群体中各个体之间都有差异,对环境有不同的适 的幅值作为反演的目标参数。 应能力,通过进化原则淘汰那些较差个体,并将优秀的染色体和基 (3)编码与解码。遗传算法常用二进制作为编码方法，它用的编 因遗传给子代。在特殊的情况下,基因会发生突变,产生新基因，使 码是由二进制数字0和1所组成，它构成的个体基因型为编码数字 群体不断朝着最优方向进化。此算法中,被研究的体系看作为一个 串。该编码方法类似于生物染色体的组成 ，便于解释生物界基因交 群体,体系中的每一个点作为群体中一个个体,个体用多维向量来 换、变异等遗传操作，同时提高遗传算法的局部有哪些信誉好的足球投注网站能力。 描述 ,染色体用一定长度二进制串表述 ,通过交换、突变等遗传操 (4)遗传算子。遗传算法的算子主要包括交换、变异算子和最优 作,不断改善数据结构，直到计算出目标函数值的较优值。典型的算 个体保护策略等。本文采用保护决策的遗传算子，比较父代群体中 法步骤如下: 它们的适应度 ，适应度较大的将被直接复制到子代中，然后对其他 (1)初始化,即随机生成一个符号串群体； 父代个体进行选择、变异、基因交换等操作 ，产生子代群体，然后用 (2)应用适应度函数对符号串进行评价； 父代保留下来的最优个体取代子代中最差的个体。该决策将最提高 (3)应用遗传操作生成新的符号串群体； 了算法的有哪些信誉好的足球投注网站