ارائه یک روش کنترل بهینه برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در سیستم‌های سیگنالینگ راه‌آهن با استفاده از یادگیری تقویتی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 پژوهشگر پسا دکتری، دانشکده راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 دانشیار دانشکده راه‌آهن دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

4 دانشیار، دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

doi
10.22034/tri.2024.406433.3174
چکیده

امروزه بهینه‌سازی مصرف انرژی در سیستم‌های حمل و نقل عمومی یک موضوع بسیار مهم تلقی می‌شود. از آنجایی که بخش بزرگی از انرژی در سیستم‌های حمل و نقل توسط مترو مصرف می‌شود، رویکرد جدیدی برای کنترل بهینه قطار برای کاهش مصرف انرژی پیشنهاد شده است. مدل پیشنهادی مبتنی بر الگوریتم یادگیری تقویتی است. فرض بر این است که یک قطار بین دو ایستگاه در امتداد خطی با شیب، منحنی و محدودیت سرعت غیر ثابت حرکت می‌کند. علاوه بر این، قطار باید سفر خود را در یک بازه زمانی معین کامل کند. یادگیری تقویتی متغیرهای حالت و پاداش‌ها بر اساس اقدامات انتخاب شده است. در روش پیشنهادی، متغیرهای حالت قطار، سرعت و موقعیت قطار هستند و عمل، شتاب یا حرکت خلاص است. برخلاف تکنیک‌های قبلی، اکثر مراحل بهینه‌سازی در این روش به صورت آفلاین بوده و برای هر مسیری فقط یک بار اجرا می‌شود. پس از تشکیل ماتریس پاداش، می‌توانیم از این روش به صورت آنلاین استفاده کنیم و سپس مشخصات سرعت را در حداقل زمان تولید کنیم. شبیه‌سازی‌های روش پیشنهادی در متلب پیاده‌سازی شده و در نهایت با الگوریتم ژنتیک مقایسه شده است.