АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ (ЖУРНАЛ ``ИНФОРМАТИЗАЦИЯ И СВЯЗЬ`` №1, 2024)
Мультиметодная вычислительная технология для поиска энергооптимальных режимов движения электроподвижного состава железных дорог
Резюме: Статья посвящена проблеме поиска энергооптимальных режимов движения электроподвижного состава железных дорог, рассматриваемой как совокупность задач нахождения глобального экстремума функционала, определённого на множестве допустимых по условиям эксплуатации траекторий движения логико-динамической системы (ЛДС), и структурно-параметрического синтеза стратегии управления ЛДС и оптимизации её параметров на основе методов случайного поиска, роевого интеллекта, эволюционных алгоритмов и мультиагентных моделей. Предложена мультиметодная технология оптимизации режимов движения поезда по критерию минимума энергозатрат, и программно-алгоритмическое обеспечение, основанные на разработанном автором оригинальном мультиагентном эволюционно-роевом методе синтеза оптимально-терминального управления многорежимными подвижными объектами. Указанная вычислительная технология включает стадии: формирования множества перспективных стратегий управления; их оптимизации и рекомбинации на основе эволюционно-генетического алгоритма; нахождения глобального экстремума функционала с помощью параметрической оптимизации выявленных на предыдущих стадиях решений используя модифицированный метод роя частиц. Проведенные вычислительные эксперименты с имитационной моделью движения поезда показали, что при генерации на первой стадии достаточно большого числа вариантов стратегий управления обеспечивается сходимость алгоритма к глобальному экстремуму функционала.
Ключевые слова: оптимально-терминальное управление, подвижной состав железных дорог, логико-динамическая система, многорежимный подвижный объект, глобальный экстремум функционала, структурно-параметрический синтез, мультиметодная технология, случайный поиск, эволюционно-роевой алгоритм.
K.I. Yurenko
Multimethod computing technology for searching energy-optimal motion modes of electric rolling stock of railways
Summary: The article is devoted to the problem of finding energy-optimal modes of movement of electric rolling stock of railways, considered as a set of problems of finding a global extremum of a functional defined on a set of logical-dynamic system (LDS) movement trajectories that are acceptable under operating conditions, and a structural-parametric synthesis of the LDS control strategy and optimization of its parameters based on random search methods, swarm intelligence, evolutionary algorithms and multi-agent models. A multi-method technology for optimizing the modes of train movement according to the criterion of minimum energy consumption, and software and algorithmic support based on the original multi-agent evolutionary-swarm method for synthesizing the optimal-terminal control of multi-mode moving objects developed by the author are proposed. The specified computing technology includes the following stages: formation of a set of promising control strategies; their optimization and recombination based on the evolutionary genetic algorithm; finding the global extremum of the functional using parametric optimization of the solutions identified at the previous stages using the modified particle swarm method. The computational experiments performed with the simulation model of train movement showed that when a sufficiently large number of options for control strategies are generated at the first stage, the algorithm converges to the global extremum of the functional.
Keywords: optimal-terminal control, railway rolling stock, logical-dynamic system, multimode mobile object, global extremum of functional, structural-parametric synthesis, multimode technology, random search, evolutionary swarm algorithm.
DOI: 10.34219/2078-8320-2024-15-1-45-48
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Yurenko Konstantin Ivanovich – candidate of technical Sciences, associate Professor, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI); e-mail: ki-yurenko@yandex.ru