مقاله کنترل هوشمند ترافیک قطارهای بین شهری در شبکه راه آهن سراسری

word قابل ویرایش
16 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

کنترل هوشمند ترافیک قطارهای بین شهری در شبکه راه آهن سراسری

چکیده

حرکت قطارها در شبکه حمل ونقل ریلی بر اساس جدول زمان بندی که گراف مادر نام دارد و برای هـر فصـل بطور ثابت در اختیار مامورین ایستگاهها قرار میگیرد، انجام میپذیرد. جدول زمانبندی شـامل اطلاعـات زمانهـای ورود و خروج و مدت زمان توقف هر قطار در هر ایستگاه میباشد. با توجه به آنکه سیستم حمل و نقل ریلـی یـک سیستم یکپارچه است، کوچکترین تغییر در برنامه حرکت یک قطار باعث ایجاد تغییـرات بسـیاری در زمانبنـدی هایی که سازمان ملزم به اجرای آنهاست، خواهد شد. از سوی دیگر جبران هر چه زودتر انحرافات از جدول زمـان بندی باعث استفاده بهینه تر از نیروی کشش و واگن و خط خواهد شد. قـوانین حرکـت راه آهـن چـون حـداکثر سرعت مجاز خط یا حداکثر سرعت مجاز هر قطار، ایجاد محدودیتهایی در ارائه استراتژی کنترلی خواهد کرد. این استراتژی باید ضمن آنکه قادر به رعایت قوانین حرکت راه آهن در سیستم باشد، بتواند تاخیر یا تقدم قطار نسبت به جدول زمانبندی را جبران کرده و برنامه ای جهت تطبیق هر چه بیشتر حرکت قطـار بـا جـدول زمـان بنـدی پیشنهاد دهد. در این مقاله از دو سیستم فازی جداگانه جهت کنترل هوشمند قطارها استفاده میشود کـه شـامل سیستم کنترل کننده فازی سرعت قطار و سیستم کنترل کننده فازی اعزام قطارها میباشند.

کلمات کلیدی

کنترل ترافیک هوشمند، سیستم فازی، جدول زمان بندی حرکت قطار، کنترل کننـده فـازی سـرعت قطـار، کنترل کننده فازی اعزام قطارها، تاخیر و تقدم قطار

Intelligent Traffic Control of Intercity Train in Railway Network Maryam Jandaghian

Saeed Setayeshi

Abstract Train movement in railway network according to schedule that is called master graph will take place every season constantly and will hand over to staffed station. Schedule timing contains

information about arrival and departure and length of stop in each train in every station. As railway transportation is monoblock system. So smallest changes in a train movement cause many changes in timing . Compensation of deviation from schedule in earliest time will cause optimal

use in traction system, wagon and track. Since maximum permissible line speed or maximum permissible train speed, will be some limitation in control. This strategy in addition to able to observe all law and regulation of train movement in the system, but also able to compensate delay and train priority regarding to timing and suggest a schedule for adapting more about timing of train movement. In this essay, two separate

 

fuzzy control systems for controlling of intelligent system will be used, that contain fuzzy control
system about speed of train and fuzzy control system about controlling of departing trains. Keywords
Intelligent Traffic Control, Fuzzy System, Timetable of Train Movement, Fuzzy Controller about Speed of Train, Fuzzy Controller about Departing of Trains, Delay and Priority of Train

۱‐مقدمه

برنامه ریزی حرکت قطارها در حوزه بهره برداری راه آهن بسیار حائز اهمیت است. حرکت قطارها بر اسـاس جـدول زمـان بندی که گراف مادر نام دارد و برای هر فصل بطور ثابت در اختیار مامورین ایسـتگاهها قـرار میگیـرد، انجـام میپـذیرد. جـدول زمانبندی شامل اطلاعات زمانهای ورود و خروج و مدت زمان توقف هر قطار در هر ایستگاه میباشد. علل مختلفی چون تاخیر و تقدم قطار یا اهداف بهره برداری خاص چون اضافه کردن قطار به شبکه، باعث ایجـاد تغییـرات در برنامـه زمانبنـدی تـا شـعاع بسیاری از منطقه خواهد شد. بدون داشتن یک کنترل کننده موثر ترافیک به علت اثرات جمع شونده انحرافات از جدول زمانی، هماهنگی حرکت قطارها از بین رفته و در حرکت قطارها اختلال بوجود می آید. در این موقع در قسمتی از مسیر قطارها نسبت به هم دارای فاصله زیاد و در قسمت دیگر تجمعی از قطارها بوجود می آید و در نهایت سیستم دارای اغتشـاش و افـت کـارایی خواهد شد. این اغتشاش در نهایت میتواند باعث نقض قوانین حرکت و بروز خطرات جانی و مالی گردد.

دو عملگر موثر در کنترل ترافیک، راننده قطار و اعزام کننده قطار میباشند. راننده قطار کنترل سـرعت قطـار را بـر عهـده دارد. راننده قطار باید سعی کند تا انحرافات از جدول زمان بندی را هر چه زودتر و با سرعت مطمئنه جبران کنـد . جبـران هـر چه سریعتر انحرافات باعث استفاده بهینه از لکوموتیو، واگن و خط میشود. اعزام کننده قطار کسـی اسـت کـه در هـر ایسـتگاه تصمیم میگیرد کدام قطار دارای اولویت بیشتر است تا بلاک را اشغال کند و کدام قطار باید در آن سوی خط منتظر بماند.

تلاش جهت برنامه ریزی مسئله اعزام قطارها از سال ۰۷ مـیلادی از طریـق روشـهای تحقیـق در عملیـات]۷[،]۴۱[،]۳۲[، برنامـه ریـزی خطـی و برنامـه ریـزی ترکیبـی]۵[،]۹۱[ ، آغـاز شـده اسـت. پـس از آن روشـهای ابتکـاری]۸۱[ و جسـتجوی درختی]۶[،]۱۱[، استفاده از پایگاه دانش]۱۲[جهت حل این مسئله توسعه یافته اند. همزمان سیستمهای داینامیک بـه عنـوان روش مدلینگ متناوب ]۸[،]۲۱[، تولید شدند. در حال حاضر سیستمهای فازی، شـبکه هـای عصـبی، الگوریتمهـای ﮊنتیـک و روشهای ترکیبی ]۲[،]۳[،]۴[،]۹[،]۰۱[،]۵۱[،]۰۲[، در حال مطالعه هستند . امـروزه اسـتفاده از سیسـتمهای فـازی بـر اسـاس پایگاه دانش ]۳۱[،]۶۱[،]۷۱[،]۲۲[،]۴۲[، جهت مسئله برنامه ریزی قطارها مورد مطالعه میباشد.

در این مقاله سعی میشود از روش متفاوتی جهت کنترل همزمان سرعت و اعزام قطارها استفاده شود.

۲‐حمل و نقل ریلی ۲‐۱‐مفاهیم و قوانین حرکت قطارها

۱‐ خطوط راه آهن بر دو نوعند: خطوط یک خطه که یک طرفه هستند و خطوط دو خطه که دو طرفه هستند.

۲‐ به فاصله بین دو ایستگاه از نظر زمان حرکت قطارها، بلاک گفته میشود. فاصله بین ایستگاهها میتواند به چندین بلاک تقسیم شود.

۳‐ در فاصله بین دو ایستگاه فقط یک قطار در یک زمان مشخص، حق تردد داشته و تا زمانی که یک قطار در این فاصـله در حرکت باشد، مامورین ایستگاه طرفین حق قبول یا اعزام قطار به بلاک اشغال شده را ندارند.

۴‐ سبقت قطارها از همدیگر فقط در ایستگاه انجام میشود. سبقت قطارها از همدیگر فقط در ایستگاههایی مجاز بوده کـه دارای خط قبول، اعزام و تامین میباشند.

۵‐ یک قطار باید حین حرکت از مبدا به مقصد، کمترین زمان توقف در ایستگاهها را داشته باشد.

۶‐ توقف قطار در ایستگاهها برای رد شدن قطارهای با اولویت بالاتر یا رد شدن قطار دیگر از بلاکـی اسـت کـه ایـن قطـار میخواهد وارد آن شود. مثلا اولویت حرکت همواره با قطار مسافری اسـت. گـاهی توقـف یـک قطـار در سـاعت مشخصـی لازم میباشد. مثل توقف قطار مسافری برای نماز یا قطار باری برای سوختگیری و آبگیری.

۷‐ هر قطار بسته به قوس، شیب، فراز، نوع لکوموتیو، تعداد لکوموتیو، وزن قطار، طول قطار دارای حداکثر سرعت مشخصی میباشد. حداکثر سرعت مجاز در هر بلاک مشخص میباشد . حداکثر سرعت حرکت قطارها در قوسها در طول خطـوط راه آهـن باید متناسب با شعاع قوس و اضافه ارتفاع خط در آن قوس و وضع خط مشخص میباشد.

۸‐ مدت سیر قطارها بین ایستگاهها باید با توجه به سرعت قطار و فاصله بلاک مشخص شود.

۲‐۲‐ معادلات ترافیک شبکه

برای مدلسازی فازی ترافیک از رابطه (۱) و (۲) استفاده میشود.:
(۱) ij ur ij wr+ + ij ij td + R ۱ijta=
(۲) ij us ij ws+ + ij ij ta + S ij td=
کهij ta زمان رسیدن قطار i در ایستگاه j و ij td زمـان اعـزام قطـار i از ایسـتگاه j و R ij زمـان نـامی حرکـت و ij wr
اغتشاش زمانی در طول مسیر وij ur جمله کنترلی جهت کاهش یا افزایش مدت زمـان حرکـت قطـار بـین دو ایسـتگاه و S ij
زمان توقف نامی وij ws اغتشاش زمانی در ایستگاهها و جمله کنترلی ij us جهت تنظیم زمان اعزام میباشد.

هدف یافتن سرعتی جهت جملات کنترلی است. پس مسئله به دو قسمت تقسیم میشود: ۱‐ اغتشاش زمانی در طول مسیر ۲‐ اغتشاش زمانی در ایستگاه

در مورد توقف کمتر از برنامه در ایستگاه یا کاهش زمان سیر در بلاک، نیازی به کنترل هوشمند نمیباشد. زیرا بـا کـاهش سرعت یا دادن توقف اضافی به قطار قابل رفع میباشد. ولی در مورد وجود تاخیر در ایستگاه یا بـلاک بایـد کنترلـی روی مـدت زمان توقف قطار در ایستگاه و مدت زمان حرکت قطار در بلاک انجام داد.

۳‐استراتژی کنترل ترافیک هوشمند ۳‐۱‐طراحی سیستم کنترل کننده هوشمند ترافیک

برای طراحی چنین سیستمی نیاز به دو سیستم فازی به شرح زیر میباشد:

۱‐ کنترل کننده فازی سرعت قطار: یک کنترل کننده فازی سرعت قطار باید قـادر باشـد در هـر لحظـه بـرای هـر قطـار سرعتی را پیشنهاد کند که ضمن آنکه کنترل نرمی بر روی قطار دارد، سعی در جبران سریع تغییرات از جدول زمـان بنـدی و در نهایت استفاده بهینه از منابع داشته باشد. این کنترل کننده میتواند در قالب یک راننده خودکار وظیفه هدایت آلات ناقله را بر عهده بگیرد.

۲‐ کنترل کننده فازی اعزام قطارها: در یک لحظه فقط یک قطار میتواند در بـلاک حرکـت کنـد. بنـابراین سیسـتم بایـد همواره به عنوان یک بازدارنده نسبت به تلاقی قطارها هوشیار باشد و نسبت به چگونگی اعزام قطارهایی که در ایسـتگاههای دو طرف بلاک در صف انتظار ایستاده اند، تصمیم گیری کند. این صف میتواند در حالت عادی یـا در صـورتی کـه کنتـرل کننـده فازی سرعت قطار قادر به جبران تاخیرات قطار تا ایستگاه بعدی نشود، ایجاد شود. کنترل کننده فازی اعزام قطارها بایـد بطـور متمرکزی در ایستگاهها نسبت به چگونگی اعزام قطارها تصمیم بگیرد که ضمن آنکه حرکت ایمـن قطارهـا در شـبکه تضـمین میگردد، برنامه ای جهت تطبیق هر چه بیشتر حرکت قطار با جدول زمان بندی پیشنهاد دهد. این کنترل کننده فازی متمرکز میتواند جایگزین نیروی انسانی در ایستگاهها گردد.

قوانینی چون حداکثر سرعت مجاز خط یا حداکثر سرعت مجاز هر قطار در راه آهن سراسری و میزان اغتشاش بوجود آمده ایجاد محدودیتهایی در ارائه استراتژی کنترلی مینماید. جدول زمان بندی حرکت موجود است و هـدف صـرفا کنتـرل حرکـت قطارها در شبکه در هنگام بروز هر گونه بی نظمی است. در این سیستم پیشنهاد میشود که فاصله بین دو ایسـتگاه بـر اسـاس محدودیتهای سرعت قطارها، به بلاکها قطعه بندی شود. برای هر قطار، با توجه به ساختار قطار و خط، سرعت حداقل و حداکثر ممکن برای قطار در هر بلاک به سیستم ارائه میگردد. هر قطعه از خط بـا قـوس یـا شـیب و فـراز مشـخص کـه باعـث ایجـاد محدودیت در سرعت قطارها شود، یک بلاک در نظر گرفته میشود . از سوی دیگر هر قطار در هر ایستگاه دارای مشخصه توقـف اجباری میباشد که مقدار دقیقه ای است که قطار به دلیل خاصی اجبارا باید در ایستگاه توقف کند و کنترل کننده ها ملزم بـه رعایت آن میباشند.

کنترل ترافیک حرکت قطارها در خطوط یک خطه بسیار پیچیده تر از خطوط دو خطه میباشد. زیرا در خطوط دو خطه به دلیل آنکه در هر لحظه یک قطار میتواند بلاک را اشغال کند، محدودیت اعزام قطارها بیشتر میباشد. بنابراین در ایـن سیسـتم فرض میشود که خطوط یک خطه هستند. معماری سیستم کنترل کننده در نمودار(۱) نشان داده شده است.

نمودار(۱): نمودار بلوکی سیستم کنترل ترافیک هوشمند پیشنهادی

۳‐۲‐کنترل کننده فازی سرعت قطار ۳‐۲‐۱‐ورودیها و خروجی سیستم کنترل کننده فازی سرعت قطار

تکنیک مورد استفاده برای این کنترل ایجاد یک سیستم فازی است که با اعمال محدودیتهایی بصورت قواعد اگر‐آنگاه بـر روی ورودیهای سیستم و با استفاده از اطلاعات فرد خبره تولید میشود. برای هر ورودی سه تابع تعلق در نظـر گرفتـه میشـود. نقطه میانی هر مجموعه فازی مربوط به هر ورودی بصورت داینامیک در لحظه سیر قطار بدست می آید. نقطه میانی بر اسـاس اندازه حقیقی ورودی در هر لحظه محاسبه میشود.

۱ ‐ فاصله تا ایستگاه بعدی و محدودیت سرعت :(tostation) این ورودی ویژگیهای خـاص مسـیر قطـار را بـه سیسـتم اعمال میکند و جهت ایجاد نقاط انتهایی بکار میرود و دارای سه مجموعه فازی مثلثی به صورت زیر میباشـد. نقطـه میـانی بـر اساس فاصله بین هر دو ایستگاه بصورت داینامیک در لحظه محاسبه میشود.

افزایش سرعت در مکان ابتدایی و انتهایی بلاک کمتر مقدور میباشد. زیرا قطار معمولا قبل از ایستگاه و بعد از ایسـتگاه بـا سرعت مطمئنه، حرکت میکند. ولی در نقطه میانی افزایش سرعت با اطمینان بیشتری انجام پذیر میباشد. از سـوی دیگـر هـر قدر فاصله بین ایستگاهها بیشتر باشد، کنترل روی سرعت نیز میتواند بیشتر اعمال گردد.

۲ ‐ فاصله تا قطعه خط بعدی و محدودیت سرعت(:(toblock این ورودی ویژگیهای خـاص مسـیر قطـار را بـه سیسـتم اعمال میکند. بدین صورت که برای هر قطعه خط حداقل و حداکثر سرعت قطار با توجه به ویژگیهای خاص خط و قطار در نظر گرفته میشود. هرقدر طول قطعه بزرگتر باشد، امکان کنترل بیشتر میشود و کنترل در نقاط میانی قطعه راحتتر از نقاط ابتدایی

و انتهایی صورت میگیرد. زیرا معمولا در نقاط ابتدایی و انتهایی، به علت تعویض بلاک، قطار دچار تغییر سرعت میشود پس تـا حد امکان از تغییر سرعت اجتناب میگردد. نقطه میانی بر اساس طول بلاک بصورت داینامیک در لحظه محاسبه میشود.
۳ ‐ سرعت لحظه ای قطار(:(speed بدیهی است که جهت جبران تاخیر بوجود آمده بایستی سرعت قطار را افـزایش داد. ولی از نظر منطقی افزایش ناگهانی سرعت در لحظه امکان پذیر نمی باشد. توابع تعلق مربوط به این ورودی با توجه به سـرعت حداقل و سرعت حداکثر قطعه خط تولید میشود. نقطه میانی بر اساس حداقل و حداکثر سرعت، بصـورت داینامیـک در لحظـه محاسبه میشود.

۴‐ میزان تاخیر نسبت به برنامه(:(noise هر قدر اغتشاش ایجاد شده در سیستم بیشتر باشـد، نیـاز بـه افـزایش بیشـتر سرعت میباشد.

شکل(۱) توابع تعلق ورودیهای سیستم را نشان میدهد.

شکل(۱): توابع عضویت ورودی

خروجی این سیستم فازی سرعت لحظه ای قطار میباشد، شکل(۲) توابع تعلق خروجی سیستم را نشان میدهد.

شکل(۲): توابع عضویت خروجی

۳‐۲‐۲‐تولید پایگاه دانش سیستم کنترل کننده فازی سرعت قطار

در سیستم طراحی شده دانش مورد احتیاج سیستم تواما از دو طریق بدست می آید:

۱‐ با بررسی نوار سرعت قطارها و بدست آوردن قواعد با درجه اعتبار بیشتر بـه روشـی کـه در ادامـه شـرح داده میشـود، میتوان در مواردی که ایجاد ابهام میشود، تجدید نظر نمود.

۲‐ دانش کارشناسان خبره در اداره کل حفاظت و ایمنی که از تجربه شخصی آنها به بررسی گراف و نوار سـرعت قطارهـا بدست آمده است.

هر قطار دارای یک نوار سرعت است که سرعت لحظه ای قطار روی آن ثبت میگردد. با توجه به این نـوار و گـراف حرکـت قطار، بررسی رفتار حرکت قطار در صورت جبران تاخیرات میسر خواهد شد. رفتار موفق حرکت قطار، تولیـد داده هـای تسـتی برای سیستم میکند . چنانچه داده های تستی برای سیستم وجود داشته باشد که ورودی و خروجی سیستم به ازای آنها معلـوم باشد، میتوان قواعد ورودی خروجی را بدست آورد. بدین صورت که پس از در نظر گرفتن توابـع تعلـق و مجموعـه هـای فـازی بصورت زیر عمل میشود:

۱‐ یک قاعده از روی یک زوج ورودی‐خروجی تولید میشود. بدین صورت کـه بـرای هـر ورودی و خروجـی از داده هـای تستی، شماره تابع تعلقی را که ماکزیم تعلق را به آن دارا میباشد، بدست آورده و در آرایه R قرار داده میشود.

۲‐ از آنجا که معمولا تعداد زوجهای ورودی‐خروجی زیاد است و با هر زوج، یک قاعده تولید میشود. ایـن احتمـال وجـود دارد که قواعد متضادی وجود داشته باشند که بخش اگر یکسان و آنگاه متفاوت داشته باشند. برای حل این تضاد به هر قاعـده از آرایه R یک درجه نسبت داده میشود که از حاصلضرب ماکزیمم مقدار تعلق ورودیها و خروجیها به توابـع تعلـق بدسـت مـی

آید. این قواعد در آرایه T قرار میگیرند. از بین قواعد متضاد قاعده ای که بالاترین درجه را دارد نگاه میـداریم. بـه ایـن ترتیـب مشکل قواعد متضاد حل میشود و نیز تعداد قواعد نیز کاهش میابد.

برای مثال ورودها و خروجیهای مشخص که از نوار سرعت به دست آمده اند، در جدول(۱) نشان داده شده اند.

جدول(۱): نمونه ای از سه داده تستی در حرکت موفق قطار ۰۲۷ در مسیر تهران‐کرمان با ۵ دقیقه تاخیر در ایستگاه محمدیه

Noise Speed ToBlock ToStation Speed Tape Y X NU
۱۱٫۱۱۸ ۱۳۳٫۱ ۹۴٫۱۶۹ ۶۸٫۱ ۵۰٫۹۷۶ ۱۴۴٫۹۴ ۴٫۱۸ ۱
۱۱٫۲۷۸ ۱۳۲٫۶ ۵۰٫۹۷۶ ۶۷٫۶ ۶۸٫۰۷۷ ۱۴۵٫۴۵ ۴٫۱۹ ۲
۱۱٫۲۶۷ ۱۳۱٫۹ ۶۸٫۰۷۷ ۶۶٫۹ ۶۱٫۲۵۳ ۱۴۶٫۱۳ ۴٫۲ ۳

متغیرهای X، Y، SpeedTape عبارتند از زمان در مقیاس اعشاری، فاصله از ایستگاه مبدا، سرعت ثبت شـده روی نـوار سرعت و متغیرهای ToStation ، ToBlock، Speed، Noise عبارتند از فاصله تا ایسـتگاه بعـدی، فاصـله تـا قطعـه خـط بعدی، سرعت لحظه ای، اغتشاش زمانی موجود . در هر مرحله از حرکت مشخص قطار شماره تابع تعلقی که ماکزیمم تعلـق بـه آن است، بدست آورده میشود که در جدول(۲) نشان داده شده اند.

جدول(۲): توابع تعلق بدست آمده با ماکزیمم تعلق

Maximum Validation RuleNu Result Speed Noise ToBlock ToStation NU
۰٫۴۸۶۰ ۷۸ Low high medium high high 1
۰٫۶۹۶۰ ۷۷ medium medium medium high high 2
۰٫۶۸۷۴ ۷۷ medium medium medium high high 3

این روش میتواند بر روی حرکات موفقیت آمیز بیشتری انجام شود تا جدول قواعد کاملتری بدست آیـد. واضـح اسـت کـه هرچه داده های تستی بیشتر باشد، دقت در تولید پایگاه دانش نیز بیشتر خواهد شد.

در صورت وجود قواعد متضاد در بین قواعد، از قاعده ای که دارای بیشترین ارزش است استفاده میشود. ارزش هر قاعده از حاصلضرب مقادیر ورودی ها و خروجی ها در توابع تعلق خودشان بدست می آید. برای مثال همانطور که در جـدول(۳) نشـان داده شده است، در بین دو قاعده متضاد زیر قاعده ۳۲ انتخاب میشود.

جدول(۳): نمونه ای از قواعد متضاد

RuleNu Result Speed Noise ToBlock ToStation Maximum Validation NU
۲۳ Medium Medium medium High Low 0.3702 1
– High Medium medium High Low 0.3512 2

میتوان در تولید جدول نهایی تجربه کارشناسان خبره نسبت به بررسی گراف و نوار سـرعت قطارهـا را دخالـت داد. بـدین ترتیب پایگاه قواعد فازی به نام آرایه rule_base ایجاد میشود که شامل ۱۸ قاعده میباشد. نمونه ای از این قواعد درجدول(۴) نشان داده شده است:

جدول(۴): جدول قواعد مربوط به سیستم کنترل کننده سرعت حرکت قطارها

Result Speed Noise ToBlock ToStation RuleNu
Low Low Low low low 1
Medium Medium Low low low 2
High High Low low low 3
Low Low medium low low 4
High Medium medium low low 5
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .

مزایای این روش تولید قواعد را میتوان بصورت زیر خلاصه کرد:

۱‐ در سیستمهایی که حجم عملیاتی بالا دارند یا سرعت پاسخگویی به ورودی مورد نظر است، بسیار ضرورت دارد که تـا حد امکان قواعد دسته بندی شوند و قواعد زاید که در سیستم مورد نیاز نمیباشد، از سیستم حذف شوند. استفاده از ایـن روش جهت تسریع سرعت پاسخگویی به ورودی مؤثر واقع میشود.

۲‐ ارزیابی قواعد از طریق بررسی موارد لازم و کافی بودن قواعد، رفع تضاد بین قواعد، حذف قواعد اضافی، حـذف مقـادیر غیرارجاع، حذف مقادیر غیر قانونی انجام میگیرد که با استفاده از روش فوق در پایگاه قواعد، تمامی این شرایط برقرار است.

۳‐ در حالیکه تعداد توابع تعلق زیاد باشد، تعداد قواعد بسیار افزایش مییابد . ولی با استفاده از ایـن روش کـه بـرای یـافتن قواعد در این سیستم ارائه شده، تعداد قواعد مورد استفاده تا حد بسیاری کاهش مییابد.

۴ ‐ قابلیت پیاده سازی معلومات نادقیق و گاهی مبهم کارشناسان به کمک نوشتن قوانین و استفاده از متغیرهای زبانی در قوانین را ممکن میسازد.

بنابراین، این روش قابلیت کاهش تعداد قواعد را دارد. چنانچه در اینجا ۵۰۴ قاعده را به ۱۸ قاعده کاهش میدهد.

۳‐۲‐۳‐طراحی سیستم کنترل کننده فازی سرعت قطار

نمودار بلوکی سیستم پیشنهاد شده در نمودار(۲) رسم شده است.

نمودار(۲): نمودار بلوکی سیستم کنترل کننده فازی سرعت قطار

بنابراین با در نظر گرفتن متغیرهای فوق با توابع عضویت مشخص و با استفاده از سیستم فازی ساز منفرد و موتور استنتاج حاصلضرب ممدانی و غیر فازی ساز میانگین مراکز سرعت هر لحظه قطار مشخص میشود.

۳‐۳‐کنترل کننده فازی اعزام قطارها ۳‐۳‐۱‐ورودیها و خروجی سیستم کنترل کننده فازی اعزام قطارها

تکنیک مورد استفاده برای این کنترل ایجاد یک سیستم فازی است که با اعمال محدودیتهایی بصورت قواعد اگر‐آنگاه بـر روی ورودیهای سیستم و با استفاده از اطلاعات فرد خبره تولید دانش میکند. برای هر ورودی سـه تـابع تعلـق در نظـر گرفتـه میشود . خروجی سیستم، مشخص کننده درجه اهمیت قطار برای حرکت میباشد. هنگام بـروز تلاقـی، قطـاری زودتـر حرکـت میکند که درجه اهمیت بیشتری داشته باشد.

۱ ‐ اولویت(:(Priority این ورودی مشخص میکند که در هنگام بروز تلاقی با قطارهای از نوع مختلف، کدام نوع از قطارها بر نوع دیگر اولویت دارد. اولویت قطارها در راه آهن به ترتیب با مسافری، خاص، باری میباشد. هر قـدر هـر قـدر اولویـت قطـار بیشتر باشد، درجه اهمیت آن بیشتر میباشد و بالعکس.

۲‐ میزان تاخیر نسبت به برنامه(:(noise هر قدر اغتشاش جبران نشده در سیسـتم بیشـتر باشـد، درجـه اهمیـت بیشـتر میباشد و بالعکس.

۳‐ میزان توقف اجباری(:(stop هر قدر میزان توقف اجباری قطار بیشتر باشد، درجه اهمیت قطار کمتر میباشد و بالعکس. زیرا احتمال عبور قطار دیگر در فاصله زمانی توقف اجباری بیشتر، بالاتر خواهد بود.

شکل(۳) توابع تعلق ورودیهای سیستم را نشان میدهد.

شکل(۳): توابع عضویت ورودی

خروجی این سیستم فازی درجه اهمیت قطار میباشد . هر قدر درجه اهمیت قطار هنگام بروز تلاقی بیشتر باشـد، میتوانـد زودتر حرکت کند. شکل(۴) توابع تعلق خروجی سیستم را نشان میدهد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 16 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد