基于多目标混沌遗传算法的列车控制策略优化

为得到一组满意的行车控制策略,构建了列车运行多目标模型,并以列车运行动力学模型为基础求得列车局部运行控制策略制定方法。使用基于混沌优化的多目标遗传算法对列车控制策略进行优化研究,以相位转换点作为基因序列,多个基因组成染色体形成一套控制策略。使用混沌初始化种群,结合精英保留策略,增加了种群的多样性,并提高算法收敛能力。最后采用Matlab软件仿真验证了方法的可行性及有效性。     

定常横风作用下高速列车的安全性分析

基于空气动力学理论,建立高速列车空气动力学模型,计算不同运行速度下高速列车在明线运行和明线横风场景下的气动力荷载。同时采用多体系统动力学理论,建立车辆多体动力学仿真模型。将气动荷载导入车辆仿真模型,计算在无横风和有横风条件下,列车以不同速度行驶时的车辆动力学响应及其安全性指标。获得在无横风和有横风条件下高速列车运行安全性随速度的变化规律。研究结果表明,横风作用将对列车的安全运行构成极大的威胁。参照有关高速列车运行安全性评定标准,给出15 m/s横风风速下高速列车安全运行的速度限值。     

列车动力学模型的研究

研究了列车动力学计算模型的建立方法 ,给出了列车系统状态矩阵的构成及其计算方法 ,采用Simulink仿真工具 ,建立了多车编组的垂向和横向列车模型 .分别对列车的垂向和横向列车动力学进行了实例计算 ,说明了在高速动车组中采用列车计算模型分析车间悬挂的作用的必要性和有效性 .     

电力牵引列车运行的计算机模拟

电力牵引列车运行计算机模拟系统是模拟一组电力牵引列车在给定线路下的运行情况，进而研究列车在运动时的速度、电流和电压变化情况以及对动力网络的需求与作用。现介绍该模拟软件包的主体结构、模拟模型与控制策略，如线路拓朴结构、列车运行模型，ＡＴＰ和ＡＴＯ控制策略以及电力网模型。     

不同路况侧风对高速列车运行安全性影响研究

建立了高架线和路堤两种不同路况下侧风作用于列车的空气动力学模型,并进行数值计算,得到了不同侧风速和不同运行速度下列车周围压强分布及列车的气动载荷特性;同时利用SIMPACK建立高速列车动力学模型,将分析得到的气动载荷施加到动力学模型上,计算列车运行的动力学特性,研究侧风对列车运行安全性的影响;参照高速列车运行安全性相关限定指标,计算了高速动车组侧风环境下的安全行车速度。     

地铁列车与城际铁路列车的耦合动力响应分析

以天津市津滨轻轨下穿城际铁路工程为研究背景,基于ABAQUS显式动力分析模块建立了三维有限元与无限元相结合的模型,通过多点输入方式实现了列车荷载在空间的移动,计算了高速列车以不同速度运行、单列地铁列车运行、两列地铁列车相向运行耦合等不同工况下体系的振动响应,对比分析了不同工况下的加速度和位移响应.     

基于RBF-ARX模型的高速列车预测控制器设计

针对高速列车在复杂环境运行时,传统预测控制器出现的动力学模型失配、在线辨识实时性不强等问题,提出一种基于RBF-ARX模型的列车预测控制方法.首先,构建RBF-ARX模型作为列车控制器的预测模型,使用SNPOM算法处理列车运行中的大量历史数据,得到预测模型的模型阶次及优化参数,并验证了模型的准确性.然后使用该模型构造预测控制器对列车目标曲线进行在线跟踪仿真.结果表明:基于RBF-ARX模型的高速列车预测控制器不仅解决了动力学模型失配的问题,并且在控制精度及舒适度等方面都优于传统预测控制器.     

基于优化列车模型上的多模软切换的高速列车速度控制

针对高速列车速度控制的快速性、精度以及多模态切换控制的振荡等问题,提出一种基于T-S型模糊加权的多模软切换控制方法.在建立高速列车运动学模型的过程中,结合真实的列车参数进行了模型参数寻优设计;传统的单质点模型不考虑列车长度,在变坡点会出现较大的速度计算误差,因此结合真实的线路数据提出了附加阻力优化计算方法.再采用T-S型模糊推理对模糊控制、模糊PID控制及PI控制进行软切换控制设计.根据分析结果可知,附加阻力优化计算方法有效地提高了变坡点附近受力计算的精度,减小了速度控制的误差.针对优化后的列车模型所设计的多模软切换控制在兼顾多种控制方法优点的同时,克服了切换控制的振荡问题,提高了高速列车速度控制的精度和舒适度.     

新型高速列车隧道空气动力学模型实验系统

目前高速列车隧道空气动力学模型实验系统主要用于分析隧道内压力波的变化规律,难以对空气动力学效应进行完整的分析.针对这一局限性,从科特流(Couette)理论出发,提出了一种新型实验系统即旋转式高速列车—隧道模型实验系统,介绍了该系统的可行性、结构、实验原理及其特点.分析表明:该新型实验系统结构简单、功能完善、成本低、实验重复性好,适用于进行高速列车通过隧道时产生压力瞬变、微气压波、列车活塞风、行车阻力和气动噪声等一系列空气动力学实验,并能测量隧道内和列车隧道环形空间的气流速度场,对研究高速列车隧道空气动力学问题有重要意义.     

随机风载下高速列车动力学安全特性

为了研究随机风载下高速列车的动力学特性,提出一种随机风环境下高速列车安全平稳性评估方法。基于Kármán理论和Davenport相干函数通过谐波合成法建立随机风数值模拟模型,并推导随机风作用下的高速列车非定常气动载荷的计算公式。通过SIMPACK建立车辆系统动力学模型,计算不同随机风载作用下的高速列车以不同车速运行过程中的安全性指标及平稳性指标。最后,本文选择了包括脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、Sperling平稳性指标在内的多性能指标作为目标来支持决策。通过仿真对多性能指标进行评价,验证了该模型在强风下高速列车运行动力学特性研究中的适用性。     

铁路车站(场)列车到发与调车作业过程仿真的研究

通过构造车站列车到发和调车作业的仿真模型 ,并辅以站场数据和联锁模型 ,在计算机上构造虚拟的车站及列车、机车、车辆 ,实现铁路中间站和大站车场的基本生产过程的模拟     

基于改进YOLOV7与StrongSORT算法的列车司机手比行为检测

列车司机驾驶行为的规范性直接影响到列车行车安全与状态，但当前对列车司机手比行为的检测仍存在不足。为了对列车司机手比行为进行有效检测，本文利用动车组模拟驾驶系统所采集的司机乘务作业影像，结合采用融合注意力机制的You Only Look Once Version 7 (YOLOV7)神经网络模型与Strong Simple Online and Realtime Tracking (StrongSORT)算法，对动车组司机驾驶过程中的5种手比行为进行检测。实验结果表明：本文算法可以有效提升对列车司机乘务作业时不同类型手比行为的检测效果，其中检测精确率平均提升1.2%，检测召回率平均提升1.9%。本文提出的算法将有助于改进铁路院校、机务部门对列车司机日常训练、工作考评的效果，提高列车行车过程中的安全性。     

铁路运输过程控制模拟实验系统中列车运行仿真模型的研究

阐述了一种基于离散事件系统模拟的列车运行仿真模型它综合考虑了列车运行过程中可能遇到的种种情况，在应用于铁路运输过程控制模拟实验系统中，收到了很好的效果．     

基于UML的城轨列车运行控制仿真系统建模与实现

利用UML对北京地铁一号线列车运行控制系统进行了分析和建模,提出了一种适用于城轨列车运行控制仿真系统的分层模型,并在实验室对北京地铁一号线列车运行控制系统进行了仿真,实验结果表明:该仿真系统模型符合实际列车运行控制系统原理.     

基于结构模型的调度员工作负荷优化研究

高铁调度指挥中心承担着对铁路上运行车次的运行状态监督和综合调度工作,同时还需负责控制铁路上的车流,确保各项平衡,在保障行车安全方面发挥着不可替代的作用。在高铁铁路非正常行车的应急场景下,调度人员需要迅速、正确地针对突发事件进行应急处置的操作,对列车的安全运营起着决定性的作用。本文以高铁调度员在应急处置时认知决策过程为研究对象,利用实验室仿真实验平台,面向非正常行车的应急场景,设计了认知决策机理模型的结构及对应测量模型的数据采集方法。基于信息处理模型,结合知觉负载理论和情景意识概念,增添脑力负荷元素,建立面向高铁调度员的认知决策机理模型。针对脑力负荷的评估,设计并采用了一种特征选择和支持向量回归(Support Vector Machine, SVM)参数选择联合优化的粒子群算法,对基于多源生理信号的支持向量回归模型的训练过程进行优化,综合运用信号处理理论及数学方法,针对脑电、心电和眼动三类生理信号提取各自的数据特征。对结构方程模型进行拟合,研究脑力负荷与注意力和工作记忆之间的关系,对后期调度员工作负荷及适岗能力优化更具实用价值。     

列车驾驶仿真器及其关键技术

列车驾驶仿真器通过列车运行性能仿真、驾驶环境仿真来建构一个具有高度真实感的虚拟驾驶环境。以列车驾驶仿真器为平台,可进行驾驶培训和列车动力学仿真、优化操纵等研究工作。介绍了列车驾驶仿真器的不同构成形式,给出了全功能分布式列车驾驶仿真器的典型结构,并在此基础上进一步讨论了列车驾驶仿真器的关键技术。     

列车节能运行模拟系统的研究

探讨了列车牵引特性下的节能操纵问题,研究了起伏坡道条件下的节能操纵方法,开发了一套可用于不同运行条件下的列车节能运行模拟软件.系统重点探讨了定时约束条件下的列车节能操纵的计算模型,给出了求解的启发式算法及其专家控制原则,并对内燃机车进行了实例分析,初步实现了给定线路条件下的列车运行优化,效果令人满意.     

列车运行调整问题的图论模型与启发式算法

列车运行调整就是在列车出现晚点时,改变列车在车站的到发时间及区间运行时分,提高正点率。结合我国铁路现状及发展前景,提出列车运行调整的图论模型,建立相应整数规划模型,用C语言编制启发式算法求解算例,并对算例进行了分析和比较。     

列车运行仿真系统的软件设计

介绍了一个列车运行仿真系统，利用它在实验室内可以方便地模拟出各种复杂的铁路现场环境以研究列车的运行特性，并对各种车载控制设备的性能进行测试和评价。在分析列车运行仿真系统基本原理的基础上，重点讨论了软件的设计思想，并对仿真结果进行了分析。实践证明，将计算机仿真技术用于铁路设备的研究和开发，是一种十分经济、可靠而又有效的方法。     

列车运行自动局部调整与联机模拟

本文根据中国铁路行车调度局部调整的原理,阐述了行车指挥自动化局部调整的内容和功能,并总结了这种实时控制软件的调试特点,给出了利用列车运行模拟器进行联机模拟的方法。