基于Multi-Agent的列车速度联控系统的仿真研究

以列车速度联控行车制式为基础，采用Multi-Agent技术设计了列车速度联控仿真系统的结构和运行控制模型，并完成了软件的设计和开发。使用该仿真系统进行了多个运输方案的试验，结果表明，基于Multi-Agent技术设计和开发的系统能较好地满足仿真的需求，同时该系统也为验证和分析速度联控行车制式理论的特点提供了一个研究平台。     

高速磁悬浮系统谐波检测的小波降噪仿真分析

高速磁悬浮列车是一种新型的谐波源,采用半控双三相12脉冲整流器,所产生的谐波以23次、25次高频谐波为主,这些高频谐波对磁悬浮列车的安全稳定运行造成了很大的危害。准确地分析、检测出高速磁悬浮列车分高频谐波具有非常重要的意义。针对高速磁悬浮列车牵引供电系统谐波的特征,分析了小波降噪在高速磁悬浮列车牵引供电系统的应用并进行了仿真;由于在小波降噪中不同的阈值适应的信号特征不同,采用多种小波阈值对牵引供电系统谐波信号进行降噪,并从中选择了最优的降噪阈值,达到对信号的优化处理。仿真结果表明,高速磁悬浮列车牵引供电系统谐波信号的最优阈值为sqrt(2log(length(X)))阈值,它降噪后可使信号中的谐波成分有明显的降低。     

自动闭塞区段追踪列车节能操纵仿真算法研究

研究了自动闭塞区段追踪列车节能运行优化操纵问题,分析了追踪列车运行与操纵的特点.构造了自动闭塞区段追踪列车节能运行优化操纵的仿真模型,能够反映信号显示变化对于追踪列车操纵策略的影响.设计了列车运行过程中信号显示变化的启发式算法,在考虑信号显示变化时机的基础上,研究了追踪列车工况转换与手柄位确定的算法设计问题.仿真案例表明:采用提出的机车操纵优化方法可以有效避免追踪列车不必要的制动调速,降低列车运行能耗.     

基于有色Petri网的CBTC系统列车追踪过程建模与仿真

针对基于通信的列车控制系统(CBTC)特点,首先分析了CBTC系统移动自动闭塞下的列车追踪模型,给出了模型的形式化描述,并依据此追踪模型采用分昙有色Petri网(CPN)建立了两辆列车运行追踪过程的模型,仿真分析CBTC系统移动自动闭塞下的列车追踪特性.仿真结果表明追踪模型能够描述CBTC系统移动自动闭塞下的列车运行追踪过程.     

战场综合防护仿真系统设计与实现

在分析了战场综合防护系统特点的基础上,提出了一种基于多Agent的战场综合防护仿真系统的设计方法,并重点讨论了基于EJB组件模型和JMS消息驱动的仿真系统实现方法,建立了战场综合防护效能评估模型,最后对仿真结果数据进行了分析。     

地铁车辆安全疏散性能的仿真研究

从正在运行的北京地铁某型号车辆的空间布局特点出发,在现有的元胞自动机模型和行人流模型基础上,运用人员动态调整自身速度、动态调整自身运动方向等技术,建立了一种基于车辆环境约束以及人员行为特性的元胞自动机模型,该模型具有人员速度可变、能复现人员自组织现象的特点。论文以北京地铁某型号车辆为仿真对象,对车辆不同布局对车辆人员安全疏散性能的影响进行了计算机仿真并加以分析,提出改进建议。     

变流机组在交直流混和供电系统中的仿真研究

变流机组是交直流混和供电舰船的重要设备，它结构特殊、运行控制复杂，是系统仿真的难点之一，在电力系统仿真的文献中很少有关于其仿真方面的报道，为此根据变流机组在交直流混和供电系统的运行特点和要求，建立了一套完整的数学模型：电机模型，控制模型和网络模型，并给出了仿真实现方法，仿真结果表明该模型比较准确地模拟了变流机组各种工况下的运行特性，它为整个交直流供电系统的分析提供了一定的基础。     

基于SCPN的机场航班进离港流程建模与仿真

通过对航班进离港流程的分析,拟建立一种基于随机着色Petri网的机场航班进离港流程模型,设置其库所和变迁颜色集合得到航班的复合颜色,并赋予变迁不同的随机时间延迟函数,使模型更符合实际运行特点.在此模型基础上,以航班为仿真对象,在ServiceModel平台上实现了浦东国际机场航班进离港流程仿真系统.最后进行了大量的仿真试验,仿真结果较真实地再现了机场的实际运行情况,得出了航班进离港流程中的实际到达时间、跑道小时容量、停机位利用情况等关键指标,对于机场飞行区的规划设计以及其日常运行有重要参考价值.     

并行Agent仿真研究综述

作为一种研究复杂系统的有效途径,基于Agent的建模仿真方法得到了广泛应用,但随着应用规模和复杂度的增加,仿真运行速度成为制约其应用的一个重要因素。并行Agent仿真通过将Agent模型分配到多个处理单元上同时运行来减少仿真运行时间,是提高仿真运行速度的一个直接手段。根据基于Agent的建模仿真的基本思想,分析了并行Agent仿真区别于传统的并行离散事件仿真的新特点,着重从时间同步协议、负载均衡、通信优化三方面阐述了并行Agent仿真的研究现状,并对基于通用目的图形处理器的并行Agent仿真进行了讨论。最后对并行Agent仿真未来的研究方向进行了展望。     

基于复杂度追踪的递归最小二乘盲源分离算法

对于具有时序结构有色信号的盲提取,线性预测盲源分离算法仅仅利用了信号的时序特性,而未用到信号的非高斯性.A.Hyv(a)rinen的复杂度追踪算法采用联合信号的非高斯性和时序结构的特点,能够很好地实现信号的分离,但其收敛速度较慢.为了更快的实现信号的分离,提出了基于复杂度追踪的递归最小二乘盲源分离算法.计算机仿真表明提出的算法与线性预测算法和A.Hyv(a)rinen的复杂度追踪算法相比具有更快的收敛速度,语音分离试验也验证了该算法的有效性.     

基于Matlab/Simulink的高速磁浮列车车载电网系统仿真研究

根据磁浮列车上车载电网各用电设备的连接关系与加戴使用条件，运用Simulink仿真工具搭走磁浮列车车戴电网系统模型，采用该模型对车辆的启动-运行-正常制动和启动-运行-涡流制动两种工况进行仿真试验。仿真结果表明所建模型可以准确模拟车辆两种工况下各个设备的运行情况，验证了所设计的电网系统中用电设备运行正常．     

基于Petri Fault Net的磁浮列车悬浮系统故障分析

随着磁浮列车技术的商业化应用,磁浮列车系统故障诊断越来越受到重视。以中低速磁浮列车为背景,在建立磁浮列车悬浮系统故障模型的基础上,针对磁浮列车悬浮系统的复杂性,将基于Petri Net的故障诊断理论Petri Fault Net应用于磁浮列车悬浮系统的故障诊断中。给出了基于Petri网的最小割集寻找方法;根据磁浮列车2001年以来的运行数据统计,计算出了节点的P概率/T概率;在此基础上进行了故障定位和影响分析。列车的试验运行验证了提出的理论准确性。     

考虑列车性能差异的城市轨道交通特性研究

参考实际地铁交通系统,根据移动自动闭塞的特点,建立了基于元胞自动机的轨道交通模型,并研究列车车长、加速度、最高速度对轨道交通流的影响。重点研究了性能不同的列车同时在同一条轨道上混合运行时的列车延迟现象。仿真结果表明列车车长差异会对列车流特性产生影响,延误后续列车运行;列车的加速度对列车流影响较小;列车最高速度不同时列车延迟现象严重,多数列车出现晚点现象。

Abstract：

A cellular automaton model based on real traffic system was proposed for subway railway moving block systems.With this model the subway traffic flow in the case that different trains with different performances,for instance train length,acceleration,deceleration and maximum speed run in the same track was analyzed.The analysis focused on trains’ delay time in that case.Simulation result shows that： differences in trains’ length affect the train flow,and delay the following trains;differences in acceleration have insignificant influences on the property of train flow;differences in maximum speed lead to trains’ longtime delay,most of the trains on the track are running late in this case.     

列车编组对高速磁浮桥上轨道梁振动特性和乘坐舒适性的影响

首先基于TR磁浮车辆,轨道梁及桥梁等建模方法建立起高速磁浮车辆-轨道梁-桥梁统一模型,在此基础之上编写计算机仿真程序,最后进行仿真计算和分析。对不同列车编组作用下桥上轨道梁的竖向振动和车体加速度进行了研究,结果发现列车编组对桥梁的振动和乘坐舒适性产生了一定的影响。通过改善列车编组的方法可以提高车桥耦合振动中车辆的动态性能。     

定时约束条件下列车节能操纵的仿真算法研究

探讨了列车牵引力学条件下的铁路列车节能操纵问题,开发了一套可用于不同运行条件下的列车节能操纵仿真软件。系统重点探讨了定时约束条件下的列车节能操纵的模型及其启发式解法,详细分析了基于目标速度的列车控制策略以及专家控制原则。根据实际运行环境对内燃机车进行了实例分析,优化操纵方案与实际操纵相比,平均节能率在8.0%左右。系统计算速度快,人工干预方便,可以满足现场的实际需求。     

磁浮列车电弧辐射特性及对航向信标影响分析

为了研究磁浮列车离线电弧对机场航向信标的影响, 选取了国内某磁浮线路离线电弧现象发生频繁的分段绝缘器处, 对列车的电磁辐射进行了测试。结合现场测试数据, 在电磁场仿真软件FEKO中搭建了磁浮列车及轨道模型, 分析了离线电弧在轨道和车体电磁屏蔽作用下的电场分布特性。之后，通过最小二乘的线性回归方法, 得到离线电弧在航向信标频段内的幅频特性。在此基础上，结合电波传播理论及GB 6364的相关要求, 以磁浮线路与机场跑道延长线平行、线路垂直下穿跑道两种情况为例, 分析了离线电弧电磁辐射对航向信标的影响。研究结果表明，磁浮线路下穿机场的情况下, 飞机着陆过程中接收信号信噪比满足标准规定的20 dB防护率要求; 磁浮线路与机场跑道延长线平行的情况下, 两者间距小于86.4 m时, 离线电弧可能会对航向信标造成影响。研究结果可为磁浮线路与机场间的电磁兼容性设计提供理论依据。     

基于RUP的城轨列车运行控制仿真系统设计和实现

作为城市轨道交通列车运行控制系统研究的重要辅助工具,列车运行控制系统仿真系统的开发将对研究工作给予最大程度上的促进.文章从仿真软件的功能需求出发,着重阐述了基于Rational统一过程RUP对仿真系统进行开发的详细过程.使用这种方法将仿真软件的开发分成了四个阶段,在每个阶段中有效地使用UML建模语言和Rose可视化建模工具辅助开发过程.在仿真系统之上,运用列车、线路等模型对列车的运行仿真,对控车策略进行测试,并完成了运行数据的分析评估.     

一种适应轨道曲线变化的磁悬浮控制算法

磁浮列车处于不同轨道曲线上时,系统的数学模型会发生变化,这会影响列车的悬浮性能,从而限制磁浮列车的行驶速度;采用加速度计输出和间隙二次微分组合反馈的非线性控制方法,解决了系统模型变化的问题,消除列车在不同轨道曲线上性能改变的不利影响,保持列车悬浮性能不变;仿真结果验证了所采用的控制方法的有效性。     

高速磁浮车桥系统随机振动特性仿真研究

基于动力有限元和耦合振动理论建立了高速磁浮列车一轨道梁动力学模型，通过仿真计算得到了随机不平顺对系统动力指标影响规律，随机振动功率谱分析结果表明了理论计算的有效性。通过此项研究，为进一步探讨高速磁浮铁路列车与轨道相互作用问题、完善磁浮线路设计及养护维修工作打下良好的基础。     

磁浮系统多控制器动态解耦特性仿真研究

通过建立带有多个悬浮控制器的高速磁悬浮列车系统模型并对其进行动态响应分析，研究多个串级PID控制器协同工作条件下弹性悬浮架的动态解耦性能是否满足系统稳定要求。建立了复杂悬浮架有限元模型，利用模态综合动力凝聚超单元方法生成较低维数的悬浮架动力学模型。离线设计单个串级PID控制算法并给出了稳定参数选择方法，并由此建立多控制器磁悬浮耦合系统模型。使用四阶龙格一库塔算法对系统模型进行仿真计算，绘制了各个悬浮控制器先后悬浮以及悬浮间隙谐波干扰两种情况下各控制器的悬浮间隙动态响应曲线。结果证明悬浮架具有一定的动态解耦能力，但是只能保证鲁棒性较强的单控制器参数能够直接应用于多控制器协同工况。