列车运行最小间隔的安全分析

随着铁路和轨道交通的快速发展,列车运行密度越来越高,行车间隔越来越短,为确保列车运行安全,必须对前后列车之间的最小停车距离进行安全分析,建立最不利情况下停车距离的安全数学模型,车载信号系统据此安全模型以确保任何情况下前后列车间的间隔都大于该最小安全间隔;同时据此对线路的闭塞设计进行安全仿真评估,满足最不利情况下停车距离。     

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.     

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.     

钢铁企业铁水运输路径选择及自动避碰算法的研究

以钢铁企业铁水运输仿真系统为背景，阐述了路径选择及避碰算法的作用，建立了路网二级拓扑模型及列车运行模型；提出了两级静态路径规划和路径动态调整方法；分析了列车碰撞检测的条件及机制，最后对避碰算法进行了描述。     

轨道交通网络列车衔接组织的递阶协调优化

协调轨道交通网络列车的运行组织，能够使运能资源得到合理配置。在分析网络协调性的基础上，将轨道交通网络视作动态大系统，建立换乘站子系统所在衔接层的换乘时间效益优化模型，再从网络协调层对换乘节点间列车衔接方案进行全局递阶优化，描述了相应的并行协调求解算法。结合实例模拟协调过程获得可选方案，对协调性和适用性做了比较，结果表明该方法可根据不同需求产生相应协调方案，为列车运行组织提供决策依据。     

磁悬浮列车追踪模型的研究与仿真

针对磁悬浮列车的特点,研究了列车运行中的追踪模型和速度防护模型,并对所给出的模型进行了仿真。仿真结果显示,该追踪模型和速度防护模型能够较好地描述磁悬浮列车在追踪运行过程中的行为特点,在保障行车安全的前提下,动态地调整列车间的运行间隔,从而加大了行车密度、提高磁悬浮铁路的通过能力。     

基于有色Petri网的ETCS通信系统与列车间隔分析

利用分层赋时有色Petri网(CPN),综合信道失效模型、概率传输延迟,信道恢复行为,提出了欧洲列车控制系统中列车追踪运行无线通信系统的分层结构,分析了无线通信系统中列车运行速度、列车位置报告周期对列车时间间隔的影响,给出对应的列车安全间距指标。研究结果对于优化列车间隔时间、提高列车运行效率和保障列车运行安全具有重要意义。     

基于多质点的城轨列车牵引计算分析与仿真

为了优化城市轨道列车牵引运行过程,使其运行更为准确、切近实际,通过建立列车多质点模型,以列车运动学方程为基础,采用混合优化牵引策略,对列车运行过程进行仿真。在牵引和制动受力分析过程中采用线性插值法,制动点选取通过反向试凑法获得。根据所设定的列车参数和线路参数,用Matlab进行编程与仿真。仿真结果表明,多质点模型与单质点模型相比可以有效提高列车经过变曲率段和变坡道段的附加阻力精度;线性插值法和混合优化牵引策略的应用,使牵引仿真过程更为接近实际运行过程,符合城轨列车准确、快速的运行要求,为城轨列车自动驾驶研究提供必要的理论依据。     

基于遗传算法的列车节能控制研究

为降低铁路运营成本,针对如何降低列车运行能耗的问题进行了研究。以列车节能控制模型为基础,提出了坡道三分法机车手柄位变化原则,将列车节能控制这一典型最优控制问题转化为最优化问题,应用遗传算法对该问题进行求解。最后采用Matlab软件仿真验证了所提方法的有效性。     

地铁列车通过江底隧道运行特性可视化仿真

为了明确过江隧道复杂坡段地况对列车运行特性的影响,为运行方案设计提供理论依据,建立了武汉轨道交通二号线过江隧道两列车辆在长大坡道上动力学模型,展开两列车辆同轨道运行工况下正常运行和不同动力故障时相对运动的动态仿真,并基于Simulink/Virtual Reality Toolbox对两列车相对运动实现可视化.该分析揭示了隧道内复杂坡段对列车最大运行车速和发车间隔的影响,有效指导过江隧道复杂坡断列车运行方案设计.     

复线列车运行调度的层次Petri模型及仿真

在对列车运行调度问题进行分析的基础上,通过综合受控Petri网、颜色Petri网和赋时Petri网的优势,提出一种混合Petri网模型并给出形式化描述和运行规则;采用混合Petri网建立包含设备故障和设备维修两种异常情况的列车运行调度的层次Petri网模型。通过对模型的分析,给出模型具有的两个性质,指出列车运行调度的本质是通过控制可控事件的发生时间来恢复列车的正常运行秩序。最后,以一个具有6个车站和5个区间的调度区段为例,采用CPN TOOLS仿真工具对模型进行了仿真。仿真结果表明了模型的有效性以及设备故障发生概率和列车运行可调整之间的关系。     

单线铁路区间能力失效条件下列车运行调整模型

列车运行调整是调度指挥工作中关键任务之一. 列车运行调整模型多是基于确定的、强度较弱的扰动提出的,然而现实中某些扰动可能包含不确定的信息, 且强度较大,使得既有模型和算法呈现出一定局限性.针对单线铁路区间能力失效条件下列车运行调整问题,考虑能力失效持续时间的不确定因素,探索优化制定列车运行调整方案的模型.提出两阶段带补偿随机期望值模型,进一步讨论了多阶段递归决策概念模型的复杂度,据此给出了不完全连续多阶段决策模型.针对两类模型提出基于分枝定界的求解算法, 设计算例进行验证,与基于优先级的运行调整方法进行比较. 结果表明,相对于基于优先级的方法,多阶段决策模型能够将总列车晚点时分的期望值降低34%,两阶段模型能够降低4%, 两种模型均能够在一定程度上提高列车正点水平.     

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.     

ATIS对道路网络容量的影响

为研究先进的出行者信息系统(ATIS)对路网容量的影响,分别研究了ATIS发布的信息质量和ATIS的市场渗透率两因素对路网容量的影响。针对ATIS信息质量,利用随机用户均衡建模理论,建立了考虑路段容量约束的路网容量双层规划模型,其中信息质量水平通过随机分配参数来反映;针对ATIS市场渗透率,则建立一个具有混合型随机交通分配的路网容量模型。在此基础上,分别设计了模型的启发式算法,并进行了数值计算,获得了不同信息质量水平和市场渗透率水平对路网容量的影响效果。     

运行线群间冗余储备能力分配模式的计算机模拟研究

根据线群（阶段）间冗余储备分配模式的列车运行方案铺画模型，对该模式下列车运行效果进行了多方案的计算机模拟研究，得出了一系列有应用价值的结论，丰富了列车编图理论。     

基于离散事件拓扑图模型的单线列车运行调整迭代修复算法

列车运行调整的优化是一个非常复杂的问题,需考虑的因素很多,很难给出一个完美的优化模型.根据单线列车运行调整的特点,建立了单线列车运行图的离散事件拓扑图模型,并在此基础上提出了单线列车运行调整的迭代修复算法.在综合考虑列车运行调整各种常用的性能指标的基础上,提出了"调整运行图综合满意度"作为运行调整的目标,给出了基于离散事件模型的迭代修复算法的原理与步骤,并实例进行仿真.仿真结果表明,该算法模型在实际运行过程中的具有较好的优化性和有效性.     

铁路列车流交通特性仿真分析

现代企业物流已广泛采用即时制运输模式，铁路货运面对多批次轻量化运输服务需求，一贯追求重栽的战略遇到了挑战，需要在输送量、牵引质量、旅行速度、行车密度之间进行权衡。铁路列车交通流特性是寻求最佳配置上述技术参数的基础。给定试验的机车牵引性能曲线，应用模拟模型计算线路上列车运行的空间平均速度，对铁路列车运行的交通流特性进行数值分析。根据数值模拟结果得出列车流量-密度和速度-密度关系曲线。分析结果显示在一定条件下提速不会降低输送量，存在一个最优组合。     

基于复杂网络的轨道交通路网可靠性仿真分析

首先通过引入复杂网络的相关特征指标,介绍了城市轨道交通路网的复杂网络特征;然后,设计了轨道交通网络仿真分析模型和路网连通可靠性评价指标,并以此为基础研究了轨道交通路网的失效仿真分析理论和方法;最后,以上海市2020年远景规划路网为例,标定了其网络类型,并对该路网的连通可靠性进行了仿真分析研究.将复杂网络理论应用到城市轨道交通领域中,可为轨道交通基础理论的研究开辟新的思路.     

基于模糊预测控制的ATP系统建模与仿真

近年来我国城市轨道交通发展迅速,但其设备主要依靠进口,其中轨道交通的自动控制系统为国产化难点之一.鉴于列车运行的复杂、多目标、大滞后和非线性的特点,采用传统的控制方法难以达到高品质的控制要求.此文借鉴复杂过程控制领域的模糊预测控制原理,对于列车自动控制系统(ATC)的子系统--列车自动防护系统(ATP)进行建模和仿真,模型包括预测和模糊多目标优化两部分,最后给出算法的基本原理,以详细阐述该模型.经过仿真测试,测试结果证明了模型的正确性.     

基于多种群遗传算法的城轨列车节能运行优化研究

通过建立定时约束条件下的最小能量控制模型,采用Pontryagain极小值原理推导了城市轨道列车节能操纵策略的组成。提出一种变长实矩阵编码的多种群遗传算法进行列车节能运行优化:采用多质点的列车牵引仿真器模拟列车运行;对列车运行控制序列采用变长实数矩阵编码;引入基于退火选择的变长算子以增强算法的全局搜索能力;适应值共享保持种群的多样性;多种群并行寻优提高收敛速度,增强寻优过程的稳定性。实例计算结果证实了该方法的有效性和先进性。