轨道车辆司机操纵台人机界面布局优化模型与算法

针对轨道车辆司机操纵台布局优化设计问题,引入CSP约束满足技术将工效学布局原则规范化,利用RULA姿势负荷评价方法将司机驾驶作业动作因素定量化,提出了一种基于人因素和几何位置匹配因素的操纵台布局优化设计模型。然后利用粒子群优化算法对数学模型进行优化计算,其中借助模糊数学中的隶属度来描述约束条件,设计了一种适用于操纵台布局总匹配度评价的适应度函数。最后针对有22个操控器件、2个显示屏和4个指示灯的轨道车辆司机操纵台布局问题提出了初步的解决方案,证明了该方法的有效性。     

一车多件货物装载布局优化模型与算法

以三维多层货物装载布局问题为研究对象,结合货物运输安全特征,综合考虑装载货物合重心、总重量、总体积、车辆边界及货物之间不干涉等约束因子,以最大化承载车辆标记载重量和有效容积综合利用率为优化目标,建立一车多件货物装载布局优化模型。为保证货物布局的平整性和平衡性,提出基于人工装载经验的s中心骨架、带已布物群约束的布局、形状相似的概念,采用空间合并、融合、小块预留技术,在构造待布空间的匹配货物集、中心骨架及其移动策略的基础上设计一车多件货物装载布局优化算法。实例表明:所提出的模型和算法能快速制定合理的三维多层货物装载布局方案,有效运用承载车辆,满足货物运输安全的要求。     

自适应粒子群算法求解编组站车流推算问题的研究

编组站日班计划和阶段计划编制核心之一是出发列车车流来源的推算,由于车流推算的复杂性,其求解算法也是研究重点之一。基于解编顺序建立编组站动态车流推算的数学模型,约束中考虑了单调机资源、车流接续去向和时间等约束,目标函数在优化正点出发列车数的同时考虑总停留车小时的优化。通过设计自适应离散粒子群算法(ADPSO)对数学模型进行求解,以解编顺序为主要优化对象,静态配流采用Lingo编程实现,最后通过算例验证了算法的有效性。     

城轨车辆底架悬挂设备布置优化

根据优化设计方法,建立了城轨车辆底架设备布置重心控制二次规划数学模型,针对武汉轨道交通4号线车辆设备布置问题进行了优化分析。研究表明,在综合考虑车辆限界、布线布管、设备干涉等因素的前提下,优化设计后车辆轴重轮重偏差显著减小。将优化方法用于车辆底架设备布置工程设计中,有助于提高设计质量与效率。     

考虑疲劳损伤约束的车辆焊接结构轻量化设计

针对车辆焊接结构轻量化与疲劳寿命问题,提出考虑焊缝疲劳损伤约束的轻量化设计方法.采用国际焊接学会(IIW)的焊接接头与部件的疲劳设计评估标准,基于迈纳尔损伤累积理论,预测焊缝的疲劳累积损伤;以结构质量最小为目标,在应力、位移等常规约束基础上,加入焊缝疲劳累积损伤约束,建立了车辆焊接结构的轻量化模型.研究基于有限元分析的结构轻量化优化设计策略,采用试验设计方法对设计空间合理抽样,以样本数据建立近似响应模型,采用数值优化算法寻优,提高复杂工程问题优化计算的效率.利用该方法对某焊接构架进行了考虑焊缝疲劳损伤约束的轻量化设计,采用均匀设计法对14个设计变量进行50次试验,以样本数据及响应值建立径向基神经网络近似模型,采用序列二次规划算法进行优化设计,质量减轻12.5%.对实例的计算证明该方法的可行性与实用性.     

公路路基拓宽优化设计改进粒子群算法

考虑单位路段内的工程数量、公路占地、边坡稳定等因素,建立以最优造价为目标函数的路基拓宽优化设计数学模型;引入具有一定全局搜索能力和较快收敛速度的粒子群算法并予以改进,得到了基于改进粒子群算法的路基拓宽优化设计方法,并编制相应优化计算程序.最后结合算例,给出不同条件下路基断面的拓宽形式,同时,对比分析证明了该法的可靠和可行性.     

基于四维可视化算法的牵引变电所位置优化

针对牵引供电系统设计的复杂性以及传统优化设计方法过程繁琐且很难找到可靠的最优解,粒子群和遗传算法等的迭代过程复杂并且容易陷入局部最优解的问题,将一种四维可视化算法运用到牵引供电系统的优化设计中。四维可视化算法不需要设定初始解、能够同时展现全局最优解的分布、能判断解的稳定性、方便添加约束条件。四维可视化优化算法通过编程使目标函数的最优解集在四维数据场可视化。以接触网对地电压为约束条件,以牵引网有功功率损失最小为目标函数,运用四维可视化算法进行牵引变电所和分区所位置的优化设计。通过实例计算验证了四维可视化算法可有效降低牵引网的功率损失。研究表明该方法能很好地克服传统方法和粒子群等优化算法在牵引供电系统优化设计中的不足。     

基于整体分布优化算法的闭塞分区划分优化

本文将整体分布优化算法应用于闭塞分区的划分，设计了适应于闭塞分区划分的优化算法。通过MATLAB编程进行仿真，对整体分布优化算法和粒子群算法进行比较，并对优化结果进行检验，结果表明，整体分布优化算法的优化效果比粒子群算法更优，且优化结果满足实际需求。     

面向钢铁企业的铁路机车送货作业算法研究

本文建立了钢铁企业铁路机车送货作业的数学模型，用蚂蚁算法来求解，实现了机车行使路径最短，并通过实例与基于粒子群优化算法的效果进行分析比较，得出该算法较好。     

铁路笨零货物装载优化模型和算法

笨零货物装载优化问题是NP完备问题。根据笨零货物运输条件和铁路现场实际操作情况,建立以车辆装载率最大化为目标的装载优化数学模型,约束条件包括:货物合重心偏移量的约束;重量约束;体积约束;下部支撑约束;稳定性约束等。采用遗传算法进行求解,详细阐述用遗传算法求解该问题的关键技术,重点论述二维、三维装载的算法实现。给出算法实例,表现出算法能得到满意的结果。     

面向O-D时变需求的城轨列车运行计划优化方法

面向城轨客流时变需求,在给定乘客服务水平的限制下,耦合出行需求与列车始发时间,优化城轨线路列车运行计划,使得列车对数和列车车底数最小化。以具有单一尽头车场的列车运行计划优化问题为研究背景,将该问题分解为列车时刻表优化子问题和列车周转方案优化子问题。针对列车时刻表优化子问题,提出基于时刻表的客流分配方法,构建相应的列车时刻表优化模型,并设计列车时刻表双向关联序列化优化算法;针对列车周转方案优化子问题,建立相应的列车周转方案优化指派模型,同时设计求解该模型的匈牙利算法。算例分析表明:本优化产生的列车运行计划,在满足乘客服务水平的基础上,最大限度地降低了列车运行成本,依次使得列车对数、列车车底数最少,证明模型和算法的有效性。     

郑东车辆段站场若干问题的设计原则及方案优化

如何较好满足车辆段与综合基地的使用功能要求,是站场布置设计需着重考虑的因素;因地制宜,结合设施需求充分利用空间是车辆段设计的关键。车辆段与综合基地占地面积大,场坪高程及地基处理方案对工程造价影响较大,依据百年一遇水位及基本地勘资料确定填方高程和地基处理方案很难达到最优方案设计,应通过相应专题研究及试验最终确定车辆段场坪高程和地基处理方案。结合郑州市轨道交通1号线一期工程郑东车辆段站场设计布置原则及方案、场坪高程和路基处理方案的确定,对相关问题进行阐述,为车辆段站场布置等提供参考。     

基于负载量均衡的AGV快递分拣系统布局优化

随着我国AGV快递分拣系统中物流量不断增加,优化AGV快递分拣系统布局,成为提高其分拣系统效率的关键。首先,在分析造成基于AGV分拣系统拥堵的关键影响因素基础上,研究基于AGV快递分拣系统中取货口和投递口布局优化问题,构建相应的整数规划优化模型,该优化模型以整个分拣系统负载量均衡为优化目标。其次,针对该优化模型特征设计了相应的改进遗传算法。最后,以某快递分拣中心布局优化为例,进行相应数值仿真研究,以验证上述优化模型及其算法的有效性。研究结果表明:1)本文提出的改进遗传算法,能有效降低系统的负载量标准差;2)四向四站式布局策略和对角四站式布局策略优化后的负载量标准差相比双向四站式布局策略分别减少了22.89%和55.7%。     

改进粒子群优化算法的BP神经网络在机车滚动轴承故障诊断中的应用

本文提出了一个基于改进粒子群优化算法的BP神经网络优化模型来进行轴承故障诊断,此模型融合粒子群优化算法的全局寻优能力和BP神经网络算法的局部搜索的优势,有效地防止了网络陷入局部极小值,同时又保证了诊断结果的精确性.仿真结果表明机车滚动轴承故障得到了有效诊断.相比于常规的BP神经网络模型,此方法不仅改进网络的收敛速度并且提高了预测准确性.     

基于国外铁路维修车间设计的探索

研究目的:依据国外某铁路项目机车车辆维修车间的设计实例,注重资源共享和工程特点,创新地将动车组、机车、车辆运用和检修设施合并设置,并将大型养护机械车的检修纳入维修车间,配置先进的信息管理系统,从而探索出设计新思路,提出国外维修车间设计的参考意见。研究结论:基于工程特点和总平面布置优化,设置包含动车组、机车、车辆设施的机车车辆检修基地,既可减少工程投资,又可实现资源共享。     

基于遗传算法的区间自动闭塞信号机布局优化方法

信号机布局是区间自动闭塞设计的重要任务,它直接影响铁路行车安全和运行效率。为高效地提出高质量的布局方案,在详细分析信号机布局工作的目标和各种影响因素的基础上,提出了两种不同目标下的优化模型。根据目前铁路设计的实践,探讨了利用计算机进行信号机布局工作的基本步骤和应用遗传算法求解该模型的方法,并在列车运行模拟系统的基础上开发了一套信号机布局辅助系统。通过对一条线路的信号机布局进行研究,结果表明采用遗传算法求解信号机布局优化问题是有效的,该辅助系统可在无人工干预的条件下获得良好的布局方案,从而提高信号机布局工作的效率和质量。     

铁路客技站车底作业排序模型与算法

作为铁路客技站核心工作之一的车底作业安排包括车底出入库安排、车底停留线运用和调机运用3方面的内容,是CTC（调度集中系统）条件下客技站分散自律控制的基本组成部分。以车底、调机运用、车底停留线为研究对象,利用排序理论,以总晚点数最小为第一目标和调机均衡运用为第二目标建立具有柔性流水作业性质的车底取送模型,以客技站股道均衡运用为目标函数构造车底停留线运用模型。运用排序思想和两阶段法,并结合松弛算法提出了车底作业计划表的原始算法以及基于4种解改进优化策略的调整优化算法。实例表明,提出的模型及算法能够快速、合理地确定车底的出入库作业安排、车底停留线运用方案以及相应的调机运用方案,并能充分运用车站的各项资源。     

基于多目标遗传算法的地铁车辆回库股道安排

科学安排地铁车辆回库股道对提高车辆段生产效率具有重要意义，文章采用多目标遗传算法对回库股道安排进行优化。对车厂线路布置、车辆出入库方式进行分析并对回库股道安排问题进行描述，以任务完成度、接车过程总调车次数、车辆出入库额外耗时为优化目标，以车辆回库时间间隔、车辆段检修能力为约束建立基于多目标遗传算法的回库股道安排模型，以极限情况为例对算法性能进行测试，验证了模型的有效性。     

沈阳地铁10号线车辆段工艺设计优化及创新

对沈阳地铁10号线桑林子车辆段与综合基地的功能定位、设计规模进行阐述。结合沈阳地铁已开通运营线路的经验教训和地区特点,重点通过车辆段三角线和卸料线的独特设计,车辆段上盖物业开发设计,洗车线、镟轮线设计以及车辆段新技术、新工艺的采用等方面的研究分析,归纳总结了车辆段工艺设计应立足现场实际需要,切不可盲目生搬硬套既有的设计理念和布置方案。     

机车车辆设备振动冲击试验系统的技术研究

阐述了机车车辆设备力学环境试验要求,给出了机车车辆设备振动冲击试验系统的技术条件,分析了实现技术条件所面临的技术难点,提出了试验系统的解决方案.基于该方案而研制的大型振动冲击试验系统通过了计量检定与试验验证,各项技术指标均达到或超过设计要求,满足机车车辆设备系统级产品的试验要求.