列车节能操纵优化方法研究

讨论了在起伏坡道线路上运行的列车节能操纵的离线优化问题，提出了一种局部优化仿真计算与全局寻优策略相配合的仿真优化计算模型，其特点比较适合列车优化操纵实时系统的要求。     

列车优化操纵原则及其优化操纵策略的数学描述

介绍了根据牵引计算专家知识和优秀司机驾驶经验，确定列车优化操纵原则、列车运行过程中的优化指标及其优化操纵策略的办法，给出了列车操纵方案的数学描述，为列车优化操纵示意图的自动生成系统及列车自动控制（ATC）模式的研究奠定了基础。     

重载列车优化操纵算法设计与仿真

文章针对电力牵引重载列车的运行特点,对重载列车的优化操纵问题进行了分析研究,设计了一种基于模糊预测和再优化的列车运行控制算法。该算法先使用模糊逻辑控制器产生操纵队列,预测列车未来一段区间的运行情况,然后对产生的操纵队列以安全、节能为目标进行反复优化。算法通过对操纵队列的有重合区间局部寻优来保证得到近似全局最优解。文章使用列车牵引计算模型对算法进行了仿真验证,结果表明该算法产生的操纵队列基本达到了重载列车运行要求。     

基于滚动优化的地铁列车节能运行协同控制方法

针对地铁列车节能运行问题,提出基于滚动优化的列车协同控制方法,将系统整体最优问题分解为基于时间推进的局部优化问题。考虑列车每次停站时同一供电分区内其它列车的操纵方案,实时计算下一站间运行净能耗最小的操纵方案。在计算操纵方案时,对传统的列车4阶段操纵策略进行改进,允许列车在运行途中进行2次牵引,减小列车牵引能耗并提高再生能的利用率。结果表明:相比列车基于传统4阶段的个体最优控制策略,采用本文提出的列车协同控制方法在不同发车间隔下均可提高再生能利用率并节约列车运行净能耗,平均节能率达8.37%。     

机车司机操纵评价系统软件的开发

以列车牵引计算专家知识，优秀司机的操纵经验，行车线路纵断面，列车编组及机车，车辆的特性数据等为基础，将机车运行监控装置的数据处理，列车牵引计算，列车动力学分析及优化操纵等相关内容有机地结合起来，利用面向对象的编程技术实现了机车司机操纵评价软件的设计和制作，该评价系统功能强大完善，易学实用，可对司机操纵结果进行科学，合理的评价。     

基于人工蜂群算法的高速列车运行节能优化研究

合理的列车操纵方式能在很大程度上降低列车运行过程中的能耗,为了有效降低高速列车运行能耗,从研究高速列车的操纵方式入手,首先建立列车牵引计算模型和列车运行能耗计算模型,其次通过对比人工蜂群算法(ABC算法)和粒子群算法(PSO算法)的优化性能证明ABC算法优于PSO算法,提出了在满足运行速度、运行时间以及运行区间等约束条件下,采用ABC算法与操纵工况序列相结合的方法来优化计算确定高速列车操纵工况关键转换点最优位置和速度。最后通过对选取线路的MATLAB仿真模拟,验算了ABC算法在降低列车运行能耗方面的有效性。研究表明,经过ABC算法优化后的结果均能满足优化操纵方式的基本操纵策略且达到了良好的优化效果,能较好地解决列车节能操纵优化问题。     

基于实数遗传算法的列车优化操纵曲线研究

列车优化操纵是列车节能控制的关键问题，以列车运行动力学方程和牵引计算理论为基础，结合列车运行过程中的要求，构建以能耗、时分误差、限速等为目标的列车节能控制模型，采用实数遗传算法，通过Visual Basic编程对此问题进行求解。在已知列车编组的条件下，以DF4型内燃机车牵引客车、空气制动和燃油量曲线为基础，得到给定运行时间、距离条件下的优化操纵曲线，从而对司机操纵给出指导性意见。     

列车优化操纵与自动驾驶模式的研究与仿真

对列车优化操纵与自动驾驶模式进行了深入研究,在总结优秀司机操纵经验的基础上阐述了合理操纵和节能操纵两种优化操纵方法,提出了在不同坡道上和通过限速时列车自动驾驶的基本策略,给出了实现最大能力操纵的主要原则以及由此达到正点运行的方法,进行了优化操纵及自动驾驶模式的仿真,证明了研究成果的正确性。     

节能列车操纵的思路及方法

针对机车司机操纵列车时存在不合理的能源消耗这一问题，从列车运行中各种机械功的组成及转化规律入手，根据列车运行需要及操纵经验，对节能列车操纵的思路及方法进行了分析论述。     

“大秦线重载组合列车优化操纵技术研究”通过铁道部技术评审

2007年2月9日，由铁道部科技司组织专家组，对我局承担的部立项目“大秦线重载组合列车优化操纵技术研究”进行了技术评审。与会专家听取了课题组关于“大秦线重载组合列车优化操纵技术研究”的技术汇报及用户使用情况报告。通过充分讨论．一致同意该项目通过技术评审。     

滨洲线上行货物列车兴安岭至博克图区段下岭操纵方式优化的几点思考和建议

滨洲线横跨黑龙江省西部和内蒙古自治区东部,该线是我国东北北部地区与东北亚、欧洲各国经济贸易往来的主要运输通道,是哈尔滨铁路局货运干线牵引区段,货运运输量占全局的1/3,列车运行图图定开行75对货运列车,上行牵引定数6 000 t,上行兴安岭至博克图间是滨洲线关键牵引区段,区间里程为22.99 km。该区段全部处于下坡道,受长大下坡道制动周期的限制,货物列车区间采用"五闸五停"的操纵方式,导致该区段通过能力较低,成为制约整个滨州线通过能力的瓶颈,影响了滨洲线整体运输能力。合理优化关键牵引区段的操纵方式,是提高滨洲线运输通过能力的重要课题。本文就优化兴安岭下岭操纵方式的问题进行了详细阐述。     

宁局货物列车旅行速度分析与机务对策

针对货物列车旅行速度低的现状进行了分析，从机务专业角度出发，采取对困难区间进行操纵攻关。优化列车站停作业程序，提高机车质量，提高操纵水平等措施，以提高列车旅行速度，确保运输任务量的完成。     

重载列车制动操纵技术的列车动力学分析

本文介绍了列车动力学的计算机模型及实验证；分析了制动、缓解过程中列车冲动的特点，在此基础上作者指出，重载列车的纵向冲动是危及列车安全运行的重要因素之一，而制动工况的变换则是导致列车冲动的主要原因。根据5000t重载列车的试验，就如何减小列车冲动问题，在列车操纵技术方面提出几点切实可行的操纵方法，对保证重载列车安全运行起重要参考作用。     

制动利用率对高速列车节能操纵策略的影响

基于高速列车最小能耗计算模型,利用庞特里亚金极大值原理分析出最大牵引、匀速、惰行与最大制动4种操纵策略的应用是高速列车节能运行的必要条件。在此基础上,研究制动利用率对节能操纵策略的影响,针对国内既有高速列车制动利用率较低的特点,确定既有高速列车节能操纵策略,并通过启发式算法离线求解得到各操纵策略转换点。验证了本文所利用牵引计算和能耗计算模型的正确性;在此基础上,以国内某高速线路和高速列车为例,对本文提出的既有高速列车节能操纵策略进行仿真验证,量化分析发现:当运行时间增加约2.1%,若制动利用率为0,最高可节约5.05%的能量,随着制动利用率的提高,能量节约率逐渐下降,当制动利用率接近1时,本文所提出的节能操纵策略已不再适用。     

列车行车优化操纵的研究

通过采用改进列车行车操纵策略来降低列车运行能耗是一种最简单也最有效的降低能耗的方法,依据目前国内外学者对降低列车能耗提出的列车优化操纵方法的研究,本文提出了一种新的优化操纵方法-由节时模式向节能模式转化.以VC++ 6.0作为开发平台,开发出了能够实现列车运行仿真的列车优化操纵仿真软件,以大准线清水河-王桂窑区段的数据资料进行验证,得出这种方法是正确的和实用的.     

一种可在线调整的列车正点运行节能操纵控制算法

在给定列车站间运行时分的前提下,以能耗和时间成本最小为优化目标,以列车牵引力、制动力和速度为约束函数,建立基于列车受力特征函数的运动方程.运用动态规划法和二分法,通过回溯计算,建立回溯记录表和调整目标函数价值关系系数,设计列车离线最优节能操纵和正点运行在线调整的控制算法.算例分析以及与基于极大值原理的正点节能方案对比结果表明,给出的算法不仅可以获得与传统算法相似的离线最优节能操纵方案,而且可以对外界干扰做出动态响应,在线调整运行轨迹,在保证正点的前提下控制列车节能运行.     

朔黄铁路万吨列车的操纵难点及优化方案

分析朔黄铁路万吨列车产生冲动、断钩、超速及运缓的原因,结合朔黄铁路线路纵断面特点,提出优化操纵技术方案,以避免由于不合理操纵产生的断钩及列车超速、运缓。     

繁忙干线开行重载列车的仿真研究

根据在繁忙干线普遍开行重载列力的迫切需要，应用列车纵向动力学理论，针对繁忙一线路条件和机车车辆装备现况，对５０００ｔ级功列车的操纵运行了计算机仿真研究，分析计算结果和试验验证情况，并提出对繁忙干线开行重载列车的有关建议。     

高速列车操纵运行的数值仿真

根据世界各国发展高速列车的经验和中国京浪高速试验列车预研究的进展，应用先进的数值仿真方法，深入详细地开展高速列车操纵运行的研究。以京沪试验列车运行的可行性方案为基础，建立了京沪高速线路库、高速列车机车车辆数据库和高速列车制动系统的数学模型，研制了高速列车操纵运行的数值仿真程序，对京沪高速试验列车操纵运行的关键技术问题进行了较全面的分析和研究。同时还对京沪高速列车进行了不同牵引重量、不同运行速度和不同停车方式的操纵运行的数值仿真。比较了京沪高速列车不同运行方案的运行时分、制动距离和能量消耗。研制的数值仿真程序的实用性和可靠性在近年来的各次重大提速和高速试验中得到反复验证。     

列车纵向冲动加速度变化率测试仪的研制

旅客列车平稳操纵纵向冲动的传统的测试手段是用冲动测试棒或冲动加速度来度量。笔者提出了用加速度变化率参数来测试列车纵向冲动的方法。介绍了纵向冲动速度变化率测试仪的研制与结构。还介绍了对该仪器试验数据的分析，包括列车纵向冲动加速度与加速度变化率的相关分析，频率分布、子样的数字特征及其正态分布的检验。最后获得旅客列车平稳操纵纵向冲动评定标准。