基于启发式Q(λ)学习的铁路绝缘子定位研究

智能化冲洗是解决电气化铁路绝缘子人工冲洗弊端的有效途径,而智能化冲洗的关键在于绝缘子识别、定位。通过对现有智能冲洗设备的分析,提出一种铁路绝缘子定位、跟踪方法,该方法基于传感器信息,采用启发式Q(λ)学习算法,可快速、准确找到绝缘子。首先建立铁路绝缘子水冲洗环境模型,接着为解决传统Q(λ)学习算法盲目学习导致收敛速度慢的问题,通过搜索支柱特征调整奖赏函数,设计启发式策略函数并融入Q(λ)学习中,提高算法的学习和收敛速度。最后分别对传统Q(λ)学习算法和启发式Q(λ)学习算法进行Matlab仿真实验,确定最佳参数设置,仿真结果表明启发式Q(λ)算法的正确性和可行性。     

接触网系统各部件内部应力概率分布规律

采用有限元并结合改进算法的径向基神经网络RBF,判别接触网系统各部件内部应力的随机分布规律。以兰新线武嘉段接触网腕臂为算例,把安装角度、冰负载、承力索覆冰风负载、接触线覆冰风负载等参量作为基本变量,按各变量的分布规律随机地产生50组样本数据,通过有限元计算出每一组参数对应的内部最大应力,依据随机抽样规律抽取40组,按经验分布计算出对应的应力分布函数值。利用RBF进行模式识别得到应力符合威布尔分布,并用回归分析计算出正态分布、指数分布、威布尔分布、对数正态分布二个变量的相关系数。从相关系数和拟合图可以看出,应力符合威布尔分布最好,服从指数分布的可能性最小,RBF识别的结果与回归分析的结果是一致的。     

应用模糊综合评判对接触网进行可靠性分配

研究目的:接触网是电力牵引供电设备的重要组成部分,只有对它进行可靠性优化设计,才能保证机车安全运行。研究方法:本文通过分析可靠性分配的影响因素,提出了一种基于模糊数学原理的模糊综合评判法对接触网系统可靠性分配进行最优决策,即确定影响接触网各部件可靠性水平的因素集以及因素的权重集,再根据接触网每一类部件对各个因素的隶属度作出模糊综合决策,把接触网规定的可靠性指标合理地分配给组成该系统的每个子系统,既使整个系统的可靠性得到保证又能取得很好的经济效益,并把它的算法编成了程序。研究结果:结果接触悬挂分配的可靠度最高,其次分别为支持装置、定位装置、支柱与基础。研究结论:为铁路部门对接触网系统进行可靠性优化设计提供了一种实用可行的方法,有待在设计实践中进一步完善。     

强风地区接触网动力稳定性分析

以兰新线强风地区某段接触网为研究对象,根据接触网的结构特点,利用通用有限元分析软件ANSYS建立单个锚段的支持结构与线耦合的有限元模型。采用Davenport功率谱模拟了适用于接触网结构特点的风速时程,应用非线性有限元法获得接触网在不同平均风速下脉动风荷载作用的风振响应时程;根据特征响应点的风振响应时程,运用Budiansky-Roth准则和动态增量法分析比较接触网结构特性对接触网动力稳定性的影响。分析结果表明:由于兰新线百里风区的最大风速达到了74m.s-1,因此选用跨距小于50m、承力索张力大于15kN的接触网结构较为适宜;通过适当增加承力索张力、减小接触网跨距和降低接触导线高度等措施可有效改善接触网结构的抗风稳定性,而增加吊线数对提高接触网动力稳定性的效果较小。     

SS8机车一系垂向减振器仿真系统的研究

对我国提速机车广泛应用的SS8型一系列减振器进行了深入的研究，建立了数学模型，并开发出该减振器的计算机仿真软件，运用仿真软件进行算例仿真，通过比较可以看出，计算结果与实验结果是一致的。     

基于神经网络RBF的接触网可靠性分析

将人工神经网络理论和JC算法与有限元分析相结合应用于铁路接触网系统可靠性研究(简称为FE-RBF-JC法),建立了腕臂系统可靠度计算的数学模型,利用有限元计算方法得到一组结构的基本输入变量及输出的响应数据,采用径向基神经网络RBF进行训练的基础上建立结构的输入-输出函数关系,在该模型上,用JC方法进行腕臂系统可靠度仿真计算。研究表明,该方法精度高、简便易行,为复杂的铁路系统可靠性研究提供了一条新的途径。     

基于支持向量域描述的铁路绝缘子污秽度异常检测分析

为实现对铁路绝缘子污秽度的在线检测,提出一种基于支持向量数据描述和图像信息的污秽度异常检测方法。以人工涂污实验获得的绝缘子图像为基础,通过最大类间方差法分割图像得到绝缘子的盘面区域,计算颜色及纹理空间的特征,并利用核主元分析方法对特征向量进行融合与降维,最后通过支持向量数据描述方法实现污秽度的异常检测。结果表明,该方法可有效降低绝缘子污秽度的异常检测过程中的漏警率和虚警率,满足实际工作需求。     

地铁隧道多方位高精度钻孔设备的方案设计

针对地铁隧道内悬挂接触网汇流排安装中钻孔设备施工范围小、效率低、劳动强度大等缺点,设计了一种基于光机电一体化的地铁隧道多方位高精度钻孔设备。介绍了其总体方案、主要结构和控制方案。该钻孔设备采用激光测量仪、角传感器、光学摄像机等实现自动化精密定位,PC机和PLC实现自动化控制,伺服电机、电动缸、回转轴承实现6个自由度的精确调整,适应复杂多变的隧道地形和施工要求。该钻孔设备可安装4个钻机,不仅能向隧道顶部钻孔,还可以任意角度向隧道上部侧壁钻孔。     

接触网空间相关随机风场的模拟研究

针对接触网的结构特点,在不降低精度的前提下,对风速相干函数及功率谱密度函数进行了适当简化,提出了基于多变量谐波合成法的接触网随机脉动风速场的模拟模型。该模型采用了适合接触网脉动风场计算的沿高度不变的Davenport谱,考虑了紊流风速在不同节点的相关关系,同时引入了水平风速的相位差;利用FFT(the fast Fourier transform technique)技术来代替谐波叠加的算法提高了谐波项合成效率。最后,应用该方法模拟了新疆兰新线百里风区接触网的随机风场。计算结果表明,互功谱密度函数、互相关函数与目标结果非常吻合,说明所提出的模型可以准确地模拟出适合接触网结构的随机脉动风场。     

接触线的疲劳可靠性

根据接触悬挂系统中的接触线振动方程，推导了接触线应力的均值和方差的计算公式．综合考虑了接触线应力集中系数、尺寸系数、表面质量系数和材料疲劳强度的影响，得到了接触线疲劳极限的统计特征．应用数理统计原理建立了接触线疲劳可靠性分析的数学模型．分析结果表明，接触导线线质、张力和刚度以及列车运行速度、波动传播速度和抬升力是影响导线疲劳可靠性的主要因素．