自适应抵消系统在列车无线调度通信中的应用

将自适应抵消系统运用于列车无线调度通信设备中，它能有效地削弱机车内环境噪声的影响，并在此基础上介绍了两种改进型的ＬＭＳ算法。     

基于现场总线理念的多业务列车通信网络

为了实现多业务信息传输系统，采用SSB调制方式实现各车厢间的模拟话音通信，利用DSP查询中断的方法实现数据的复用/分路，将各信源输入视频和智能I/O数据复用成特定帧结构的一路传输数据输出至总线，以构成旅客列车内的多业务综合通信系统。     

列车轮对状态的融合监测系统

为了提高列车轮对故障诊断准确率和改善现有列车轮对状态在线监测方法的不确定性, 结合多传感器信息融合原理, 设计了列车轮对融合监测系统, 采用特征层融合自适应加权算法进行了轮对状态融合监测, 以自适应的方式寻求最优加权因子, 使状态测量值总均方误差最小, 比较了特征层融合自适应加权算法、模糊数据关联算法、变结构多模的状态估计算法和BP神经网络算法的计算结果。比较结果表明: 当轮对两端轴承均出现故障后, 两传感器输出的测量值分别为22.0470和21.0250, 而此融合算法计算出的估计值为4.2642, 融合值最接近真值, 因此, 列车轮对融合监测系统可靠性高, 抗干扰性强。     

常用制动在列车超速防护系统中的应用

在列车超速防护系统具有紧急制动的基础上，增加常用制动的功能，使超速防护系统功能更加完善；更符合铁路现场的需要；更接近列车自动控制系统。本文就常用制动自动控制及其与铁路信号、列车减压量的关系作了分析，介绍了常用制动的计算机实时控制方式，并对整个常用制动和紧急制劝的动作过程和时序作了阐述。     

GPS技术在列车中的应用

介绍了GPS（全球定位系统）的技术组成，分析了GPS实时定位技术应用于铁路列车的可行性。研究了基于车辆智能导航与监控的GIS电子地图系统，对电子地图软件的设计与实现等相关问题进行了探讨。     

基于QT的列车司机室显示屏的研究

列车驾驶员通过司机室显示屏与车载设备进行信息交互,因此司机室显示单元是列车控制管理系统的重要组成部分。随着现代列车的高速发展,司机室显示单元需要处理大量信息,一种有效的数据处理系统单元和能显示多样信息且人性化的人机界面具有重要意义。本文介绍基于QT—creator开发的司机室显示单元软件系统．实现了列车总线数据的收发功能,还实现了列车总线数据的处理以及整车故障信息诊断与提示．在底层设备的连接与管理中发挥了重要作用。     

具有信号时延的列车网络控制系统的鲁棒控制

针对具有信号时延的列车网络控制系统,研究其鲁棒稳定性问题.把该系统建模为具有线性时滞的系统模型,基于Lyapunov稳定性理论,以Riccati不等式方程的形式给出了具有信号时延的列车网络控制系统时滞独立鲁棒稳定的充分条件,同时设计了鲁棒控制器,结合数值实例给出相应的仿真结果,仿真结果验证了方法的有效性.     

高速列车车体侧顶圆弧结构优化

以新一代高速列车车体为研究对象,对车体结构进行了有限元分析,得到了车体侧顶圆弧结构区的应力分布.在对圆弧结构区弹性力学平面简化模型分析的基础上给出了型材分布规律,对型材结构进行了优化改进,使车体圆弧结构区的应力明显降低,为车体结构的实际设计和优化提供了有效的参考依据.     

状态监测：列车维修的完美技术

铁路工业在不断寻求降低寿命周期成本（LCC）和整体拥有成本（TCO）的方法。在150多年里检测铁路车辆成本使用的方法一直是片段性的报告。虽然报告很少是连续统一的，但是蒸汽机车的购买成本、燃料消耗、相对于运行时间的维修时间的分析，备用零件的成本是列车有效运行的主要指标。     

基于交换式以太网的列车通信网络的交换机排队时延分析

传统列车通信网络的带宽难以满足现代列车数据传输的要求.本文提出了一种基于交换式以太网的列车通信网络解决方案,为了降低列车实时数据的传输时延,为交换机设计了具有优先级的队列调度策略,并采用G/D/1排队论分析了列车实时数据和非实时数据的排队时延,计算证实了该策略可以将实时数据在交换机的平均排队时延降低到70 μs以下.最后,通过网络仿真研究证实了实时周期数据的平均排队时延从无优先级时的91 μs降低到了有优先级时的61 μs.     

城市轨道交通列车运行图鲁棒性分析

由于运营过程中的可靠性和安全性,使得城市轨道交通越来越成为城市交通的主力,其取得的社会效益远大于经济效益。鲁棒性通常用来衡量某系统对于内部参数和外部环境的包容程度。列车运行图是轨道交通运营的核心,在分析列车运行图鲁棒性作用机理的基础上,提出增强列车运行图抗干扰能力的方法。     

城市轨道交通线网基本单元与复杂网络性能分析

从局部角度与整体角度对城市轨道交通网络性能进行了综合分析。从局部角度, 分析了轨道交通网络二线、三线和四线的基本组成功能单元, 并提出采用换乘次数、路网吸引区覆盖强度和换乘站的负荷强度等指标对各功能单元进行评价。从整体角度, 运用复杂网络理论, 在SpaceP拓扑空间中, 采用节点的度、群集系数和平均路径长度等参数来研究轨道交通网络的性能, 并从网络拓扑本身来认识网络特性。研究结果表明: 轨道交通网络最基本的形式为放射、交叉、环形, 三角与环形、三角与三角及多三角都是较为理想的复合形式; 在北京市轨道交通网络中, 随节点的度增大, 其概率分布呈先增加后减小趋势, 群集系数等于1的站点较多, 网络中直达站点和换乘1次就可完成出行站点之和超过了总数的80%, 可认为该网络出行较便捷。     

面向鲁棒性的高速铁路网络列车运行调整计划优化模型

针对高速铁路路网中出现区间封锁事件,考虑事件持续时间的不确定性,以列车运行时间和安全间隔时间为约束条件,引入路径选择唯一性约束保证列车运行调整计划的鲁棒性,以所有列车晚点时间之和的期望值最小为目标函数,建立高速铁路列车运行调整计划优化整数规划模型.设计基于优先级规则的启发式算法,求解原模型的可行解.运用拉格朗日松弛算法和最短路径算法求解该模型的松弛模型,得到原模型最优解的下界.根据可行解与最优解下界之间的距离,可以定量地衡量可行解的质量.结果表明,相较于CPLEX数学求解软件,算法求解效率较高;模型与算法能够有效生成鲁棒的列车运行调整计划,为调度员提供必要辅助决策信息.     

基于粒子群算法的城轨列车节能驾驶优化模型

为了降低城市轨道交通中列车在站间运行的能耗, 研究了列车的站间节能驾驶策略, 在考虑线路限速和坡度的情况下, 建立了时间约束下的列车节能优化模型, 采用粒子群算法优化目标速度序列得出了列车节能驾驶策略。节能驾驶优化方法通过2个阶段来实现, 第1阶段在站间运行时间不变的情况下, 采用粒子群算法优化了列车在站间的节能驾驶策略, 得到了运行时间和能耗的关系, 第2阶段在多站间总运行时间不变的前提下, 将运行时间进行重新分配, 得到了列车在全线运行的节能驾驶策略。以北京地铁亦庄线实际线路数据和车辆参数为基础, 对优化方法进行仿真验证。仿真结果表明: 经过第1阶段的优化, 列车在万源街-荣京东街的单站间运行能耗降低了6.15%, 经过第2阶段的优化, 列车在多站间总运行能耗降低了14.77%。可见, 优化模型可以有效降低列车的运行能耗, 为列车时刻表的编制提供依据。     

面向大客流的城轨备用车投放车站选择与优化模型

为快速疏解城轨线路上车站的大客流,减少乘客的等待时间,研究了备用车投放问题; 在考虑列车追踪关系、列车停站时间等约束的基础上,建立了综合备用车投放时机确定、投放最佳车站选择和时刻表动态调整的多目标优化模型; 界定了城轨备用车开行条件,提出了城轨备用车投放时机的定量化判定方法; 用0-1变量表征车站是否具备备用车投放条件,并将其作为模型输入,以减小大客流车站乘客等待时间和降低运行图偏离时间(延误时间)为优化目标,构建了备用车投放的混合整数非线性规划模型,该模型通过比较不同的备用车投放方案效率得到最佳的备用车投放车站和后续开行计划; 为同时求解0-1变量与连续变量,设计了带惩罚函数的改进粒子群优化算法求解模型。研究结果表明：该方法可对所有符合备用车开行条件的车站制定投放方案,并进一步筛选出最优的备用车投放车站,最多可减少1 318 209 s的乘客等待时间,优化效率为21.9%,且改进的粒子群优化算法对混合整数非线性规划模型的适用性较好; 相比于既有城轨线路列车运行调整和时刻表优化方法,本文提出的方法在应对突发大客流的备用车投放时机上做出了更加定量化的判断,优先考虑了大客流车站的疏解能力和效率,并优化了备用车与后续列车的开行方案,可以有效解决高峰时段车站大客流问题。     

牵引定数不统一的港口后方腹地车流组织优化

线路区段牵引定数不统一是影响列车编组计划制定的重要因素,导致了列车在部分区段欠轴运行,在换重站或技术站进行补减轴作业.本文重点论述了减重方向列车编组方案的优化问题,提出了按充分条件将各种方案归类的方法,从而减少方案成本的对比次数,能快速获得最优的运送方案.在方案成本构成的分析过程中,充分考虑了各影响因素,将牵引机车费用看作与里程相关的可变成本,将欠轴列车浪费的机车和线路能力转化为惩罚费用,并考虑列车开行频率对方案费用的影响,最后从全网络的角度建立减重方向减轴列车编组优化模型.该模型既可获得合理的减重站,又能依据车流量关系选择优化的减轴编组方式,实例验证了模型的有效性.     

基于正态云模型和模糊层次分析法的列车通信网络性能评估方法

为保证高速列车安全、可靠运行,研究了列车通信网络性能评估方法;综合考虑列车通信网络的实时性、可靠性和服务质量,建立了合理的列车通信网络性能评价指标体系,采用模糊层次分析法确定列车通信网络性能评估指标的权重;考虑列车通信网络评估过程中具有不确定性,构建了基于正态云模型和模糊熵的二维评估模型;建立了基于交换式以太网的大容量和高可靠性列车通信网络仿真平台,获取各指标样本数据,运用二维评估模型计算各指标的隶属度,依据模糊理论最大隶属度法则确定列车通信网络性能等级。研究结果表明：在列车通信网络状态良好时,60%评估样本的网络性能等级为Ⅰ、Ⅱ级,在网络丢包率和误码率较大时,40%评估样本的评估等级为Ⅲ、Ⅳ级,表明二维评估模型能够有效地反映列车通信网络状态;与仅运用模糊综合评价法相比较,两者的评估结果基本一致,反映了二维评估模型的准确性;模糊综合评价法不能消除评估过程中不确定性因素的影响,从而导致评估结果缺乏精确度,因此,提出的方法更适合于列车通信网络性能评估。     

高速列车动态间隔优化的弹性调整策略

为保证列车运行安全性, 提高铁路线路运载效能, 针对移动闭塞系统, 研究了高速列车追踪运行的间隔弹性调整策略和操纵轨迹的动态优化问题; 以高速列车运行安全性、效率、能耗和乘客舒适度作为列车运行控制策略曲线的优化目标, 研究了列车的追踪运行过程; 采用差分进化算法求解了列车运行过程多目标优化模型, 设计了离线最优运行控制策略曲线; 提出了列车弹性追踪间隔模型, 分析了列车运行过程中追踪间隔的实时变化; 基于弹性间隔模型设计列车追踪运行控制策略动态调整机制, 采集列车实际运行数据, 实时监测相邻列车间的实际追踪间隔, 评估其是否符合安全性与效率约束条件, 并分析了评估结果; 依据工况调整原则在线调整追踪列车的运行状态与工况, 实时优化列车追踪间隔; 应用武广高速铁路赤壁北—长沙南区间的实际运行数据进行了仿真验证。仿真结果表明: 与真实区间运行数据相比, 采用离线最优运行控制策略曲线后, 运行能耗降低了6.86%;与固定追踪时间间隔模型相比, 采用基于弹性模型的控制策略动态调整机制有效提升了铁路整体运输效能, 将临界安全发车间隔从234 s缩短至161 s, 线路整体运行效率由6 434 s缩短至6 376 s, 与真实运行数据相比, 追踪列车的运行能耗降低了7.194%。