组合列车制动操纵技术的列车动力学分析

锦州机务段为确保组合列车的安全运行,摸索及总结了一套组合列车的操纵技术。本文用列车动力学的方法,择其与制动及缓解有关部分进行了分析。文中认为,这些方法都可以有效地减小列车冲动,值得推广。     

5000t级重载列车的合理操纵方法

本文结合京广、京沪线开行５０００ｔ级重载列车的工作，通过列车动力学及制特性人析，并结合有关试验数据，对列车操纵方法进行了研究，提出了５０００ｔ级重载列车的合理操纵方法。     

组合列车常用制动特性的模型预测

本文利用气体动力学原理建立的列车空气制动系统模型，预测了在“过管”条件下主补机不同匹配位置和不同动作时间差时，组合列车常用制动特性。预测结果表明：主补机同步制动时，补机的最佳位置应位于列车的约３／４处；调整补机位置和主补机动作时间差都可以改善列车制动同步性，但通过改变补机位置调整列车制动同步性效果更加理想，本工作的开发对组合列车的运输组织及操纵具有指导意义。     

组合列车断钩的列车动力学分析

本文用列车动力学的方法,使用电子计算机模拟技术,结合实例对组合列车的断钩事故进行了分析。文中指由,实现主辅机的操纵同步、提高缓解初速、采用空气—电阻联合制动进行列车调速、尾部加挂补机时参与列车的制动缓解等都可以有效地减小列车冲动。文中建议,在组合列车开行之前,应当结合具体情况,进行认真的列车动力学分析,以确保组合列车的安全运行。     

铁路线路纵断面标准对重载组合列车纵向力的影响

本文将列车假设为一个离散质量系统,应用列车纵向动力学的原理和方法,对2×3700t 重载组合列车运行于各种线路纵断面条件下的列车纵向力进行了计算分析。通过分析认为,在我国既有铁路上组织开行重载组合列车是可行的。     

中置轴挂车列车操纵稳定性与参数优化

为了提高中置轴挂车列车的操纵稳定性, 分析了其横摆运动、侧倾运动、纵向运动、侧向运动的关系, 根据汽车动力学理论, 采用MATLAB/Simulink建立了列车四自由度动力学仿真模型, 采用TruckSim搭建了列车的多自由度复杂非线性仿真模型, 利用VBOX数据采集系统与RT陀螺仪构建了列车操纵稳定性测试系统, 根据试验标准开展了列车的单车道变换实车试验与仿真试验, 并对比分析了仿真与试验结果; 基于列车横摆角速度后部放大系数、铰接角速度、侧向加速度后部放大系数、载荷转移率, 建立了列车综合评价得分模型; 通过均匀试验和多元线性回归分析理论, 利用虚拟样机技术, 对显著影响列车操纵稳定性的相关参数进行了优化分析。优化结果表明: 优化后牵引车、中置轴挂车的相关参数都得到了不同程度的改善, 牵引车、中置轴挂车横摆角速度最大值分别由0.107 2、0.140 8rad·s-1降低到0.092 5、0.103 7rad·s-1, 中置轴挂车列车的横摆角速度后部放大系数减小了15.15%;牵引车、中置轴挂车侧向加速度最大值分别由0.21g、0.27g降低到0.19g、0.20g, 中置轴挂车列车的侧向加速度后部放大系数减小12.10%;中置轴挂车列车的最大铰接角速度减小23.01%, 最大载荷转移率减小了29.41%;列车综合评价得分由86.66提高到109.02, 综合性能得到提高。      

基于遗传算法的追踪列车节能优化

为了研究追踪列车的节能优化操纵策略,提出了四显示固定闭塞系统下的列车静态速度约束条件和追踪列车动态速度约束条件.在此基础上,建立了以列车操纵手柄级位和工况转换点为控制变最的追踪列车节能优化模型.采用染色体长度可变多目标遗传算法,结合外部惩罚函数对该模型进行了求解,并利用遗传算法中的染色体变长算子对列车操纵手柄变换策略进行了优化.在四显示固定闭塞平台上的仿真结果表明,该方法可在安全、准点的前提下,使追踪列车的能耗下降4.3％,运行时间误差减小1.7％.     

列车节能运行模拟系统的研究

探讨了列车牵引特性下的节能操纵问题，研究了起伏坡道条件下的节能操纵方法。开发了一套可用于不同运行条件下的列车节能运行模拟软件．系统重点探讨了定时约束条件下的列车节能操纵的计算模型，给出了求解的启发式算法及其专家控制原则，并对内燃机车进行了实例分析，初步实现了给定线路条件下的列车运行优化，效果令人满意．     

5000t级重载列车制动试验研究

本文通过制动定试验台试验及研究。分析了ＧＫ阀占绝大多数的情况下，普遍开行５０００ｔ级重载列车制动方面的问题，讨论了长大列车初充气、再充气性能与机车供风量的关系，提出了在列车纵向动力学计算中制动缸缓解特性的公式；针对ＧＫ型三通阀在长大编组中缓解次序紊乱，首先提出用阶图分析列车缓解时间特性的方法，对缓解波速解释提出了一些新的概念。     

考虑列车追踪的自动驾驶控制算法

为了研究追踪列车安全、平稳的操纵策略,在分析列车间相互纵向动力学关系的基础上,提出了列车追踪模型. 列车在不同情况下控制目标有所不同:单独运行模式下以最优速度模式曲线运行,追踪运行模式下保证安全追踪间隔运行.为了实现不同的控制目标,采用模型预测控制的分层结构,结合二次型优化算法实现最优列车速度控制.以CRH2型列车、武广线为例验证该模型的有效性. 仿真结果表明,本文方法可使追踪列车安全性得到有效提高,且当使加速度控制在-0.75~0.5 m/s2之间,加加速度控制在-0.5~0.5 m/s3之间时,乘车舒适性得到了有效的保障.      

基于多叉树的延误高速列车运行优化调整方法

高速列车高密度的运行模式,使列车运行对延误的敏感度非常高.因此,延误高速列车运行调整成为一个重要的研究问题.本文基于高速铁路列车运行特点,建立了高速铁路列车运行关系模型.在此基础上随机添加列车延误,设计区间加速、按图行车、减少停站时间、减少越行、增加越行、按最小间隔时间顺延及按延误时间运行等 7种列车运行调整方法.以各列车在各车站的总延误时间最小为优化目标,建立延误高速列车运行优化调整模型,并设计了基于分阶段多叉树的延误高速列车运行优化调整算法以实现延误后列车运行的调整,从而得到最优调整方案及列车在各车站的延误总时间.最后以京沪高速铁路实际运行图作为案例进行计算分析,证明该模型和算法的有效性和可行性.     

客运专线开行夕发朝至旅客列车的研究

采用系统分析的方法对客运专线开行夕发朝至旅客列车与综合维修天窗的协同优化、组织形式和开行条件等问题进行了研究，分析了本线和跨线开行夕发朝至旅客列车的几种情况．计算得出了天窗时间分别为3，4和5h时的开行距离范围和客运专线本线、跨线夕发朝至旅客列车的开行条件．     

考虑客流空间分布的地铁列车节能时刻表优化方法

客流变化引起的列车质量变化是影响地铁列车能耗与节能运行的重要因素之一. 本文考虑地铁线路客流空间分布差异，研究耗散型再生制动能利用方式下的列车节能时刻表优化方法. 结合各区间载荷差异和列车运动方程，建立以净能耗最小为目标的时刻表优化模型，通过适度优化计划停站时间、区间运行时间和折返时间协同多列车牵引、巡航、惰行和制动过程的时空分布，设计二分法和粒子群算法对模型求解. 以北京地铁某线路进行实例研究，结果表明，优化模型能有效协同多列车的节能运行，考虑客流空间分布差异比假定列车载荷为常数能进一步提升节能效果.     

快捷货物列车开行方案多目标优化模型及算法

快捷货物列车开行方案是铁路快捷货物运输组织的基础,也是服务货主的重要 体现.本文综合考虑货主的需求及铁路的生产,以运送最多的货物需求量及最小化货主支 出运输成本为目标,构建快捷货物列车开行方案的多目标优化模型,实现货流 OD 在可 选走行路径上列车内的分配;在建模时,将列车的编成辆数设定为可以在一个范围内灵 活取值的决策变量,从而更符合快捷货物列车的特性;根据模型特点,设计了有偏好信息 的遗传算法进行求解;最后,通过一个算例验证了模型和算法的可行性. 研究结果表明, 所提出的方法对铁路快捷货物运输组织具有一定的借鉴意义.     

成渝线开行可倾列车可行性初探

自成渝高等级公路建成通车后，成都－重庆间直达列车，包括特快列车，旅客运量急剧下降，为提高同高速公路运输竞争的能力，必须大幅度提高铁路旅客运输的运行速度，同时保证乘客乘坐舒适性不致恶化。在既有线路条件下，开行可倾列车是一种有效措施。     

城市轨道交通快慢车开行方案双层规划模型

针对城市轨道交通客流时空分布不均衡特征和乘客长距离出行时效需求,并考虑乘客的换乘行为,提出基于双层规划模型的快慢车开行方案优化方法.上层模型以乘客出行时间和列车周转时间最小为目标,考虑快慢车开行比例、线路通过能力等主要约束,构建多交路条件下的快慢车开行方案优化模型;下层模型通过设计换乘网络刻画乘客换乘行为,构建快慢车方案下的客流分配模型.设计粒子群算法求解所建双层规划模型,以广州地铁14号线为案例,验证本文构建模型的有效性和适用性.     

气悬浮列车研究的新进展

回顾了世界高速轨道交通气垫车的研制历史和存在的问题,在试验成果基础上,提出我国的用支撑腿代替滚轮的气膜悬浮高速轨道交通气浮车新概念。详细叙述了欺负车技术方案,并总结了气浮车目前研制进展状态,包括可行性现实性论证调研,理论探索,运行试验,文件组织等9项研制的最新进展。同时,与轮轨提速TGV、磁悬浮、飞机和气垫车等交通工具进行了比较,表明气浮车无疑具有绝对的竞争性、极大的安全性、低能耗及价格优势。最后进行市场预测,气浮车将会成为世界各国建设的热点。在技术趋于逐渐完善的情况下,将会获得广阔的市场空间。     

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在铁路网络中,列车运行通过车站时可能会受到其他运行线列车运行的干扰,本文对列车运行受干扰时的节能操纵优化进行了研究。根据问题的数学描述和列车运行动力学方程,建立了最优化模型,并采用变长度染色体遗传算法,结合工况序列表,对问题进行了求解。通过仿真计算,给出了受干扰时列车运行的速度距离曲线,与无干扰时的速度距离曲线进行了比较,分析了速度、时间之间的相互变化,并结合能耗距离曲线,揭示了列车节能操纵的一些原则,最后将运算结果与其他方法计算出的结果进行了比较。比较结果表明,变长度染色体遗传算法是一个有效的算法,可以很好地应用在列车节能操纵优化的研究中。