城市轨道车辆制动节能研究

本文针对城市轨道车辆的运行特点,提出了对其采取制动节能的主要措施,为制动装置系统的设计提供了一定的依据.     

货车极限黏着制动优化方法

基于Polach大纵向蠕滑理论的轮轨接触模型,确定了铁道车辆在制动工况下,轮轨黏着系数达到饱和时的轮轨蠕滑率。以闸瓦压力为优化对象,以轮轨蠕滑率为目标函数,在SIMPACK环境下构建了考虑制动系统的车辆动力学模型。通过ARX系统辨识技术,在SIMULINK环境下构建了轮轨蠕滑率响应的参照系统。为了使车辆模型与参照模型的蠕滑率在制动过程中保持一致,基于MIT自适应控制技术对制动时车辆的蠕滑率响应进行了跟踪,以实现对闸瓦压力施加方案的优化。计算结果表明:与一般闸瓦压力施加方案比较,优化后的闸瓦压力使轮轨最大蠕滑率下降了71.6%,使制动结束时的车速下降了11.8%,说明优化后的闸瓦压力不但能有效避免轮轨间的擦伤,还能够在一定程度上缩短车辆的制动距离。     

考虑城市干道车队运行特点的交通信号协调控制算法

为建立交通信号协调控制算法并确定其适用条件,考虑车队离散、车辆转出、下游交叉口排队长度3个因素,在分析罗伯逊离散模型的基础上,提出了交叉口协调相位车流到达图式的预测方法,并根据车流到达时刻与协调相位绿灯启亮、结束时刻的关系,建立了协调相位车流延误的计算模型;以交通控制子区内各交叉口协调相位车流总延误最小为优化目标,以相位差为优化变量,设计了信号协调方案优化算法.仿真结果表明:与改进数解法相比,该算法降低了协调相位车流延误7.4%;随着交叉口间距、转出车辆数、下游排队长度的增加,信号协调控制效益逐渐下降.      

车辆控制技术的发展与应用

随着电子及信息技术的不断发展,为车辆的集中控制和系统管理提供了实现条件.例如车辆的制动、转向、门锁的集中控制和发动机、变速器的电子控制等.同时,智能化传感器和控制机构的应用,使得数字技术应用于声音车辆识别、安全碰撞、适时诊断、导航等成为了可能.因此,车辆电控技术将是优化人-车辆-环境系统性能的基本手段.车辆控制技术的发展与应用主要体现在以下两个方面.     

肇事车辆制动初速度的计算

讨论了肇事车辆制动初速度的计算方法 ,即利用肇事现场制动痕迹长度计算出车辆肇事前后的制动初速度。     

并联式液压混合动力车辆的液压能量再生系统的建立及工况分析

为研究并联式液压混合动力车辆的液压再生系统,介绍了并联型液压混合动力车辆的结构及作用原理,搭建了AMESim模型。根据液压泵和马达的工作特性,确定其排量方式,制定了能量回收规则。通过AMESim与Simulink的联合仿真,在UDDS循环工况下进行了并联式液压混合动力汽车运行试验,并与其它工况相互对比。仿真结果表明:在UDDS循环工况结束时,并联式液压混合动力车辆的累计油耗比传统车降低20%,节能效果好。同时在制动频繁大、制动强度小的城市工况下,并联液压混合动力节能车辆更为适用,制动能量回收和再生利用率高,更利于节能和环保。     

全挂车辆制动时振动状况的仿真分析及试验研究

对全挂车辆在平坦路面上的制动过程进行了动力学分析,确定了全挂车辆制动时振动的激励因素,应用Wilson-θ逐步积分法并通过MATLAB语言编程进行了全挂车辆制动过程的仿真计算,仿真分析结果与试验结果相吻合。     

轻轨车辆节能运行的模糊控制方法研究

本文根据轻轨车辆传动系统的特点及其能耗最小的运行方式,给出了轻轨车辆节能运行的模糊控制(FC)方案,以及相应的软硬件配置.并利用所编制的仿真程序探讨了该方案的可行性.     

轨道车辆制动系统智能控制与维护技术研究进展

围绕轨道车辆普遍采用的微机控制直通电空制动系统，介绍了制动系统的结构组成、工作原理和控制原理，分析了制动系统的技术特性，总结和探讨了制动系统智能化的技术发展趋势，从制动系统的智能控制与智能维护两方面，对制动系统的研究现状、存在的问题进行了综述。研究结果表明:轨道车辆制动系统是一个复杂的“机电气(液)”耦合的动态时变非线性控制系统，其服役过程与故障行为具有不确定性、模糊性和小样本性的特征；在制动系统控制技术方面，相较于理论制动力控制，速度黏着控制和减速度控制2种制动控制模式在处理外界干扰影响时控制效果均有所提升；针对制动系统控制中存在的外界干扰、性能衰退或潜隐故障等不确定因素，基于参数辨识和闭环反馈的自主智能控制是制动系统智能控制技术的发展趋势，核心目标是实现外界干扰的自适应、性能衰退的自保持以及潜隐故障的自调节；在制动系统维护技术方面，制动系统运用维护主要涉及状态监测、故障诊断，对于故障预测与状态评估的研究还很少；充分利用制动系统服役状态信息，加强多源因素耦合作用下的制动系统服役行为与演化规律研究是制动系统智能维护技术的发展趋势，应进一步开展制动系统的服役性能一致性分析评价、传感器布局优化和剩余使用寿命预测方法研究。      

轻轨车辆盘形制动的设计计算及参数选择

本文论证了城市轻轨车辆采用盘形制动装置的必要性,说明了轻轨车辆盘形制动装置的结构和安装特点,以及宜选用的材料,提出了轻轨车辆制动计算的主要问题.     

城市轨道车辆最佳运行图的编制

本文在对城市轨道车辆运行仿真和能耗计算的基础上,运用动态规划法研制了编制其最佳运行图的微机程序PRIOPT,并利用该程序作了实例计算和分析,为运营部门编制节能最佳运行图以及城市轨道车辆的节能运行控制奠定了基础.     

基于全卷积神经网络的机车信号降噪

机车信号从钢轨提取轨道电路信号作为行车凭证,其译码输出性能对列控系统的可靠性和安全性有直接影响.但列车运行过程中,机车信号不可避免地混入大量噪声和干扰,译码前需要降噪以提高准确性.为此,提出一种基于全卷积神经网络(fully convolutional networks,FCN)的机车信号降噪方法,该方法利用基于原始波...     

城市轨道车辆的空转/滑行保护

本文在概述轮对空转/滑行保护系统的原理和发展的基础上,提出了城市轨道车辆空转/滑行保护的实施方案,介绍了其组成、特点、原理及系统的电路和程序框图.     

基于多速度调控的城轨列车区间运行策略优化

针对城市轨道交通区间运行时分要求,将列车在区间的最高运行速度、最低惰行速度作为速度参数,提出多速度参数调控的城轨列车区间运行策略优化问题.考虑线路平纵断面、列车性能等的影响,以及区间限速、运行时分限制等约束,以区间运行能耗最小化为目标,建立均布质量模型下的给定运行时分下基于多速度参数调控的列车运行节能优化策略模型,优化...     

基于微粒群算法的多目标列车运行过程优化

为客观地描述列车的运行过程,建立了列车运行过程的多目标优化模型,并用微粒群算法求解该模型.针对多目标微粒群优化(MOPSO)算法的不足,提出了相应的改进措施和解的多样性保持策略.仿真结果表明,提出的优化列车运行过程的改进MOPSO算法可以在一次运行过程中获得多组列车操纵控制策略,清晰地显示出各性能指标随控制策略变化的趋势,控制序列转换次数大大降低,每组控制策略都可以在能耗、运行时间和停靠准确性之间获得很好的折衷效果,可以根据列车运行状况选择恰当的策略控制列车,以获得预期的结果.     

车桥耦合振动数值模拟及软件实现

在对高速铁路曲线梁车－桥耦合振动的研究中,建立了一种基于激励非线性振动的数值计算方法,并在Ｗｉｎｄｏｗｓ９５工作环境下利用ＰｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎ完成了计算程序的编制,取得了较好的计算结果。与其他模型相比较,保证精度的前提下,较大地节省了计算时间。     

城市轨道交通列车追踪间隔与牵引能耗优化

针对城市轨道交通高峰小时列车密集追踪运行的特点，将降低列车牵引能耗和提升线路通过能力同时作为优化目标，研究列车运行操纵优化问题.给出移动闭塞条件下列车牵引能耗和最小追踪间隔的计算方式，考虑列车安全、正点运行约束，构建双目标优化模型. 结合 ε -约束法，提出一种基于动态规划的搜索算法求解模型.以亦庄线为优化算例，求解得到一组列车最优操纵Pareto解，体现两优化目标之间的均衡关系：列车进站过程采用两次制动操纵策略可有效压缩最小追踪间隔，为弥补两次制动过程额外消耗的运行时间，列车需付出更多的牵引能耗提升进站以前的运行速度以满足正点运行约束.     

城市轨道交通列车追踪间隔与牵引能耗优化

针对城市轨道交通高峰小时列车密集追踪运行的特点,将降低列车牵引能耗和提升线路通过能力同时作为优化目标,研究列车运行操纵优化问题.给出移动闭塞条件下列车牵引能耗和最小追踪间隔的计算方式,考虑列车安全、正点运行约束,构建双目标优化模型. 结合 ε -约束法,提出一种基于动态规划的搜索算法求解模型.以亦庄线为优化算例,求解得到一组列车最优操纵Pareto解,体现两优化目标之间的均衡关系：列车进站过程采用两次制动操纵策略可有效压缩最小追踪间隔,为弥补两次制动过程额外消耗的运行时间,列车需付出更多的牵引能耗提升进站以前的运行速度以满足正点运行约束.