基于NARX神经网络的轮重减载率预测方法

介绍了一种基于神经网络的轮重减载率预测方法。以左轨轨向不平顺、右轨轨向不平顺、左轨高低不平顺、右轨高低不平顺为输入,以轮重减载率为输出,采用贝叶斯正则化算法构建了NARX(外部输入非线性自回归神经网络)。仿真试验结果及与BP神经网络的比较表明,采用NARX实现轮重减载率预测是可行而有效的。NARX比BP神经网络更适用于减载率预测。     

基于NARX神经网络的轮重减载率预测

以轨检车测出的左轨和右轨轨向不平顺、左轨和右轨高低不平顺为输入,以轨检车测出的轮重减载率为输出,采用贝叶斯正则化算法构建了NARX神经网络。仿真试验结果及与BP神经网络输出结果的对比表明,采用NARX神经网络实现轮重减载率预测是可行的,NARX神经网络比BP神经网络更适用于减载率预测。     

利用半实物半虚拟试验方法研究接触网参数对弓网接触力的影响

在对弓网关系研究方法分析比较的基础上 ,采用了最新、最接近实际物理状态的半实物半虚拟混合模拟试验方法。介绍了混合模拟的基本原理及试验流程 ,进一步推导了接触网动力学微分方程 ,并以国内简单链形悬挂接触网和德国DSA3 80高速受电弓为研究对象 ,分析研究了接触网参数 (跨距、结构高度、接触线张力、承力索张力、接触线线密度、承力索线密度、接触线弛度、接触线表面不平顺等 )对弓网接触力的影响 ,以“接触力最小值”最大、“接触力最大值”最小及“均方根值”最小作为受流质量的评定标准 ,得出了具有一定实用价值的结论     

基于加速度测量接触网平顺性研究

接触线的平顺性直接影响弓网受流质量和弓网运行安全性。为了维持弓网之间有效的高速滑动摩擦,必须保证接触线的高度平顺性。基于受电弓滑板加速度的检测方法是检测接触线短波不平顺存在的有效方法。通过接触网短波不平顺的种类、特征、产生原因分析,研究接触线不平顺检测方法和管理评价标准,以保证接触线的平顺性,提升弓网受流性能及延长弓网使用寿命。通过现场检测试验数据案例分析,论证接触网的短波不平顺判断依据—可基于一段时间内接触线垂向振动的幅值、标准差、振动过程的加速度最大值等统计特性;分析加速度测量波形图可得出缺陷为局部不平顺还是接触线张力不均的结论。     

计及接触线垂向不平顺的弓网耦合动力学分析

建立弓网系统垂向耦合动力学模型,将接触线垂向不平顺实测数据引入该模型,仿真得到计及接触线垂向不平顺时不同速度条件下的弓网间接触压力值;以接触线垂向不平顺实测数据为基础,建立接触线垂向不平顺谱,对该线路的接触线垂向平顺状态进行评估;基于三角级数合成法得到一系列具有相同功率谱密度的接触线垂向不平顺样本,仿真分析得到弓网间接触压力的统计量。通过研究,揭示了接触线垂向不平顺对弓网间接触压力的影响规律。     

地铁车辆弓网静态电接触的多场耦合模型及温升分析

当地铁到站或在线路上因故临时停车时，接触网仍需为列车提供电流，此时弓网接触部件因处于静止状态而存在局部过热的情况，严重时可能导致滑板热损伤甚至造成接触线断线事故。因此，地铁停车期间弓网电接触的温升研究具有重要意义。地铁列车弓网接触是热、力、电多物理场耦合的复杂行为，而弓网接触力、滑板热导率和接触线截面形状对弓网电接触有重要影响。本文针对受电弓滑板与接触线静态取流的工况，研究了接触电阻和接触热导的变化规律与建模方法，建立了热-力-电耦合的三维有限元分析模型，分析弓网接触力、滑板材料热传导率以及接触线磨耗对接触温升的影响。结果显示，增大弓网接触力、选用高热导率的滑板材料和改良接触线截面轮廓均可降低弓网接触温升。研究结果对接触线结构优化、滑板材料的选取及保障列车安全运行有重要参考价值。     

基于数据特征的接触网补偿装置卡滞识别方法研究

对于铁路接触网中心锚结及下锚补偿装置出现异常,根据6C检测系统中高速铁路弓网综合检测装置（1C）采集的波形数据总结出数据特征并提出相应算法。选取弓网接触力和接触线高度作为判断此类缺陷的2个特征变量,经过数据预处理后,计算弓网接触力一跨内标准差,接触线高度通过移动滑动窗,采取相应规则形成上界线,结合波形数据特征确定阈值并进行逻辑判断,得出异常锚段公里标。通过对典型线路进行计算分析,结果表明该方法可以识别出接触网中心锚结及下锚补偿装置缺陷,可为快速寻找此类缺陷及相关分析提供数据支撑。     

基于响应面法的高速铁路接触网参数优化研究

当列车运行速度提高,弓网受流质量恶化,甚至造成离线,为了保证列车高速运行时弓网之间良好接触,因此对接触网设计参数进行优化。采用有限元分析法,利用MSC. Marc软件建立了弓网耦合模型,对接触网和受电弓的耦合运动进行仿真计算。首先,分析接触网线索张力、线索线密度单独变化时对接触力的影响。其次,考虑到多参数共同变化对接触力的影响,引入响应面法,研究两个参数一起变化对弓网受流质量的影响。最后,基于线索张力、接触线线密度一起影响时,对速度500 km/h时接触网设计参数提出优化方案。研究结果表明:增大接触线张力,减小承力索张力和接触线的线密度能够有效地改善弓网受流质量。     

弓网耦合动力学模型仿真及接触网不平顺分析

通过建立弓网耦合系统模型,对列车在不同速度下的弓网接触压力进行了仿真,研究和讨论了接触压力和接触线抬升量的变化趋势。针对接触网的不平顺情况,论文提出采用谱分析方法研究接触网的不平顺性,具体采用功率谱密度来分析影响弓网受流的波长成分。仿真结果表明,该方法具有较好的直观性和有效性。     

车载光纤传感系统对电客车弓网关系的实时监测

针对城市轨道交通电客车运行时,线路上存在的接触线硬点、弓网间接触压力异常等状况,提出并实施了 一种将MEMS光纤加速度传感器和弓网接触力传感器集成安装在受电弓 弓头上的方法,实时监测受电弓和接触线之间实际的运行状态,为受电弓和接触线的即时维护提供数据支撑.     

高速机车主动控制受电弓研究

受电弓与接触网之间的振动问题,一直是制约电力机车提速的关键之一。本文对2种类型接触网的刚度进行了非线性最小二乘曲线拟合,并给出了统一的拟合公式,建立了3自由度弓网系统模型,采用最优控制策略,对不同运行速度下弓网间接触力进行主动控制。仿真结果表明,采用主动控制受电弓可以有效地抑制接触力的波动,控制效果较好。     

高速铁路弓网电弧试验系统

高速动车组通过弓网电接触获取电能。随着动车组运行速度的提高,受轨道不平顺、接触网波动以及受电弓弓头振动等因素的影响,弓网电接触状态恶化,使得弓网电弧频繁发生,弓网电弧对接触网导线、受电弓滑板侵蚀严重,影响受流质量,制约动车组速度进一步提升,因此有必要对弓网电弧进行系统研究。本文分析弓网滑动受流过程,研制一套弓网电弧试验系统。该系统能够模拟弓网柔性平直接触、滑板"Z"字形运动及垂向沉浮运动等弓网运动状态。并利用该系统对弓网接触电阻和电弧电气参数、形貌特征进行试验研究。     

基于LM神经网络模型的机车牵引力和制动力的计算

针对传统机车牵引力、制动力计算的不足,提出了基于LM(Levenberg-Marquardt)算法的前向多层神经网络模型方法,阐述了该神经网络的结构设计,利用LM算法使得在网络结构最小、训练步长最短的情况下实现精度最优.仿真与试验的结果表明,利用该神经网络模型能较好地计算机车的牵引力与制动力,其精确性、快速性和抗干扰性都优于其他计算方法.     

二维和三维弓网耦合动力学模型适用性分析

针对二维和三维弓网耦合动力学模型,根据接触网模态、接触压力、接触线抬升位移、弓头振动加速度及其频谱特性,分析了两种模型在弓网耦合动力学仿真中的区别;采用三维弓网模型分析了接触网在横风作用时,接触线风振位移对弓网接触压力的影响。计算结果表明二维和三维弓网模型获得的仿真结果基本一致,弓网横向相对运动对其垂向动力学行为影响较小;三维模型适用于横风条件下的弓网动力学仿真,横风载荷对弓网接触压力具有显著影响,导致弓网受流质量变差。     

基于直接积分法的弓网耦合系统动态性能仿真分析

针对提速铁路采用的弹性链型悬挂接触网及受电弓结构,建立包含承力索、辅助线、接触线和吊弦4个部件的接触网模型、以及简化为弹簧阻尼机构的受电弓模型。通过接触单元将接触网和受电弓直接耦合起来得到弓网系统的整体模型,进而构建弓网耦合系统的动力学平衡方程。采用直接积分法对建立的平衡方程进行求解,得到反映弓网系统动态性能的抬升位移、接触压力以及应力等数据。与先前研究的参考数据比对结果表明,采用接触单元和直接积分法分析弓网耦合系统的动态性能,切实可行。     

基于虚拟样机技术的高速弓网系统研究

虚拟样机技术的核心是参数化、可视化设计和综合性能分析。本文结合我国250km/h高速受电弓设计,应用虚拟样机技术,对铁路接触网-受电弓系统进行系统研究。在进行受电弓可视化三维实体设计的基础上,应用多体系统动力学软件SIMPACK和有限元计算软件ANSYS,进行了受电弓的几何分析及受电弓零部件的强度和刚度校核,计算了接触网振动模态和自振频率;运用结构子结构方法,建立了受电弓-接触网耦合系统模型,计算了不同模拟运行速度下的弓网振动和接触压力响应,以及机车运行振动对受流的影响;最后为了考核接触网的疲劳可靠性,进行了在运行条件下的接触网动应力研究。     

刚性接触网质量指数研究

目前中国地铁动态检测行业发展迅速,接触网动态检测作为检测弓网关系状态的重要项目,多采用对接触网检测参数进行阈值管理的方式,用以发现局部接触网参数异常、弓网关系优劣的状况并复查整改消除隐患。为填补地铁行业内刚性接触网综合评价的空白,克服传统方法对接触网整体质量量化的不足,采用标准差的计算方法对接触网静态参数进行计算,运用Topsis的评价方法对弓网运行动态参数进行计算,从而充分发挥每个接触网动静态检测数据的作用,从静态、动态两方面对刚性接触网质量状况进行综合评价。根据郑州地铁日常运营检测数据,参考轨道质量指数TQI评价体系,建立刚性接触网质量指数CQI评价体系,对刚性接触网质量状况进行区段性的评价,对基础设备设施管理、合理分配检修维护资源、实现状态修具有指导意义。     

接触网吊弦自动化生产线研究

吊弦是铁路接触网设备重要零部件,其主要作用是控制接触线高度,保证弓网关系安全和良好的受流质量,是控制接触线与机车受电弓接触稳定性关键结构。其多采用人工预配方式,无法对吊弦预配参数做到标准化,预配精度无法得到有效保障。本文结合铁路接触网施工现状,介绍一种接触网吊弦自动化生产线,通过伺服电机、光线传感器、PLC控制器等机构研制及优化,实现对接触网吊弦自动化预制,可量化预制参数,精准控制吊弦预配质量,显著提高吊弦预制工效,达到自动化、智能化预配管理目标,彻底替代传统人工吊弦预配模式,助力铁路智能化建设,具有重大意义。