基于遗传算法的机车二系支承载荷调整优化方法

为了改善机车轮轴重量分配的均匀性,从分析机车二系支承结构出发,建立二系载荷分布弹簧高度调整模型,提出应用遗传算法实现机车二系支承点加垫高度值的快速优化计算。针对机车二系支承载荷分布多维参数优化问题的特点,给出基于实数编码的改进遗传算法模型。对国产SS9,SS3b型机车实际应用,可使二系支承载荷分布最大误差进一步减小8%～15%,平均计算过程时间减少约20%。结果表明这种方法克服了基于误差梯度信息迭代搜索求解支承点加垫最佳值算法的不足,在获得一致的全局优化(近似)解,以及在减小运算时间、提高调簧算法的可靠性和实时性等方面具有明显的效果。     

基于混合算法的机车二系弹簧载荷调整优化方法

针对电力机车二系悬挂调簧分析数学模型算法的优化问题,提出一种遗传算法(GA)与蚂蚁算法(AA)相结合的混合优化算法。其基本思想是:首先采用遗传算法以较少的进化代数进行全局快速随机搜索,获得若干可能的(近似)优化解,以此生成蚂蚁算法初始信息素分布,再用后者求得全局优化精确解。对国产SS3B和SS9型机车的应用结果表明,对同一车体进行多次优化计算试验,混合优化算法的搜索寻优过程均能稳健一致地收敛到全局优化解,可明显缩短二系支承载荷调整调簧计算所需时间,使调簧试验的实时性大为提高。对于二系为高圆簧的SS9型机车,混合算法平均用时比迭代算法和单一遗传算法分别减少约74%和29%。     

机车车体调簧试验台的研制

为解决车体二系弹簧支撑受力均衡分配问题,开发研究了车体调簧试验台。试验台通过计算机控制,对各个二系弹簧支撑力、各个弹性支点的综合刚度、弹簧压缩量等进行自动检测,并按照调簧程序,对各个二系弹簧座进行模拟加垫操作,最后给出各个二系弹簧座处的实际加垫量、各点的综合刚度、各个二系弹簧的实际承载量等。     

典型B_0-B_0轴式交流传动电力机车二系载荷调整方法研究

为保证机车轮(轴)重分配均衡,需通过调簧操作保证机车二系载荷分布的均衡性,为解决典型B_0-B_0轴列式电力机车二系调簧操作困难的问题,通过对机车二系支承结构分析建模,提出一种可以实现简化二系支持结构的局部调簧方法。经实车数据验证,该局部调簧方法在实现简化支承数目的同时也较大程度上完成了对机车二系载荷的均衡分布调整,经局部调整后的机车再进行整体调簧所需操作步骤更少、效果更好,该方法对指导实际调簧工艺意义重大。     

6轴交流传动电力机车二系载荷调整方法研究

为保证机车轮(轴)重分配均衡,需通过调簧操作保证机车二系载荷分布的均衡性。为解决典型6轴电力机车二系调簧操作困难的问题,通过对机车二系支承结构分析建模,提出一种可以实现简化二系支持结构的局部调簧方法。经实车数据验证,该局部调簧方法在实现简化支承数目的同时也较大程度上完成了对机车二系载荷的均衡分布调整,经局部调整后的机车再进行整体调簧所需操作步骤更少、效果更好,该方法对指导实际调簧工艺意义重大。     

基于遗传算法的铁路纵断面优化研究

针对铁路纵断面优化问题,基于遗传算法建立铁路纵断面优化模型。研究结论:在初始铁路纵断面方案基础上,基于遗传算法进行纵断面自动优化,可以提高优化速度和优化结果;以变坡点里程及设计高程为优化设计变量,依据对纵断面设计内涵的分析,构建了遗传算法的多目标适应度函数;在种群多样性评价的基础上,确定选择、交叉和变异算子操作概率的自适应调整方法;在纵断面优化理论的研究基础上,利用VC.NET和ObjectARX2006编制了基于遗传算法的纵断面优化程序。     

车体称重调簧试验装置及其应用

简要介绍了车体称重调簧试验装置的结构、技术性能和工作原理,以及该装置在电力机车二系支承载荷调整中的应用。     

基于“边际轮重”的铁道机车轮重调整算法研究

针对铁道机车的称重调簧计算方法的研究,文章提出了"边际轮重"的概念,建立了铁道机车用于轮重分析的模型和通用方程组,演绎了轴箱弹簧加垫对机车各车轮轮重分布影响(即边际轮重)的计算过程,并以某三轴转向架为例给出了具体的边际轮重计算结果。文章还介绍了基于整车称重试验台实际测到的轮重称重数据和二系悬挂的结构特点,计算理想轮重和理想加垫量的方法,以及对理想加垫量计算结果进行规格化处理的原则。最后给出了所介绍的计算方法的适用范围。     

动车组转向架称重调簧理论分析与加垫算法设计

首先对动车组转向架称重调簧原理进行分析,重点分析了一系加垫是怎样改变轮重和一系间隔尺寸的。并且得出加垫时轮重呈现对角同增同减的变化规律,对角平分加垫对一系间隔尺寸的改变最能满足相关要求。为了实现加垫不只依靠人工经验,设计了科学的加垫算法,可以实现加垫的准确定位和定量。最后通过仿真分析验证理论的正确性。     

广州地铁四号线车辆称重调簧计算分析

针对在广州地铁四号线车辆整车称重时出现的称重结果超标,无法准确确定加垫厚度的现场作业问题,建立以轮重为目标的调簧计算模型,根据GB/T14894-2005关于轮重偏差的技术规定推导得出加垫量公式,并进行验证,为之后的整车称重调簧提供较为精确的算法和依据,避免了实际作业中反复加垫称重的工作。     

基于多目标遗传算法的地铁列车定时节能算法研究

针对地铁列车定时节能复杂多目标优化问题，建立以节能和准时为优化目标的列车定时节能模型，采用多目标遗传算法求出一组最优驾驶策略解。该方法通过具体分析列车行驶过程中的不同受力状态，充分考虑限速、最大加速度、定点停车等约束条件，采用分解协调的思想将复杂的多目标优化问题分解成多个阶段子问题，通过线性加权和多次迭代，求出最优解。最后通过算例和仿真结果表明该算法的有效性。     

基于多目标遗传算法的地铁车辆回库股道安排

科学安排地铁车辆回库股道对提高车辆段生产效率具有重要意义，文章采用多目标遗传算法对回库股道安排进行优化。对车厂线路布置、车辆出入库方式进行分析并对回库股道安排问题进行描述，以任务完成度、接车过程总调车次数、车辆出入库额外耗时为优化目标，以车辆回库时间间隔、车辆段检修能力为约束建立基于多目标遗传算法的回库股道安排模型，以极限情况为例对算法性能进行测试，验证了模型的有效性。     

车轮踏面多目标优化设计研究进展

车轮踏面优化设计是轨道交通系统的基本问题。根据车轮踏面优化模型的建立及其求解方法,车轮踏面优化设计的数值研究方法可以分为两类,即单目标优化设计方法和多目标优化设计方法。在综述轮轨踏面同步设计法、扩展方法、基于轮轨接触曲线的滚动半径差法和基于接触角曲线法等单目标优化方法的基础上,论证了车轮踏面优化是一个多目标优化问题,并给出了建立车轮踏面多目标优化模型的思路。车轮踏面多目标优化需要求解带约束的非凸不可微规划问题,求解精度和效率直接决定优化结果的可靠性和实用性。现有的求解方法包括遗传算法和拟高斯方法。针对现有计算方法存在计算量大、易早熟、收敛慢的缺点,提出求解车轮踏面多目标优化问题的响应面方法。该方法利用多项式响应面逼近目标函数和约束函数,避免了优化过程中由于数值求导带来的迭代振荡问题;同时该方法具有计算量小、收敛快的优点。以降低轮轨磨耗为目的对车轮踏面进行优化的实例表明,响应面方法能有效的优化车轮踏面。最后对车轮踏面这一课题的发展方向进行了展望。     

基于多维网络的增开列车条件下高速铁路列车运行图调整

研究增开列车条件下高速铁路列车运行图的调整问题,并综合考虑列车车站进路的影响。通过构建Time-Station-Track三维时空扩展网络,刻画列车对铁路时空资源的占用。将原多目标优化问题转化为求解列车占用网络弧段最小费用单目标问题,并构建基于Time-Station-Track网络的0-1整数规划模型。针对模型特点,设计拉格朗日松弛算法,将问题进一步分解为求解单列车网络最短路径子问题,由于问题被松弛后求得的解可能不可行。因此,提出基于列车优先序列的启发式策略对对偶解进行可行化。最后以宝兰客运专线为例,验证模型的正确性和算法的可行性。     

基于GAPSO-RBFNN的动车组电机吊架多目标稳健优化设计

基于遗传粒子群(GAPSO)算法获取最优平滑系数,从而改进径向基神经网络(RBFNN);通过电机吊架的灵敏度分析筛选出对其总质量和自然频率等质量特性影响较大的关键设计变量;结合正交试验设计与有限元分析得出电机吊架各质量特性值及对应的信噪比,将试验数据作为输入、信噪比作为输出用于GAPSO-RBFNN的训练和测试,并对比分析预测精度;基于GAPSO-RBFNN构建电机吊架的多目标稳健优化模型,采用NSGA-II多目标优化算法对其寻优求解,并与传统设计方案进行对比。结果表明:GAPSO-RBFNN的预测误差远低于传统RBFNN;优化后电机吊架各质量特性信噪比得到提高,实现了对电机吊架的多目标稳健优化,降低了电机吊架总质量,提高了其自然频率。     

CIPSO算法在城市有轨电车控制策略中的应用研究

在保证电车安全的前提下,轨道交通中的城市有轨电车控制策略优化问题实质上是多目标优化问题,主要是针对节能、正点、停靠准确和乘客舒适度优化等方面的复杂问题,以电车运动学方程为基础,针对粒子群优化算法在离散优化问题中处理不佳,容易陷入局部最优的问题,采用混沌Tent映射初始化粒子群,建立其多目标优化模型。而后采用免疫接种和免疫选择的方法提高PSO优化算法的优化能力,对模型进行求解。以广州市海珠区环岛新型有轨电车试验段数据为对象进行实例仿真,结果表明,混沌免疫微粒群优化算法较传统微粒群优化算法可获得更好的控制策略,能更有效的解决电车运行多目标优化问题。     

基于最优接续网络的动车组交路计划优化模型与算法研究

动车组交路计划是动车组运用的日常计划,是客运专线列车运行计划的重要组成部分,针对该问题约束复杂、刻画困难的特点,本文在将问题归结为带补给的多人旅行商问题的基础上,针对列车运行图已知的情况,建立相应的多目标整数规划模型,设计了基于动车组运用数量最少的接续网路的分层优化启发式算法,并以广深线为背景对算法进行验证。结果表明,该方法能求解最优动车组交路计划。     

基于改进遗传算法的高速列车节能优化研究

为有效降低列车运行能耗,针对高速列车行进过程中的能耗优化问题,讨论了列车运行阻力的计算及列车停车点的设置,以此建立以列车能耗最小为优化目标的列车运行优化模型,提出3代逼近搜索的引导机制,改进了传统遗传算法中的算子,同时引入逆转算子提高算法求解能力.以CRH380B型高速列车和合福高铁(合肥—福州)数据为基础进行仿真,列...