单列高速列车运行仿真模型与算法

根据高速铁路线路特性,构建线路的3层节点网络模型.第1层描述车站和区间,第2层描述车站中心点、车站与区间的分界点和线路限速变化点及连接这些点的线路,第3层描述线路实际属性变化点及连接这些点的线路.鉴于高速动车组具有动力分散、质量均衡分布的特点,将动车组视为质量均匀且具有动力的绳体,创建高速动车组绳体模型.以动车组通过变坡点和变曲率点为例,分析动车组的受力状态,推导出对应的列车加速度计算公式.提出一种基于预推演的高速列车运行仿真算法.依据建立的线路模型、列车模型和仿真算法,开发了单列高速列车运行仿真系统.通过实例仿真验证了仿真模型与算法的准确性和实用性.     

轨道交通车辆段综合管线软碰撞算法及实现

本软碰撞算法在MicroStation平台下实现,首先判断管线的空间位置关系,将空间管线抽象为圆柱体,针对平行管线或垂直管线及其他非平行和非垂直管线间距采用不同算法分别计算管线间最短距离,经测试该算法满足设计规范平行或垂直不同要求,使无差设计成为可能。     

基于分离迭代和耦合时变的列车—轨道—桥梁耦合系统高效动力分析混合算法

为提高列车—轨道—桥梁耦合系统动力分析的计算效率,基于耦合时变法及分离迭代法,提出了1种混合算法。该算法将列车—轨道—桥梁耦合系统分解为车辆—轨道子系统和桥梁子系统。其中,车辆—轨道子系统在每一时间步需根据车辆位置对系统刚度系数矩阵进行更新,具有时变的特性;桥梁子系统的系统动力系数矩阵在整个动力分析过程中保持不变;车辆—轨道子系统与桥梁子系统通过钢轨与桥梁间作用力的平衡迭代实现耦合。利用朔黄重载铁路32m简支梁桥现场试验数据与由混合算法计算得到的分析结果进行对比,验证了混合算法的可行性。采用耦合时变法和混合算法分别计算列车通过蒙华重载铁路黄河龙门大桥的动力响应,结果表明:采用相同的时间积分步长时,2种方法拥有相同的计算精度,但混合算法比耦合时变法具有更高的计算效率,求解耗时降低了75%。     

100％低地板轻轨车混合动力性能匹配计算

混合动力技术是唐车公司研制的100％低地板轻轨车的核心关键技术之一.现基于列车牵引力、牵引功率、牵引电机转矩的计算方法,综合考虑目标车辆动力性能要求,提出一套适应于不同工况运行时,混合动力系统电源输出功率分配及动力电池、超级电容的匹配计算方法.通过本计算方法,获得了一套符合目标车动力性能要求的混合动力系统配置,并可保证较高的能量利用效率.     

移动车辆荷载作用下含裂纹梁的非线性动力特性分析

考虑车桥耦合效应,分析移动车辆荷载作用下含裂纹主梁的非线性动力特性.基于汉密尔顿原理和欧拉-柏努利梁的假说,建立含裂纹梁的非线性动力控制公式.应用龙格-库塔法对此非线性方程进行求解.通过数值计算,分析了裂纹的位置和深度的变化对车桥耦合系统中含裂纹主桥的非线形动力特性的影响.     

一种应用于高速铁路的GSM—R快速切换算法研究

研究目的:随着我国高速铁路和客运专线建设,GSM-R数字移动通信系统在我国铁路得到迅速发展,同时也带来一些亟待解决的问题.GSM-R的线状覆盖方式,使列车运行过程中越区切换频繁发生,切换性能对系统的服务质量和行车安全有很大的影响,尤其是高速列车对GSM-R系统越区切换提出更加严格的要求.为在高速环境下实现快速可靠切换,针对切换算法进行研究,提出一种快速切换算法,达到缩短切换时延,提高高速环境下跨MSC间越区切换的成功率的目标.研究结论:通过研究提出了一种适用于高速铁路环境下的新型快速切换算法.在理论上对该算法的实现方式和性能进行了分析,并与常规的切换算法在切换时延上进行了比较.结果表明本算法在缩短切换时延上具有一定的优势,特别在跨MSC切换时能减少约64%的时延.采用快速切换算法非常适用于高速环境,通过缩短切换时间,从而提高切换成功率,为移动通信系统提供更高的可靠性和有效性.     

制动工况下高墩铁路桥梁纵向动力响应研究

研究目的:为研究高速列车制动对高墩桥梁纵向动力响应的影响,本文利用自主研发软件TTBLS-DYNA建立列车-轨道-桥梁耦合系统纵向动力模型,分别采用有限元方法建立轨道-桥梁三维空间模型,采用刚体动力学方法建立车辆纵向动力模型。依据动车组的制动减速度特性曲线,通过数值积分方法求解车辆和桥梁耦合动力方程,进行耦合系统纵向动力响应分析,并以石夹沟高墩简支梁桥为例进行车-桥纵向耦合振动分析。研究结论:(1)高速列车在高墩桥梁上快速制动时,对高墩桥梁纵向振动影响较小,主梁纵向位移最大值为0.17 mm,纵向加速度最大值为58 mm/s2;(2)列车制动过程中,主梁纵向位移具有累积性,最大值一般出现在列车制动停车之前,而纵向振动加速度与之相反,最大值一般出现在列车停车瞬间;(3)按照现行《铁路桥涵设计规范》制动力静力计算方法得到的最大墩底弯矩为3 960.7 kN·m,本文算法得到的最大值为1 152.0 kN·m,仅为规范静力算法的31.5%,表明规范对制动力的取值具有较大的安全储备;(4)本研究成果可为高墩铁路桥梁的设计提供参考。     

混沌参数可变序列的流媒体加密算法

针对现有流媒体加密算法在安全性、通用性和实用性方面存在的缺陷,提出一种全新的基于混沌参数可变序列的流加密算法.该算法利用多层次迭代、密钥实时改变的思想,提高了安全性能.另外,本算法以流式加密为基础,采用直接加密的方式,使其适用于不同的视频编码标准,并且易于硬件实现.通过理论分析和实验结果,进一步证实了此算法具有很好的保密性和实时性.     

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.     

轨道交通"桥-建"合一高架车站动力特性分析

结构固有振动是反映桥梁结构动力特性的模态参数,是评价结构动力性能的重要依据.本文以深圳地铁3号线标准高架车站为例,通过建立高架车站结构空间模型,对其固有振动模态进行分析,从而为高架车站结构整体动力作用分析、乘客舒适度分析等动力特性提供参考.     

铁道车辆弹性车体动力吸振器减振分析

为了抑制铁道车辆车体弹性振动,提出在车体底架下安装动力吸振器的方案.将车体视为均质欧拉梁,建立包括结构阻尼和动力吸振器的刚柔耦合垂向动力学模型.采用平稳性快速算法,研究动力吸振器对抑制车体弹性振动的作用.以高速客车为例进行计算分析,结果表明:优化设计的动力吸振器可以有效控制车体弹性振动,而且动力吸振器的质量越大,减振性能越好;当动力吸振器的质量为1000kg、车体垂向一阶弯曲频率低至6.5 Hz时,对于时速达250 km·h-1的高速客车仍可实现优良的运行品质.     

列车荷载作用下周围物体的动力响应解

以Duhamel积分为基础,首先应用动力互等定理,得到了移动荷载作用下,半无限大弹性连续介质空间上任意点的动力响应的广义Duhamel积分表达式;然后将列车荷载简化考虑为一系列具有一定间距的集中荷载,采用Floquet变换、Fourier变换等方法,得到了一个集中移动荷载作用下任意拾振点ξ的动力响应在频域和频率 波数域内的表达式,进而由叠加原理得到列车荷载作用下的动力响应解;最后,通过算例说明该算法的适用性。     

铁路斜拉桥车激振动非线性分析方法

研究目的:斜拉桥因跨度大,可能在车辆通过时发生较大的变形,致使结构几何非线性效应变得显著.对斜拉桥进行非线性动力分析可以为桥梁结构设计提供更精确的理论依据.针对大跨度斜拉桥的几何非线性特征及铁路桥的特点,建立结构空间动力分析模型.通过模拟机车过桥的全过程,计算在机车通过时斜拉桥的动力响应.研究结论:求出了主跨300m铁路斜拉桥方案在机车通过时线性分析与非线性分析的动力响应结果,给出了结构位移时程曲线.对于大跨度铁路斜拉桥,非线性分析结果与线性分析结果相比,具有明显差别.在大跨度铁路斜拉桥车激振动分析中,考虑结构几何非线性效应是必要的.     

基于改进镜头边界检测算法的视频检索系统

随着多媒体信息技术的不断发展,视频信息大量涌现,如何在海量的数据中快速准确地检索出所需要的资料就显得至关重要.于是,基于内容的视频检索(CBVR)技术研究引起了人们广泛的关注.本文首先对视频的特征进行分析并提取出颜色和纹理直方图作为代表特征信态,然后使用一种改进的自适应滑窗的双阈值镜头检测算法对视频进行镜头分割.最后,通过实验对3种算法进行对比,结果表明,文中提出的算法在复杂度没有明显增加的情况下对镜头分割的准确度优于传统算法.文章的最后一部分使用本文提出的算法实现了一个视频检索系统,结果表明,本算法的准确度比传统算法有了一定的改进.     

基于频繁模式挖掘的接触网故障关联规则推荐模型

接触网作为电力机车的动力传输通道,保障其安全稳定运行至关重要.近年来,各铁路局相继建立了接触网故障数据库,从大量故障数据中寻找有用信息并指导运维.本文基于Apriori算法框架,将频繁模式挖掘技术应用到接触网故障数据的分析中;结合维修周期故障分类模型,将逐条记录的故障数据转换为适合挖掘的数据形式,并应用布尔映射矩阵通过单次扫描数据库实现挖掘算法;针对挖掘结果中可能出现的大量关联规则,提出用熵权法对关联规则常用的多个参数进行综合评价,进而得到了用量化指标对关联规则进行推荐的模型.     

一种分布式协同优化的认知无线电网络频谱检测算法

针对动态认知无线电网络中频谱检测性能与资源消耗之间的矛盾,提出一种分布式协同优化的频谱检测算法.设置双门限将认知用户分成可信组和非完全可信组.采用次梯度法对频谱检测效用函数进行分布式协同优化,动态调整能量检测阈值,提高动态变化网络环境中的非完全可信认知用户检测结果的准确性,并根据优化过程的收敛速率,从中选择参与协作的认知用户.最后融合中心通过加权融合获得频谱检测结果.仿真实验和分析表明算法在提高认知用户频谱检测准确性和检测速度的同时,降低了网络开销.     

一种货运列车节能优化方法研究

研究了一种货运列车节能优化方法.首先以列车运行时间为约束,建立列车节能运行优化模型.设计了一种基于极大值原理的动态规划算法,在满足运行时间约束下,实现列车最优节能运行操纵策略优化.本算法仅仅对速度进行离散化处理,相比其他方法需对位置和速度进行双重离散,避免因网格划分引起的速度轨迹波动,同时提高了计算效率.此外,该算法将...     

Web挖掘在网络教学个性化推荐系统中的应用

文章分析网上每个学习者的个性化需求,提出基于Web挖掘技术的个性化系统框架.对Web使用挖掘关键算法进行了研究,提出基于双向约束的MFASM算法,通过编程验证了算法的优越性,实现了该算法在Web数据预处理和数据挖掘中的应用.通过试验结果表明,系统设计是可行的.     

快速PGPD去噪算法研究

PGPD信号去噪算法具有良好的去噪效果,但是算法运算量大,去噪时间偏长,为此提出一种快速PGPD去噪算法。该算法在搜索信号非局部相似块过程中,利用信号的非局部相似性适当调整搜索窗的大小,并对搜索块进行采样筛检,有效缩小非局部相似块的搜索范围,再通过欧氏距离计算快速确定距离目标局部块最近的非局部相似块,从而节省了计算量。数字图像去噪及地震信号去噪实验结果表明,与传统PGPD算法相比,该算法在信号轻微损失的情况下,可以大幅提高去噪速度。     

一种基于Metropolis抽样准则的蚁群算法的信息素更新策略

针对蚁群优化算法的关键步骤--信息素轨迹更新过程进行了分析.在理论证明和实验验证的基础上,针对此过程提出一种基于Metropolis接受准则的信息素更新策略,并通过引入一种非齐次的模拟退火方法有效地减少算法在早期落入较差解的可能性.在系统温度较高时,算法将以较大的概率接受不同的解,进行广泛的试探,能够有效地避免算法初期陷入较差解的状况;当系统温度较低时,将以小概率接受不同的解,在算法的后期将搜索集中到迄今最优解的邻域中,保证了算法收敛的同时减少了算法的收敛时间.同时将基于Metropolis接受准则的信息素更新策略和已有的信息素更新策略在4个不同规模的TSP问题上进行对比实验,试验结果也证明了本文策略的有效性.