基于LabVIEW的ZPW-2000A移频信号测试仿真系统设计

ZPW-2000A无绝缘轨道电路是我国高速铁路的高端技术成果。本文在ZPW-2000A轨道电路FSK信号解调算法已有研究成果的基础上,设计了基于虚拟仪器的移频信号仿真测试系统。系统以Lab VIEW强大的信号处理与数学分析工具给出模拟信号,重点分析测试软件的结构和实现方式,主要包括应用层和人机界面层的设计与实现,并对仿真结果进行分析。     

ZPW-2000A轨道电路系统的FMEA分析研究

轨道电路作为铁路信号系统的关键设备,其可靠性对于保证铁路运输安全极为重要.以FMEA理论为基础,提出针对ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路系统的FMEA分析方法;根据轨道电路系统的特性,定义相应的FMEA分析内容、分析层次划分规则、故障判断依据及严重度、发生度、检测度确定方法,并以此计算风险优先数;结合ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路系统实际工况,进行FMEA分析.结果表明,将FMEA运用于轨道电路系统中,可以得到影响系统可靠性的潜在危险因素及薄弱环节,为ZPW-2000A轨道电路系统可靠性研究提供一种实用方法和理论依据.     

ZPW-2000无绝缘轨道电路分路电流仿真研究

运用均匀传输线和电路四端网理论,建立了ZPW-2000无绝缘轨道电路分路电流的计算模型,利用MATLAB软件实现了分路电流的数值算法.仿真了轨道电路正常情况、补偿电容开路和短路故障情况下分路电流的分布,仿真数据对轨道电路故障诊断有较大价值.     

基于FDTD接口方法的ZPW-2000轨道电路暂态分析

轨道电路在列车驶入/出清时存在暂态过程,可以利用接收端信号的暂态突变对轨道电路的状态进行判断. 时域有限差分（finite-difference,time-domain,FDTD）方法是求解传输线的常用数值解法,但ZPW-2000轨道电路结构比一般轨道电路更加复杂,直接采用FDTD法并不适用. 基于此,提出了一种基于FDTD和ATP-EMTP（alternative transients program-electromagnetic transients program）接口模型的ZPW-2000轨道电路暂态分析方法. 该方法将整个模块分为传输线与集中参数网络两个部分,其中,传输线采用FDTD求解,集中参数网络在ATP-EMTP中计算,两个部分用受控电流源关联. 对ZPW-2000轨道电路的仿真结果表明:道床电阻和分路电阻对接收端信号幅值有较大的影响,当道床电阻降至0.6 Ω?km时接收端电压从2.0 V下降到0.5 V左右,当分路电阻增至0.2 Ω时接收端残压达到了1.0 V左右,此时若仅采用门限比对的方法难以区分轨道电路的状态;然而,在列车驶入/出清的瞬间,接收端信号存在暂态突变,可根据突变特性实现轨道电路分路态的检测.      

基于数据的轨道电路故障诊断的混合算法

提出一种基于数据的神经网络混合算法故障诊断网络,用于轨道电路的故障诊断.考虑铁路信号需求,设计出符合神经网络训练快速性和有效性要求的BP-LM-PSO-GA混合算法,就是将轨道电路复杂网络分解设计为许多小的神经网络组态,通过综合这些小的神经网络诊断结论,得出最终结果,以解决单独设计神经网络带来的运算量问题;然后以广泛使用的ZPW-2000A型轨道电路为例,验证了该算法网络训练的快速性及故障诊断的有效性.最后给出了该诊断网络对轨道电路的诊断步骤.仿真结果表明该诊断网络具有可行性和有效性,为轨道电路故障诊断的应用提出了一条新途径.     

基于改进新陈代谢GM(1,1)的ZPW-2000A型轨道电路故障预测

ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路在我国铁路线路上应用广泛,随着铁路线路向高速化、重载化的方向发展,传统的电务"故障修"及"定时修"在保证线路安全、提高运营效率及经济性等方面劣态日显.引入PHM理论,通过改进GM(1,1)模型实现ZPW-2000A轨道电路的故障预测.首先,为选取更优的预测模型,分别对传统GM(1,1)进行两次改进,即新陈代谢GM(1,1)模型与改进新陈代谢GM(1,1)模型.其次,引入预测步长思想,进一步提高模型预测精度.基于兰州西站轨道电路测试数据的算法验证表明改进新陈代谢GM(1,1)间接多步预测模型的预测结果最优.最后,通过实例验证了该模型在轨道电路故障预测中的有效性.     

基于轨道电路原理的新型实时断轨检测方法

基于轨道电路原理的实时断轨检测方法是不安装轨道电路的区段实现实时断轨检测的有效途径.根据轨道电路的电气分割和信号接收的基本原理和方法,通过分析ZPW-2000A和ZP-W1-18型轨道电路的工作原理,特别是其在实现断轨检测功能方面的特点,提出了一种新型断轨检测方法.该方法的关键设备本质上是中央发送两端电流接收式无绝缘轨道电路.通过定性分析,说明安装在轨道上的4个电流传感器自身及其组合信号有效表征了是否发生断轨,通过分析判断这些信号可以检测断轨.该方法具有受轨道一次参数和环境因素影响小、室外设备简单、抗牵引回流干扰能力强等优点,是一种值得研究和开发的方法.     

钢轨互阻抗对邻线信息传输的干扰影响分析

列控车载设备通过电磁感应的方式接收来自ZPW-2000轨道电路的移频信号.在此过程中,信号易因耦合干扰而导致接收有误,影响行车安全及效率.针对多线并行轨道,基于耦合干扰原理,建立钢轨单元耦合干扰等效电路模型.根据传输线的互阻抗求解方法,通过对路基沉降前后钢轨互阻抗进行仿真.结果表明,钢轨互阻抗越大,线路衰耗越大,邻线干扰问题越严重,且路基沉降会使钢轨互阻抗增大.     

ZPW-2000移频信号二分搜索频域解调法及窗函数的选择

ZPW-2000移频信号解调的准确性关系到行车安全及行车效率.由于采样持续时间受到限制,ZPW-2000信号频域解调准确度会受栅栏效应及频谱泄漏效应影响.通过分析栅栏效应及频谱泄漏效应的成因,提出二分搜索频域解调法,并为窗函数选择问题提供了建议.仿真分析表明,所提出算法能以较少的计算量增益为代价提高解调准确度,且具有较好的抗噪声能力.     

电磁干扰与ZPW-2000A自动闭塞系统安全的关联性研究

铁路信号系统集成化、自动化的发展,能为电磁干扰的产生、耦合提供良好环境,信号系统受到强电磁干扰后会影响到整个系统的安全。研究信号系统在受到电磁干扰后"故障导向安全"的能力,以电磁干扰与ZPW-2000A自动闭塞系统安全的关联性为例,采用故障树和层次分析法分析发送器和接收器故障的发生概率和"故障导向危险侧"的发生概率,得出电磁干扰与ZPW-2000A自动闭塞系统安全的关联性,为铁路信号其他系统的安全评估和电磁干扰的防护提供参考。     

Genetic algorithm for multi-protocol label switching

A new method for multi-protocol label switching is presented in this study, whose core idea is to construct model for simulating process of accommodating network online loads and then adopt genetic algorithm to optimize the model. Due to the heuristic property of evolutional method, the new method is efficient and effective, which is verified by the experiments.     

Heuristic Quasi-physical Algorithm for Protein Structure Prediction

A three-dimensional off-lattice protein model with two species of monomers, hydrophobic and hydrophilic, is studied. Enligh- tened by the law of reciprocity among things in the physical world, a heuristic quasi-physical algorithm for protein structure prediction problem is put forward. First, by elaborately simulating the movement of the smooth elastic balls in the physical world, the algorithm finds low energy configurations for a given monomer chain. An ＂off-trap＂ strategy is then proposed to get out of local minima. Experimental results show promising performance. For all chains with lengths 13≤n ≤55, the proposed algorithm finds states with lower energy than the putative ground states reported in literatures. Furthermore, for chain lengths n = 21, 34, and 55, the algorithm finds new low energy configurations different from those given in literatures.     

基于接触理论的矮塔斜拉桥索塔锚固区应力分析

利用大型有限元软件对矮塔斜拉桥分丝管式的索塔锚固区建立了非线性接触模型,通过定义模拟拉索与鞍座的接触关系,探讨了鞍座处混凝土的应力分布情况和索力传递分配情况,并与等效线荷载计算模型进行对比分析,结果表明:接触算法更接近实际受力情况.     

基于Matlab的汽车动力系统参数辩识

简要介绍了使用Matlab辨识工具箱中最新添加的非线性灰箱进行辨识的一般步骤,通过对实际项目中的沃尔沃V70测量数据,应用非线性灰箱中Levenberg—Marquardt算法和函数进行辨识和仿真实验,得出了合理的系统参数,并根据辨识结果给出了仿真实验的数据和系统拟合的曲线,实验效果表明了工具箱的算法程序具有很好的实用性。     

基于混合算法的编组站到发线模型算法研究

本文分析了编组站到发线占用特性,在前人对于到发线运用建模的基础上,建立更适合于编组站到发线的运用模型。由于到发线的安排属于NPC问题,本文综合遗传算法与模拟退火算法的优点对该模型进行求解,采用混合算法——模拟退火遗传算法（SAGA）,来提高运行效率和解的质量,并在目标函数上以及在约束条件上提出新的理论,引入惩罚因子以加快算法模型的收敛。丈中阐述了该算法的具体实现过程,并通过模拟仿真对算法进行了验证,结果表明该模型算法是可靠和有效的。     

交流传动系统中异步电动机均流控制仿真

建立了交流传动中双逆变器一异步电动机系统的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型，通过仿真观测了轮径差异和电动机参数（转子电阻）差异对电动机电流均衡性的影响．设计了一种均流控制器的仿真模型，仿真结果表明其控制效果良好．     

基于分布式算法的FIR数字滤波器的FPGA实现

根据基于查找表结构的分布式算法的基本原理,提出了基于分布式算法的有限脉冲响应数字滤波器（FIR）的实现方法．用FPGA设计并实现了一个32阶低通有限脉冲响应数字滤波器．利用有限脉冲响应数字滤波器线性相位的特性减小了电路规模,采用分割查找表的方法减小了存储空间,采用并行分布式算法结构和流水线技术提高了滤波器的速度．对滤波器性能进行了分析．     

基于进化规划的BP神经网络学习

通过对将传统的BP算法和遗传算法应用到BP神经网络的学习的研究和分析,指出它们存在的缺陷。提出一个改进的进化规划算法,并将其应用于BP神经网络的权值优化。取XOR问题和4奇偶性问题的实验对传统的进化规划算法和改进的进化规划算法进行实验对比。实验结果表明,本文中提出的改进的进化规划算法优于前2个算法。     

考虑个性化出行需求的多模式公交路径规划

在多模式公交出行中,传统的路径规划方案已无法满足出行者日益增长的出行需求. 为提供基于出行者多种出行需求的个性化路径规划方案,通过IC卡刷卡数据模拟公交时刻表,建立基于模拟时刻表的多模式公交路网模型;采用动态阈值化法建立个性化出行需求评价值模型;设计深度优先搜索-遗传算法（depth first search-genetic algorithm,GA-DFS）,并基于此组合算法提出初始种群产生策略和两点变异方法;最后,假设了3种不同出行需求的出行场景,将某市区的多模式公交路网数据应用于模型和求解算法中,并与使用较广的模拟退火-遗传算法（simulated annealing-genetic algorithm,GA-SA）进行对比分析. 仿真结果表明:所提出的算法与模拟退火-遗传算法相比,平均迭代次数减少了42%,寻优能力提高了50%,并且可以提供基于乘客多种出行需求的路径规划方案.