基于大数据的地铁列车能耗仿真和节能操纵

介绍了地铁车辆大数据特性,建立了列车多质点运动学模型和能耗模型,开发了一套基于大数据的地铁列车能耗仿真算法,并进行了实际线路仿真模型和算法验证;探讨了列车牵引特性下的节能操纵问题,提出了能满足列车安全、平稳、定时约束等要求的节能操纵方法。仿真结果验证了该方法的可行性。     

基于BFGS方法的列车速度预测控制研究

列车速度控制是轨道交通发展领域的重要基础问题。面向真实列车速度控制应用场景的列车动力学模型及其控制器设计更具挑战性。一方面,传统基于反馈的无模型控制策略存在收敛速度慢、参数要求高、环境变化敏感等问题,目前难以从优化角度设计控制器且应对复杂系统的约束。另一方面,传统的列车单质点动力学模型很难解决高速列车运行过程中的非线性特性。针对上述瓶颈,首先对列车各节车厢进行受力分析,且考虑车厢间的安全距离,将相对位置和相对速度作为可变状态构建列车多质点模型。然后采用模型预测控制策略,综合考虑列车速度控制的非线性成本函数,处理列车运行过程中的复杂约束,预测控制系统的未来动态行为。然后,针对列车预测控制中的复杂动态约束非线性优化问题,设计对数障碍函数处理不等式约束,进而从拟牛顿法角度设计一种具有稳定收敛性的基于BFGS方法的列车速度预测控制算法,完成列车速度的精准跟踪控制。最后,以国内某线站间列车运行数据为例,与其他先进控制方法进行对比实验,以验证所提出的BFGS列车速度预测控制算法的优越性能。实验结果表明,本文所设计的基于BFGS方法的列车速度预测控制算法能够有效地减小列车速度跟踪误差和位移误差,提升...     

高速列车及其速度目标值的探讨

根据铁路运输高速化的发展趋势,初步分析了旅行速度、票价、运输管理、高速列车等因素和速度目标值的关系。提出高速列车是影响速度目标值的关键问题。从高速列车的牵引、能耗、制动能力和噪音方面对轮轨方式和磁悬浮方式的高速列车按不同速度目标值进行分析比较。以正在设计中的京沪高速铁路为例,在京沪高速列车运行仿真研究的基础上,按直达方式和沿线停站方式,对不同速度目标值的地面干线运输系统其旅行时间和能耗的经济问题进行简要的计算对比。提出选择我国高速铁路速度目标值的建议。     

多质点列车牵引计算系统设计与实现

列车牵引计算系统的核心在于算法设计,从列车运动方程出发,通过列车的受力分析,建立在考虑列车运行长度情况下多质点列车模型单位合力的数学模型。从数据库设计、算法设计和界面设计三方面构建列车牵引计算系统。同时引入时间片的概念,从工况选择和停站试凑两方面制定列车牵引计算系统的自动驾驶功能。采用VC++6.0进行编程实现。     

基于多质点模型的重载列车动力学仿真与分析

将整列车看成一个多质点系统,对每节车体进行受力分析,推导出整列车的运动方程,建立多质点动力学模型。基于多质点模型进行牵引、制动、惰行、上坡等多种工况下的列车运行仿真,记录其车钩力分布情况,并对不同编组、不同制动方法下的仿真结果进行了相应的比较,可为列车编组及列车控制提供决策支持。     

基于Q学习算法的城轨列车智能控制策略

牵引能耗是列车能耗的主要组成部分,针对城轨列车节能运行的问题,将列车运行状态离散化,以列车对速度控制作为动作空间,时间和能耗作为奖励函数,提出一种基于Q学习算法的城轨列车智能控制策略.在不使用离线优化速度曲线的情况下,根据列车当前位置和速度实时计算最优控制策略;同时,在传统Q学习基础上,将∈-greedy策略与司机驾驶...     

城市轨道交通列车牵引节能策略优化

对国内外列车牵引节能策略的研究成果进行综合梳理,总结近年来在牵引节能领域普遍认可的3种策略,并对其中2个应用效果显著的策略进行展开分析。通过利用列车制动再生能量转换为牵引能量供同一供电分区的其他列车使用,是较为普遍的节能措施,但由于各条城市轨道交通运营线路的基建设施情况复杂、列车运行图多为固定版本,故在实际应用中,节能效果有局限性。未来可以考虑基于智能感知技术对客流需求进行短时预测,根据客流预测计算生成满足需求的最优节能列车运行图,通过实时感知客流、动态调整运行图的运营模式,最大程度减少牵引能耗。     

基于KH算法的高速列车ATO控制策略优化研究

针对传统高速列车自动驾驶(ATO)控制策略优化时简化线路参数、列车牵引计算采用单质点模型等问题,将列车通过牵引供电分相区断电惰行纳入运行工况,建立动车组多质点模型。在满足列车运行图固定运行时间条件下,以能耗、准点性、停车准确性及舒适性为指标建立高速列车ATO控制策略优化模型。利用磷虾群(KH)算法对高速列车ATO控制策略进行优化。以兰新高速铁路某区间线路数据为例,仿真测试表明KH算法可以在较少的迭代次数下获得较粒子群算法更优的ATO控制策略,且列车过分相区断电惰行会对优化结果产生影响,验证了所提算法在优化高速列车ATO控制策略中的优越性及将列车过分相区断电惰行纳入运行工况的合理性。     

单轨车辆牵引计算方法与仿真电算

以城际铁路和城市轨道交通车辆(钢轨-钢轮接触)的牵引计算为原理,以及汽车理论等相关理论为基础,建立了跨坐式单轨车辆(轮胎-路面接触)的牵引计算原理.基于GT- DRIVE建立单轨车辆的多质点模型,从而模拟分析单轨车辆在不同工况下的μa-S曲线、功率和能耗以及车钩力受力曲线等.     

基于SVM的列车速度融合仿真测试平台设计

测速是城市轨道交通列车控制系统最基本的功能之一,为提高其测量可靠性,通常采用两种测速方式,然后对两种速度进行融合。文章提出一种基于支持向量机（SVM）的速度融合算法,设计了相应的测试平台。通过模拟各种速度工况对该算法进行验证,证明该算法具有较高容错能力,可以提高测速的准确性。     

基于改进联合卡尔曼滤波算法的列车测速信息融合

基于高速列车的测速精度直接影响车载设备的控制精度,为了提高测速精度,在分析基于联合卡尔曼滤波算法的多路测速传感器信息融合原理、结构和算法的基础上,针对联合卡尔曼滤波系统因缺乏系统噪声和测量噪声的先验知识而导致滤波精度下降的问题,运用自适应联合卡尔曼滤波思想,对系统过程噪声和测量噪声的统计特性实时进行估计和修正,并将改进前后的算法进行计算机仿真。研究结果表明:改进后的滤波算法具有更好的融合精度,更稳定的滤波效果,能够进一步提高测速系统对环境的适应能力。     

基于VISSIM仿真的有轨电车交叉口信号优先控制策略研究

有轨电车交叉口信号优先控制策略,在保证不影响交叉口整体通行能力的前提下,使得有轨电车优先通过交叉口。利用VISSIM工具,对无信号优先,绝对信号优先和条件信号优先控制下的有轨电车交叉口进行模拟和评价,验证信号优先和条件信号优先控制策略的适用性。通过仿真得出结论,若给予有轨电车最高的优先权,使有轨电车平均延误时间最小,停车次数为0,采用绝对信号优先控制策略较好;若在基本上不影响整个交叉口的平均延误和服务水平的情况下给予有轨电车信号优先,采取条件优先信号控制策略较好。     

基于OpenGL的城轨ATP系统超速防护功能可视化仿真

本论文以虚拟现实技术和计算机可视化仿真技术为技术背景,利用VC++的MFC为开发平台,基于OpenGL函数库,借用3DSMax建模,从底层出发开发了一个城市轨道交通ATP 系统的超速防护功能的可视化仿真系统.     

列车控制仿真系统中速度控制曲线的计算

在介绍列车控制系统结构和列车速度控制模式的基础上,重点阐述列车控制仿真中列车速度控制模式的曲线的计算方法.目次,整个列车控制仿真系统已经投入运行,并取得了预期的效果.     

城市轨道交通列车自动驾驶各阶段速度控制算法的研究

本文介绍列车自动驾驶(ATO)的基本功能,重点描述列车速度调节和控制功能.将列车自动驾驶过程划分为车站发车、速度跟踪、目标制动3个阶段,对每个阶段的目标速度曲线、速度控制策略和计算算法进行了分析,提出了速度跟踪阶段采用的速度离散化PID控制方法并对其进行了重点研究.     

高速列车信号安全防护系统(ATP)人机工程的研究

对高速列车信号安全防护系统(ATP)所涉及到的一些人机工程学问题作了详细的说明，给出了司机操作环境和司机台显示器人机界面的设计思想，为高速列车控制系统的人机关系提供了一定的理论基础。     

铁路列车调度指挥应急系统的研究

在现有铁路列车调度指挥系统的基础上,采用硬件备份、数据实时同步和调度终端单机本地工作的方式构建铁路列车调度指挥应急系统.当核心设备故障(网络、数据库宕机)或离线维护时,故障修复时自动恢复正常联网工作模式,数据自动回传服务器;同时,为保证数据的完整性,建立应急灾备数据库,故障情况下可以随时接替生产库提供数据服务.在核心设备故障情况下,提供基本的列车调度指挥功能,保持列车调度指挥业务的连续性,提高了行车指挥效率和运输安全.     

基于无线局域网的列车安全监测系统

介绍一种基于无线局域网技术的列车安全监测系统的结构和关键技术的解决,该系统实现对列车运行过程中的安全数据进行实时监测,实现各车厢之间的相关信息的传输,以及发现异常情况及时通知相关人员等可靠、有效地自动化管理.     

基于速度传感器的测速定位算法研究

基于速度传感器的测速定位系统在轨道交通领域应用广泛。文章介绍速度传感器的测速原理和测速算法,参照IEEE1474.1附件3中提供的列车测速精度、分辨率的典型参数,分析测速精度、分辨率设定的情况下,系统各参数的取值条件,为系统设计者提供一定的参考意见。通过对常用测速定位系统结构的研究,给出基于速度传感器的定位算法,并对影响定位误差的因素进行了简要说明,提出几项减少测速定位误差的改善措施。