列车安全距离优化算法研究与仿真

本文对列车追踪安全距离优化算法进行研究。分析原有安全距离模型的原理及制动最不利情况算法。为缩短安全间隔,基于原有安全距离模型,给出增加前行列车速度信息来计算安全距离的优化算法,并对此进行可行性及安全性分析,该算法是考虑前行列车最有利情况下制动与后行列车最不利情况下制动的一种安全距离模型优化算法。通过仿真研究,对原有算法与优化算法的安全距离模型进行比较。结果表明:优化算法与原有算法相比,能够有效地缩短最小安全间隔,提高列车通过能力。     

基于ZigBee的货运列车轴温监测系统设计与实现

在概述ZigBee通信协议的基础上,设计并实现了一种无线货运列车的轴温监测系统.该系统由机车节点和一系列车厢节点组成,车厢节点借助温度传感器采集轴温数据,杌车节点通过无线模块发送控制命令控制车厢节点,接收车厢节点传来的轴温数据,利用液晶模块实时显示轴温数据,轴温异常时,语音报警,以此达到对列车轴温进行实时监控的目的.通过USB模块将轴温数据储存在U盘中,利用上位机软件对数据进行分析,了解车轴与轴承的使用状况,为货运列车检修提供参考依据,节省人力成本.     

重载列车优化操纵算法设计与仿真

文章针对电力牵引重载列车的运行特点,对重载列车的优化操纵问题进行了分析研究,设计了一种基于模糊预测和再优化的列车运行控制算法。该算法先使用模糊逻辑控制器产生操纵队列,预测列车未来一段区间的运行情况,然后对产生的操纵队列以安全、节能为目标进行反复优化。算法通过对操纵队列的有重合区间局部寻优来保证得到近似全局最优解。文章使用列车牵引计算模型对算法进行了仿真验证,结果表明该算法产生的操纵队列基本达到了重载列车运行要求。     

基于GPS和虚拟卫星的列车完整性检查方法研究

将GPS和列尾装置结合可以构成一个冗余的列车完整性检查系统。在列车行驶过程中,由于在列车尾部车钩安装的GPS天线容易被车厢遮挡,常规卫星定位方法受到限制,无法利用GPS进行列车完整性检查。本文提出一种基于GPS和虚拟卫星组合定位完成列车完整性检查的方法。利用列车首部的定位信息确定一颗虚拟卫星,虚拟卫星和3颗可视卫星即可实现列尾定位解算,通过列车首部和列车尾部的位置信息实时地测算车长变化,达到检查列车完整性的目的。本文分析GPS和虚拟卫星组合定位模型,推导定位模型算法和列车完整性检查算法,并进行可行性分析和算法验证。实验表明,列尾定位精度达到3m以内,列车长度误差在10m以内,该方法可满足列车完整性检查的要求。     

列车定位中置信区间的确定方法

车载测速测距子系统对列车进行定位时有可能存在一定误差,通过具有一定置信水平的置信区间可获得安全侧的距离和速度信息。本文提出通过状态方程预测结合测量区间校准的方式获得综合置信区间的算法,当遇到应答器时对距离信息进行修正;同时给出了列车发生空转、滑行等异常情况时的处理方式;最后通过仿真验证了算法的可行性。     

列车电气系统分布式多传感器异常检测理论研究

研究针对采用多传感器的列车电气设备状态空间模型的故障检测理论,为列车电气设备故障诊断及预警提供相应借鉴及支撑。现代列车使用越来越多的传感器进行检测,通过各种网络将信息融合到控制及诊断系统,为限制网络通信的数据量,所有传感器仅将二值局部决策发送回信息融合中心以便中央系统诊断及安全导向。同时,本文提出一种有效的基于粒子滤波状态估计的分布式故障检测算法,并通过仿真试验验证本文提出算法的优越性,能适应不同的观测数据相关性,对于观测数据相关性小的情况,通过增加必要传感器数量可以提升诊断系统的性能,而对于观测数据相关性较大的场合,相对较少的传感器数量即可获得近似最优性能。     

基于轨道约束H∞滤波的 北斗辅助列车定位算法研究

针对列车定位的高安全性和稳定性要求,结合列车行驶的特殊性,提出采用铁路轨道信息对北斗定位数据进行约束的H_∞滤波算法。以模糊自适应"当前"统计模型为基础建立列车运动模型,通过将轨道近似为直线段,建立轨道约束模型。将轨道约束与H_∞滤波器结合实现轨道约束H_∞滤波算法。通过仿真对比分析H_∞滤波与卡尔曼滤波、约束与无约束估计的误差。仿真结果表明:轨道约束在提高算法定位精度方面效果明显,H_∞滤波在列车位置估计上具有鲁棒性优势。验证了轨道约束H_∞滤波算法的有效性,对北斗辅助列车定位的工程应用具有理论指导意义。     

红外线探测站远程故障诊断系统

1研制背景红外线轴温探测没备是确保客货列车安全运行的重要设备。它集红外测温、计算机和通讯技术为一体,是车辆部门使用的重要安全设备。二代红外线轴温探测设备,由分布在相距20km的探测站、沿线的通讯网和设在路局的红外测报中心构成。沿线探测站实时采集,处理通过列车的轴温,并自动计轴计辆、滚滑判别和热轴判别,     

运行图在多模拟器追踪仿真中的应用研究

本文介绍借助ADO技术建立VC++与SQL Server的通信,通过分析列车时刻表的构成,使用相关算法自动快速生成列车时刻表,并画出相应的列车计划运行图的方法.同时对列车运行图在多模拟驾驶器追踪仿真中的运用也进行了介绍.     

基于粒子群优化的ATO控制策略

传统列车自动驾驶(ATO)控制策略通过提高对目标速度的追踪精度来精确控制工况切换频繁,能耗较大且无法进行全局优化。直接控制列车驾驶的全局ATO控制策略能较好解决传统控制策略的缺陷。列车在自动运行过程中依据不同的全局控制策略,能耗、运行时间误差、停站误差等评价指标均产生变化。由于评价指标存在内部矛盾,不存在所有指标均最优的控制策略。本文提出1种基于动态邻居和广义学习策略的粒子群(ADPSO)优化全局控制策略的算法。该算法通过挖掘线路信息和列车运行信息指导优化过程,以获得在列车安全运行的前提下,满足一定能耗、运行时间误差和停站误差要求的全局ATO控制策略。仿真研究结果表明与其他两种优化算法相比,该算法具有更好的性能。     

第二代红外线热轴判别准则算法的探讨

本文通过对美国进口的WCO-32型第二代红外线轴温探测设备的计算机热轴判别程序的分析,得出其热轴判别的计算机流程和方框图。根据对大量列车数据的分析和统计,得出各种车辆轴承轴温的分布图,运用概率和数理统计的原理,确定二代红外线热轴判别准则的几个主要参数计算机的算法     

基于多传感器的信息融合列车定位算法研究

针对轨道交通列车定位功能的需求,提出了基于轮轴速度传感器、加速度传感器和卫星定位的多传感器信息融合列车定位算法。在列车经过坡道、弯道时,通过轮轴速度传感器和加速度传感器,实现列车运行方向角度的计算,修正卫星定位的定位结果,提高卫星定位精度。通过现场试验验证,本文提出的算法能够有效地提高列车通过坡道、弯道时的定位精度,具有实际的应用价值。     

全无线列车轴温监测报警系统

介绍了一种通过超高频无线传输方式实现列车轴混巡检，报警信息的集中监测和移动接收系统，并给出了其主要软硬件设计思想及信息编码传输方式。     

定位技术在列车调度监督系统中的应用

详细分析了在GPS／GIS环境下的调度监督系统中，关于列车动态位置的确定，即采，GPS／DR组合定位方式，利用模糊逻辑算法进行数据融合后，对获得的数据信息进行地图匹配并通过软件设计和较为精确的定位信息，实现列车动态轨迹的可视化。     

考虑能力利用效率的本线与跨线列车开行方案协同优化研究

列车开行方案是编制列车运行图的基础,合理设计列车停站方案对区段内的客流分配有着直接影响。通过研究现行的列车开行方案,结合客流量等数据,考虑提高线路通过能力和列车能力利用效率,进行本线列车与跨线列车的协同优化研究。结合数据,提出假设条件,建立本线与跨线高速列车开行方案协同优化模型。使用多目标优化的线性加权算法进行目标函数的转化和求解,并以京沪高铁为案例,对模型的参数进行标定,得到本线与跨线列车协同优化开行方案。通过对现行方案与优化方案的车站服务频率、停站次数等的对比分析,验证了模型的有效性和可行性。     

上海轨道交通列车自发电车载式轴温检测系统研究与应用

上海轨道交通新车型均已配备车载式轴温检测装置，而老车型列车无轴温检测预警设备，主要通过人工方法进行轴温检测，需要为老车型列车配置自动化的轴温检测装置。在分析常用的城市轨道交通列车轴温检测方法的基础上，提出了比较适合上海轨道交通老车型列车的自发电车载式轴温检测系统。该系统通过吸收车辆振动能量产生电能，为传感器供电，并通过射频通信方式无线传输所采集的轴温数据，具有轴箱温度不间断采集、数据实时发送、通信无线传输、网页端同步传输和异常数据报警等功能。介绍了该系统的研究历程、系统原理及组成、设备安装方式。试验结果表明，该系统的轴温检测值与新车车载轴温检测系统的更接近，也即更接近设备本身的温度。该系统已安装于上海轨道交通6号线06C01型列车上，应用效果良好。     

一种双冗余列车计轴系统的设计实现

为了反映轨道区段占用情况并解决列车运行中存在的轨道电路分路不良问题,设计一种新型列车计轴系统。该系统以ARM处理器为核心,并配有2种独立工作的传感器(用于计轴)。2种传感器的设计使室外计轴设备具有双冗余能力,以保证系统具有更好的稳定性和可靠性。计轴设备采集列车轴数、方向和速度等信息,通过CAN总线将数据传送给室内监控设备做进一步分析处理。     

重载列车智能化操控算法研究与实现

为保证重载列车运输安全,优化运行效率,提升线路运输能力,基于朔黄线神华8轴万t列车对列车受力模型及牵引/再生系统滞后特性进行研究;根据重载列车的运行特性,采用模糊控制进行重载智能化操控,研究模糊控制算法的应用,并重点确定输入输出模糊集;分析朔黄线线路数据,结合预测控制,对重载列车调速指令进行计算,给出合理的牵引/再生操控、空气制动操控及过分相操控提示,辅助司机驾驶;计算机实现并现场试验,结果说明,算法对列车推荐速度跟随性良好,满足运行时间误差小于5%、节能5%~10%的要求。     

基于分布式OID的列车编组标识符生成算法

传统基于时间的列车编组通用唯一标识符（CstUUID）生成算法无法满足IEC 61375 2-5协议对列车灵活编组的要求。基于时间的算法中采用时间戳和设备MAC，并没有使用安全算法，算法安全性不高。针对上述问题，提出了一种基于分布式OID的列车通用唯一标识符生成算法。使用分布式OID构成基础标识符保证算法的唯一性。使用编组标号构成命名空间保证算法的有序性。使用MD5[4]加密算法保证算法的安全性。可以满足协议对于列车编组的要求，并且在算法空间复杂度和安全性方面具有优越性。     

基于光纤传感技术的轨道占用监测系统设计

针对轨道电路计轴方式容易受外界条件变化引起轨道继电器误动作问题,提出了一种新型的光纤计轴方式。该方式以光栅传感解调技术为基础,结合了LabVIEW和ARM微处理器将光纤信号从外部采集到下位机,运用高斯多项式拟合算法、自动寻峰算法、计轴算法和影响因子累加算法进行数据处理,通过以太网使上位机和下位机相互通信,最终实现了光纤信号的数据滤波、寻峰、拟合和轨道电路的列车计轴、方向判断等功能,并将计轴结果存入SQL数据库。结果表明,光纤计轴技术提高了计轴的准确度,增强了对外界环境的抗干扰性,为以后铁道信号监测系统的改进奠定了基础。