基于大数据的高速动车组关键部件故障诊断技术研究

高速动车组的零部件故障是由多种因素引起,故障诊断需要对多个环节及其相互影响规则进行分析判断。关联规则挖掘技术在关联性发现方面有较强的优势,可以充分发现在高速动车组零部件故障与动车组实时状态的关联关系。本文介绍大数据挖掘、关联规则及Apriori算法等基础知识。将Apriori算法用于高速动车组故障诊断,发现故障规律,以生成强关联规则,为高速动车组诊断提供决策依据。     

基于节能的地铁列车时刻表优化

合理的列车时刻表,可调节在线列车启动、制动情况,增加再生制动能量被启动列车吸收利用效率,减少其在制动电阻上的消耗。结合四列车理想模型,采用粒子群算法调节列车停站时间,优化列车运行时刻表以达到节能的目的。停站时间修正量为5 s和10 s两种情况。仿真结果显示理想模型中变电站能耗降低、列车总能耗降低、列车总回馈能量上升,制动电阻能耗降低。在此基础上,利用粒子群算法优化南京地铁2号线时刻表,结果表明变电站能耗减少5%,节能效果明显,算法有效。     

考虑路网随机性的地铁和道路公交网络优化

为发挥轨道交通的骨干运输功能,优化综合公共交通出行网络,建立了基于既有轨道交通路网的地面道路公交调整双层规划模型。上层规划考虑综合公交网络客运量及轨道交通客运周转量最大化、总社会出行成本及车辆配备成本最小化共4个目标,下层模型以效用理论为基础构建弹性需求下的线路流量分配,其中地面道路公交线路的出行效用考虑了道路通行能力的随机性。采用蒙特卡罗模拟求解下层模型,并采用基于向量的多目标粒子群算法求解整体双层规划,获得最佳调整线路的走向和发车间隔。最后通过算例验证了模型和算法。计算结果表明:所得到的解为一组Pareto解,4个目标间存在相悖关系。在实际问题中,应结合改造成本和现实需要来选取最优解作为调整方案。     

载液铁路罐车超速连挂冲击过程研究

为了研究载液铁路罐车超速连挂的冲击过程,采用拉格朗日算法和任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法建立起载液罐车的有限元模型,采用罚函数约束算法实现罐体结构与液体的流固耦合作用,完成了对载液罐车超速连挂过程的数值模拟,分析了冲击过程中罐内液体的晃动以及罐体结构的力学响应。结果表明:以8km/h超速连挂时,罐车撞击端第2个人孔附近发生微小变形,但其整体结构未受到破坏;冲击过程引起了罐内液体的剧烈晃动,罐体局部应力较大是液体晃动与纵向冲击力共同作用的结果;人孔附近以及上、下罐板连接处属于罐体结构的薄弱部位;为减缓冲击过程中罐内液体的剧烈晃动,有必要在罐体内部加装防波板结构。     

基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统

由实物模型子系统、控制子系统和智能调度子系统搭建基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统。采用实物微缩模型与抽象模型相结合的方法,构建列车运行控制过程的半实物仿真环境及仿真算法;基于DxdcNet/LocoNet通信协议,定义用于各子系统间数据交互的数据格式及通信协议;采用C#编程语言编制相关系统软件。对以京津城际铁路为背景搭建的基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统进行测试,结果表明:可以直观地仿真三显示、四显示和准移动闭塞模式下的列车运行全过程,在1h内完成全日运行图的行车组织过程演练并获取相关数据,为列车运行计划的编制和安全实施提供科学依据。该系统已投入实际使用,并在调度指挥教学、运行图动态性能检测等方面均取得了良好效果。     

鲁棒实时钢轨表面擦伤检测算法研究

应用图像处理和模式识别技术,分析高速线阵扫描相机采集的钢轨数字图像,提出鲁棒实时的钢轨表面擦伤检测算法。这种算法首先分析采集图像在垂直方向的投影曲线,提取准确钢轨图像;之后,借鉴人类视觉对比度感知机理,将钢轨灰度图转换为灰度对比图,并基于最大熵原理进行二值化处理,分割出可疑擦伤区域;然后根据经验知识判定钢轨表面的可疑擦伤。实验验证表明:新算法的检测性能高,平均准确率为90.7%,平均漏检率为3.95%;检测速度快,平均检测时间不超过40 ms。     

多车多件货物装载布局优化模型与算法

以多车多件货物装载布局方案为研究对象,建立以标记载重量和有效容积综合利用率最大为目标函数,以货物合重心不超过容许偏移量、各件货物摆放位置不重合、货物不超出承载车辆边界、车辆承载货物总重量不超过车辆标记载重最,车辆承载货物总体积不超过车辆有效容积、货物不被重复装载等为主要约束条件的多车多件货物装载布局优化模型.设计以类First Fit划分算法和重容比为基础的模型求解算法,以制定货物装载布局方案.实例表明:用所提出的模型和算法能快速获得车辆利用效果良好、货物装载布局合理的装载布局方案.     

基于综合运输网络的客流分配优化模型与算法

以综合运输网络条件下的客流分配为研究对象,提出更适合表现旅客出行需求和各种运输方式相互竞争关系的运输细分方式,采用可量化表征综合运输网络当前客流状态的区间饱和度和径路饱和熵,并结合旅客出行广义费用函数,构造旅客出行阻抗函数,给出以综合运输网络中旅客出行总阻抗最小为目标的客流分配优化模型.基于k条最短路算法和混沌优化算法,在径路选择时考虑当前综合运输网络的旅客出行阻抗因素,设计客流分配迭代优化的动态求解算法.算例表明,利用给出的模型和算法能够得到可行和更为细分的综合运输网络客流分配方案.     

一种三相三电平变流器的SVPWM新算法

针对电压型三相三电平变流器,提出了一种基于扇区映射、适用于三电平变流器控制、形式简洁的SVPWM算法。仿真结果验证了算法的正确性。     

CBTC列控方式下列车最小追踪间隔分析及模拟算法的实现

分析基于通信的列车控制系统(CBTC)条件下列车控制方式,建立了列车最小追踪间隔计算模型,并描述了算法的具体实现流程。在对实际线路数据试算的基础上,总结了线路最小追踪间隔最大值出现的规律,分析了缩短最小追踪间隔的方法,并总结了试算结果。