城轨列车对列车通信的多天线Rake接收技术研究

近年来,列车对列车通信成为一种新兴起的技术,尤其在城轨领域具有迫切需求。但在地铁中,由于空间有限,电磁波传播受多径衰落影响较为严重,直接关系到城轨的运行安全,针对这一问题开展地铁环境列车对列车直接通信的抗多径衰落研究。首先,选择实际隧道环境下合适的通信距离和通信频段;其次,设计了一种使用三天线技术来抗多径衰落的毫米波通信机结构,提出将Pre/Post-Rake技术和多天线合并算法结合起来的方案,以降低误码率达到铁路通信标准;最后,利用毫米波路径损耗模型对改进Rake接收机的误码特性进行了仿真验证。仿真结果证明,此Rake接收机可有效抵抗多径衰落影响,提高城轨通信的可靠性和安全性。     

基于BP神经网络算法预测的重型半挂汽车列车AEB控制策略研究

我国商用车AEB性能要求和试验方法标准的发布,推动了AEB在商用车领域的发展与应用。本文针对半挂汽车列车制动距离长、质心高等特点,结合驾驶员紧急制动的经验,提出了一种基于BP神经网络预测碰撞时间TTC的AEB控制策略。首先,设计了上层控制器,基于不同驾驶员在不同紧急制动场景下碰撞时间的数据,利用BP神经网络算法得到预测模型,从而计算出触发AEB系统的预警时间阈值和紧急制动时间阈值;再以前车与本车的相对距离、相对速度和前车的减速度为输入,通过模糊控制规则得到本车期望的减速度;接着,设计了下层控制器,采用期望减速度前馈控制和减速度偏差PID反馈控制相结合的方式,得到各车轮所需的轮缸制动压力;并基于滑移率滑模控制防止车轮抱死,提高紧急制动时的安全性、舒适性和横摆稳定性。最后,在TruckSim中建立CCRb、CCRm、CCRs 3种测试场景,对控制策略进行了验证。结果表明,本文所提出的控制策略能有效避免碰撞的发生,为半挂汽车列车AEB系统的设计和研究提供了理论依据。     

牵引货车与牵引杆式挂车间机械连接互换性

根据牵引货车与牵引杆式挂车组成汽车列车结构特点,深入分析整车机械连接互换性开展,确定牵引杆连接器及牵引杆挂环安装的空间位置、最小间隙以及相应的回转半径,提出了不同互换性要求车辆的标识标牌要求.     

一种ATS系统自动化测试工具的设计与实现

列车自动监控系统(ATS)是车载信号系统中的重要组成部分.本文提出一种ATS系统的非侵入式自动化测试工具,模拟测试人员真实测试的整个流程,可配置的测试脚本更具有灵活性,可以实现不同的测试需求;采用基于计算机视觉与光学字符识别的信息提取方式,使测试流程可以完全模拟真人测试;通过验证状态机的结果,简化了测试验证流程.该工具...     

铁路客车轮对踏面硌伤自动分析系统的研究与实现

为了解决客车轮对踏面硌伤人工分析效率低且质量不高的问题,基于大数据关联分析技术,构建了一套硌伤自动分析系统.从硌伤排查、自动分析、故障定位、统计分析4个方面分析系统的主要组成和功能,探讨了实现系统的关键技术.系统的应用提高了对客车轮对踏面硌伤分析和故障排查的效率.     

基于Q学习算法的摘挂列车调车作业计划优化

针对摘挂列车编组调车作业计划编制问题,基于强化学习技术和Q学习算法,提出1种调车作业计划优化方法。在表格调车法的基础上,将调车作业计划分为下落和重组2个部分。通过动作、状态和奖励3要素构建调车作业问题的强化学习模型,以调车机车为智能体,以车组下落的股道编号为动作,以待编车列的下落情况为状态,形成车组挂车、摘车具体条件和车辆重组流程,并依据车组下落的连接状态和车辆重组后产生的总调车程设计奖励函数。改进Q学习算法求解模型,以最小化调车程为目标,建立待编车列与最优调车作业计划之间的映射关系,智能体学习充分后即可求解得到最优的调车作业计划。通过3组算例对比验证本方法效果,结果表明:相较于统筹对口法和排序二叉树法,本方法使用的股道数量更少、调车作业计划更优;相较于分支定界法,本方法可在更短时间内求解质量近似的调车作业计划。因而,本方法有助于提高车站调车作业计划编制的智能化决策水平。     

高速列车撞击盾构隧道的混合多尺度动力分析模型

列车脱轨会对隧道结构产生重大损害,为此提出一种在保证计算精度的前提下能大幅度提高计算效率的列车撞击盾构隧道混合多尺度动力分析模型,以降低列车脱轨事故的潜在风险。首先,建立考虑管片接头效应的常规非多尺度模型及2种单一多尺度模型（同类型单元粗细网格耦合多尺度模型和不同类型单元壳-体耦合多尺度模型）,通过3种模型的管片静力学试验结果对比分析,验证2种单一多尺度模型的适用性;然后,将2种单一多尺度模型结合成混合多尺度模型,应用于列车撞击盾构隧道动力分析中,并与采用常规非多尺度模型的计算结果进行对比。结果表明：在静力荷载下,2种单一多尺度模型在位移、应力及损伤面积的分布规律上与常规非多尺度模型一致,计算值误差均在3.5%以内,且计算时间缩短了50%左右;在撞击荷载下,混合多尺度模型与常规非多尺度模型计算所得的管片位移和拉压损伤发展规律一致,但混合多尺度模型计算数值偏大,除拉伸损伤面积误差为8.56%外,其余结果误差均在5%以内;混合多尺度模型在保证计算精度的前提下,将计算时间缩减了62.4%,为类似问题提供了更为高效的解决方案。     

基于枢纽集结的中欧班列运输组织优化研究

目前中欧班列各个班列平台公司主要开行点对点直达班列,运输模式单一,集结时间过长。提出基于枢纽集结的中欧班列运输组织模式,该模式将装车地直达运输和以集装箱中心站为枢纽进行中转集结相结合。以综合运输费用和站场改建费用最小为目标,以运输需求、枢纽站作业能力、口岸站换装能力等为约束条件,构建中欧班列运输组织优化模型,对径路选择、枢纽站选址、列车开行方案编制等运输组织的关键问题进行综合优化。选取中欧班列国内端14个车站以及国外端11个车站设计算例,通过Matlab平台调用Gurobi软件进行求解,并对枢纽站作业能力、口岸站换装能力等进行灵敏度分析。结果表明,基于枢纽集结的运输组织模式相比全直达模式总费用更低,具有更优的经济性和时效性。     

铁路大宗货物直达运输与牵引重量损失的平衡

铁路大宗货物一般要求尽可能在装车地编组始发直达列车,以减少途中的有调中转作业、缩短货物送达时间、加快机车车辆循环。我国铁路网规模庞大,各铁路区段的牵引定数并不完全一致。要解决的核心问题是在列车牵引重量不一致的线路上,哪些货流(大宗商品)可以组织点到点直达运输,哪些货流需要合并组织编开到途中编组站的直达列车,哪些车流送往相邻技术站作为技术车流集结。以装卸地和运行途中的成本最小化为目标确定最优的直达运输与牵引重量损失之间的平衡,并形成一个非线性0-1规划模型。最后以哈局海拉尔煤炭装车区为背景,进行实例优化,进一步验证本文理论和模型的有效性。     

钢轨磨耗对道岔区车辆动态脱轨行为影响分析

小号码道岔区钢轨磨耗严重,易诱发车辆爬轨掉道,严重影响车辆的正常运行和轨道养护维修。基于多体系统动力学理论,建立货运列车-6号对称道岔动态脱轨仿真计算模型,通过在车体重心施加横向力和抗侧滚力矩以实现车辆爬轨脱轨,模型考虑了轴箱及斜楔等部位的非线性特性。为研究道岔钢轨磨耗对车辆动态脱轨机理的影响,对道岔钢轨廓形进行跟踪测试,将实测廓形输入到动力学软件中,对比研究标准廓形和不同磨耗程度廓形对列车动态脱轨行为的影响,揭示动态脱轨临界状态下列车在岔区的脱轨轨迹、运动姿态、脱轨系数和车轮抬升量等关键指标的变化规律。研究结果表明：随着磨耗程度的加剧,车辆导向轮掉道位置距尖轨尖端越近;仿真结果的车轮爬轨位置、掉道位置和脱轨轨迹与现场调研结果较为一致;车辆更容易在磨耗道岔钢轨上发生爬轨脱轨,作用在车体上的横向力降低了20%。