受限状态下的高速列车迭代学习控制方法研究

针对受限状态下的高速列车自动驾驶系统的跟踪控制问题,基于列车动力学模型,提出一种带饱和函数的迭代学习控制算法。根据Lyapunov稳定性原理,利用列车运行过程中的状态偏差,推导出基于迭代学习控制的列车自动运行控制律。建立类Lyapunov的复合能量函数,通过在迭代域的差分,证明了其差分负定性和有界性,所设计的算法能够控制列车在迭代域对期望运行轨迹达到渐近收敛。采用本文提出的迭代学习控制算法对列车的跟踪性能进行验证,并与PID控制和D型迭代学习控制算法进行比较,结果表明:相较于其他两种算法,本文提出的算法在第3次迭代中就能控制列车精确跟踪期望轨迹,说明算法具有较快的收敛速度和较高的跟踪精度,且能够将控制输入约束在允许范围内。     

空天车地一体化技术在列车群车联网中的应用框架研究

通过研究物联网技术、车联网技术及空天车地一体化网络的理论和应用现状,分析列车群车联网系统构建需求,搭建基于空天车地一体化列车群车联网系统总体框架;分别建立艇载、机载、车载、区域监测和地面中心监测节点和网关,阐述系统的通信结构;提出基于空天车地一体化的列车群车联网系统物理架构设计及信息传输等关键问题。为进一步研究服务于列车群监测和通信的空天车地一体化网络的理论和应用研究起到指导和启发作用。     

全自动运行信号系统与洗车机接口分析研究

全自动运行系统自动洗车功能的实现,依托于信号系统与洗车机之间的接口配合。在全面分析洗车机类型的基础上,针对移动式洗车方式进行详细接口设计与分析,描述自动端洗和自动非端洗模式下的清洗场景,同时考虑手动洗车模式和降级洗车模式,从而提出一套完整可行的接口技术方案。     

铁路人身安全防护现状分析与关键对策研究

有效保障铁路施工人员的人身安全,是国内铁路建设与运营亟需解决的问题之一。概述国内外铁路人身安全形势,分析人工防护管理体系与既有各类技术防护方法的弊端,从列车定位、人员定位、综合通信与预警模型构建等4个方面详细研究关键对策。     

Aural comfort prediction method for high-speed trains under complex tunnel environments

Aural comfort is negatively affected during a train’s passage through various tunnel environments. The objective of this study was to propose a prediction model for determining optimal operation parameter combinations to improve train occupants’ aural comfort. High-speed train model tests, combined with a mathematical transfer model, were used to obtain the interior pressure transients under varying speeds, tunnel lengths and seal indexes. Then, a middle ear finite element model was used to simulate the dynamic responses under the pressure transients, and three indicators were employed to assess the severity of aural sensations. Meanwhile, the aural discomfort were classified into four groups according to the duration. Based on the simulation results, the ordinal regression analysis method was used to reveal the effects of the considered factors on aural comfort. The results indicate that aural discomfort sensations begin when a train runs in the middle of a tunnel but are mitigated when it approaches the tunnel exit. Furthermore, aural discomfort is positively correlated with the train speed and the distance from the driver cabin of the head car but negatively correlated with the seal index and tunnel length. As a conclusion, a mathematical prediction model was established that incorporates factors including the train speed, seal index, tunnel length and car position. It can not only forecast aural sensations under certain operation parameters and tunnel environments but also be used for determining the optimal operation parameters to ensure the best aural sensations for high-speed-train occupants.     

基于自抗扰控制的高速列车自动驾驶速度控制

针对高速列车在复杂环境运行时,传统PID控制器受未建模动态及外界未知干扰导致列车速度追踪误差大的问题,提出一种基于自抗扰控制ADRC(Active Disturbance Rejection Control)的高速列车速度控制算法。基于单质点模型建立列车的状态空间方程,令列车方程中的未知部分作为扩张状态设计二阶自抗扰控制器,并利用CRH380A型列车参数进行仿真,对指定的目标速度曲线进行追踪,证明基于自抗扰控制算法的可行性;同时设置干扰量,与传统PD控制、非线性PID控制算法在抗干扰性能和追踪误差等方面作比较。结果表明,基于自抗扰控制的高速列车速度控制器具有抗干扰性强、追踪误差小的优点。     

机车车辆和列车检测系统兼容性标准制定历史及若干问题分析

机车车辆和列车检测系统的兼容性涉及行车安全,欧洲TSI中对其有明确的要求和配套标准,近年来中国国内也制定了类似标准,但以修改采用IEC或EN相关标准为主,总体上系统性研究较为缺乏。通过文献研究法,搜集整理了国内外机车车辆和列车检测系统兼容性标准和相关欧洲研究项目等资料,对标准的演进和完善过程进行了梳理和总结,并选取当前标准制定和运用中的若干问题进行分析。历经20年,欧洲包括EN 50238系列和EN 50617系列的兼容性标准体系已经基本建成,TSI中关于欧洲频率管理(FrM)的开口项也已初步关闭。IEC仅针对EN 50238第1部分制定了IEC 62427标准,而中国现行相关国家标准并不完善。建议立足中国铁路特点开展相关理论研究和系统测试,确定符合我国实际的干扰电流限值,完善相关标准体系。     

基于模式识别的地铁列车状态耦合分析系统设计与应用

针对地铁列车部件因状态耦合作用而相互影响的问题,提出了一种基于模式识别的地铁列车状态耦合分析系统设计方法。该方法通过轮轨耦合分析、弓网耦合分析及部件状态特征识别技术,将异常特征进行模式抽取,获取导致异常特征的故障原因。结合某地铁列车,将该方法应用于所开发的服役安全保障系统。应用情况表明,该方法通过工况模式识别和特征耦合分析,可有效地降低干扰并获取异常特征信息,从而能够准确分析故障原因,为快速定位和精准维修提供技术支持。     

基于弓网电弧动态模型的高速列车弓网电弧产生机理

分析了高速列车弓网电弧产生的机理,结合受电弓和接触网间的离线时间、材料缺陷、电腐蚀等问题,解析了弓网电弧与高速列车安全的关联机制。依据电弧理论的动态模型算法,推导了Cassie模型和Mayr模型的理论公式,并论述了这两种模型的适用条件和应用范围。提出了高速列车弓网电弧方面目前仍存在的问题及未来电弧研究的展望。     

TMIS分局调度系统数据库的自动备份与恢复

为保证TMIS分局调度系统安全运转,根据该系统的特点,研究并提出了该系统数据库自动备份的解决方法,并对系统的紧急恢复提出了解决方案.该方法同样可供其他数据库应用参考.