Balancing energy consumption and risk of delay in high speed trains: A three-objective real-time eco-driving algorithm with fuzzy parameters

Eco-driving is an energy efficient traffic operation measure that may lead to important energy savings in high speed railway lines. When a delay arises in real time, it is necessary to recalculate an optimal driving that must be energy efficient and computationally efficient.In addition, it is important that the algorithm includes the existing uncertainty associated with the manual execution of the driving parameters and with the possible future traffic disturbances that could lead to new delays.This paper proposes a new algorithm to be executed in real time, which models the uncertainty in manual driving by means of fuzzy numbers. It is a multi-objective optimization algorithm that includes the classical objectives in literature, running time and energy consumption, and as well a newly defined objective, the risk of delay in arrival. The risk of delay in arrival measure is based on the evolution of the time margin of the train up to destination.The proposed approach is a dynamic algorithm designed to improve the computational time. The optimal Pareto front is continuously tracked during the train travel, and a new set of driving commands is selected and presented to the driver when a delay is detected.The algorithm evaluates the 3 objectives of each solution using a detailed simulator of high speed trains to ensure that solutions are realistic, accurate and applicable by the driver. The use of this algorithm provides energy savings and, in addition, it permits railway operators to balance energy consumption and risk of delays in arrival. This way, the energy performance of the system is improved without degrading the quality of the service.     

铁路货物追踪系统的构建

铁路货物运输组织是铁路工作的一个核心内容,铁路货物追踪系统的设计与实现能够为货主提供更好、更快的服务,同时加快和保障铁路货运工作的组织。通过对铁路整车货物运输的流程分析,制定货物追踪系统的目标,分析系统功能。通过数据的采集和信息共享平台的建立,提出货物追踪系统的实现途径。     

美国可变船型气垫船(T-Craft)技术方案

美国海军研究署(ONR)2006年启动可变船型气垫船(Transformable Craft,简称:T-Craft)项目,用于海上基地的高速连接舰。第一阶段研究主要开展初步方案论证及技术风险分析等;第二阶段研究自2008年初开始,包括关键技术研究、方案设计和模型试验等。文章主要介绍在合同第二阶段,Alion公司及TMLS公司对该船型的一些研究工作和关键技术解决方案。     

乾元公司铁路专用线场站模式探讨

目前,传统的铁路专用线建设模式是铁路专用线自接轨站接轨,通过区间正线引入厂区的建设模式,这种模式的区间正线受地形条件、厂区位置和沿线规划影响较大,这些影响将不可避免地导致铁路专用线建设工程投资的增加,如能根据运输性质考虑缩短区间正线长度,在接轨站旁边设装车作业站,将大大减少专用线工程投资.以乾元公司铁路专用线建设模式为例来研究铁路专用线场站模式,就如何在接轨站旁边设装车作业站,实现接轨站设备与铁路专用线共用进行探讨.     

多元评价体系组合模型在铁路隧道变形预测中的应用

为克服传统预测模型结构单一、预测精度及稳定性不足等缺陷,提出多元体系组合预测模型的建模思路。首先,基于支持向量机、BP神经网络及ARMA模型3种单一预测模型,构建铁路隧道变形预测体系;再以均方根误差、误差平方和及平均绝对误差等为评价准则或指标,构建各预测结果的误差评价体系,求解各单项预测模型的权值贡献指数,得到最优组合权值;然后利用后验差检验、残差检验和关联度检验构建预测精度校验体系,对组合预测结果进行检验,评价预测模型的有效性;最后,结合工程实例,对多元体系组合预测模型在特大断面隧道中的变形预测效果进行检验。结果表明:多元评价体系组合模型预测相对误差值均小于2%,具有较高的预测精度,且较单一预测模型具有更高的预测精度,也一致通过相关检验,验证了多元体系组合预测模型的有效性。     

盾构隧道EPDM橡胶密封垫本构参数试验研究

为合理确定盾构隧道接缝EPDM弹性密封垫橡胶材料的本构模型及其参数,采用CMT4304型微机控制电子万能试验机,进行单轴拉伸试验和单轴压缩试验,并利用ABAQUS有限元分析软件对试验数据进行分析,从模型符合性和材料稳定性2方面进行评价,得出常用硬度EPDM橡胶材料的推荐本构模型及其参数。结果表明:邵尔硬度为45 HA和60 HA的EPDM橡胶,采用Arruda-Boyce或van der Waals本构模型较合适;邵尔硬度为55 HA的EPDM橡胶,采用Arruda-Boyce或Yeoh本构模型较合适;邵尔硬度为65 HA的EPDM橡胶,采用Mooeny-Rivlin本构模型较合适。     

基于灰色残差GM（1，1）模型的道路交通量预测的研究

道路交通体系是一个多因素、多层次、多目标的复杂系统。其中交通量信息系统具有明显的层次复杂性,结构关系的模糊性,动态变化的随机性,指标数据的不完全和不确定性。由于技术方法、人为因素、自然环境变化的影响,造成各种数据误差、短缺甚至虚假现象,系统的作用机制不明确,系统的状态、结构、边界关系难以精确描述,属于典型的灰色系统。在作量化、模型化、实体化研究时,能作为反映系统主要动态特征的数据是很少的。由于环境对系统的干扰,系统信息中原始数据序列往往呈现离乱情况,离乱数列即为灰色数列或称灰色过程,灰色理论利用那些较少的或不确切的表示系统行为特征的原始数据序列作生成变换后建立微分方程,对灰色过程建立的模型称为灰色模型（Greymodel）,简称GM模型。本文从理论上介绍了GM（1,1）模型和灰色残差GM（1,1）模型建立的一般过程,然后将其应用于交通量预测的实际例子中。预测结果表明,该方法是可行的。     

城际铁路列车开行方案优化分析

列车开行方案对城际铁路的运营组织至关重要,并直接影响着城际铁路运营效益。文中从旅客平均候车时间出发,提出城际旅客出行方便值的概念,基于城际铁路旅客出行方便值最大和运营组织效益最优,建立城际铁路客车开行方案优化模型,并设计该模型相应的算法。对城际铁路的运营管理决策有很好的借鉴意义。     

甘泉铁路区间通过能力研究

阐述甘泉铁路车站分布和运量发展情况及货运量增加后区间通过能力不足的问题,介绍甘泉铁路行车组织和区间通过能力计算方法,计算各区间的通过能力,结合近期货物运量500万t、700万t、1000万t三种情况,计算需求通过能力,并给出提高通过能力的具体方案,为下一步货运量的增加做准备。     

基于北斗导航定位系统的机车动力资源定位系统研究

针对当前铁路局机车定位管理技术现状,提出了基于北斗导航定位系统的机车动力资源定位系统体系结构、基于GIS的实时显示机车位置坐标点与铁路电子地图上铁路标记点路段匹配及盲区数据融合位置推算算法的解决理论与方案;现场试验验证表明,所提出的基于北斗Ⅰ+Ⅱ机车载终端机系统结构和解决方案是可行的.