强风下高速列车滑膜自适应鲁棒H_∞控制方法

大风环境下高速列车的运行是一个强耦合、高度非线性过程,且随着风速增大和车速增加,这种特性逐渐增强,因此需要更高要求的自动驾驶系统。基于李亚普诺夫稳定性理论设计高速列车自动驾驶滑模自适应鲁棒控制器,该控制器采用自适应控制实时逼近列车不确定性特征的系统输入系数,采用鲁棒H∞控制将自动驾驶系统中模型误差、大风和其他干扰造成的参数变化等所有不确定量减小到最小范围,同时也消除了系统抖振现象。计算出高速列车需要施加的牵引/制动力,通过滑模控制消除系统安全运行速度跟踪误差,实现不同风速下高速列车对给定安全运行速度的高精度跟踪。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于模糊自适应PID的列车智能驾驶算法

列车ATO控制是一个强耦合、高度非线性系统,且随着列车运行工况的变化,这种特性逐渐增强,因此需要更高要求的智能控制算法.针对传统控制方法在智能性方面的不足,结合各种智能控制特点,提出基于模糊自适应PID的列车智能控制算法,建立以节约能耗和精准停车为目标的模糊自适应PID控制策略.以上海轨道交通3号线为例,在Matlab软件环境下构建仿真模型,选择节能性和停车精度试验,结果表明:所提智能控制算法比传统PID控制算法得到的结果更好,单位质量能耗降低了4.91%,停车精度提高了69.23%.因此,该算法完全能满足列车停车精度高、节能效果好的要求.     

恶劣环境下铁路行车安全研究综述

强风沙、地震、泥石流等恶劣环境严重威胁列车的安全运行，研究和防治铁路自然灾害、确保列车安全运行、保障运输安全畅通已成为铁路科研的重大任务。为了避免恶劣环境导致列车脱轨和倾覆事故发生，针对恶劣环境下铁路行车安全性问题，综述了不同环境下列车脱轨机理和动力学特性、环境测量系统、调度系统、预警系统、控制系统、试验验证、防灾措施等关键环节的研究进展。总结了铁路恶劣环境的分类及特点，分析了不同恶劣环境对列车安全运行关键环节的影响，归纳了不同恶劣环境、路况和车型条件下车辆动力学特性及安全性能指标。梳理了复杂恶劣环境下的铁路行车安全控制方法和措施（如实施限速或紧急停车、道岔及受电弓除冰雪装置、挡风墙或风屏障、铁路监测预警与行车指挥系统等），及在实施相应控制方法和措施的过程中所采取的研究方法（如理论分析、数值计算、风洞试验、在线实车试验等）。展望了恶劣环境下铁路列车安全运行研究的重点和发展趋势。      

基于AT89S52的数字式电子钟系统的设计与实现

本文采用AT89S52单片机和实时时钟芯片DS 12887,设计一个数字式电子钟系统,给出硬件电路原理图和软件的设计,实现日期、时间的显示及报时功能.     

铁路货运量预测研究综述

为获得准确的铁路货运量预测,提升铁路货运组织效率,提高铁路物流规划的前瞻性。首先,分析铁路货运量影响因素研究现状,探讨新形势下铁路货运量影响因素的变化;其次,将应用于铁路货运量预测领域的方法分为基于统计学的传统预测方法和基于机器学习的智能预测方法两类并进行应用分析,着重对比梳理智能预测方法的改进方式、改进原理、改进效果和适用场景,从单一模型在数据预处理、参数选取、结构优化方面改进,不确定因素、动态性因素影响下组合预测模型构建和改进,海量、高维度、异构数据下铁路货运量预测的实现3个方面探讨铁路货运量预测领域需进一步研究的方向;最后,基于研究现状和发展特征,指明了铁路货运量预测领域的潜在研究热点和难点,以期为铁路货运组织和运营提供参考。     

横风下基于滚动GAPSO算法的列车速度曲线优化

针对普通环境下高速列车目标速度曲线优化算法不适用于横风环境的问题,提出一种横风环境下基于滚动GAPSO(遗传粒子群)算法的列车速度曲线优化方法。首先,考虑横风风速阻力作用改进列车动力学模型,并建立列车运行多目标优化模型;其次,基于GAPSO算法寻优巡航构建列车在起始阶段的最优目标速度曲线,引入滚动优化框架实时调整目标速度曲线,并在横风限速区按照改进快行策略运行;最后,在列车进站前采用GAPSO算法寻优惰行点生成目标速度曲线。仿真实验结果表明：GAPSO算法较GA算法和PSO算法具有搜索能力强、收敛速度快的优点;滚动GAPSO算法能在不同横风环境下实时生成优化后的目标速度曲线,并与改进快行策略和RH-PSO算法相比,具有较优的节能性和准时性。横风下基于滚动GAPSO算法的列车目标速度曲线优化可为横风环境下列车节能、准时运行提供一种可行的解决方案。     

铁路沿线线型无线传感器网络高效路由协议

为防止网络“热区”现象，针对铁路沿线无线传感器网络多呈线型分布的结构特点，提出一种基于服务质量的能耗均衡分簇路由协议（ECRPQ）。首先，部署网络节点，计算节点能量消耗，建立能耗均衡的非均匀节点部署模型并进行网络分簇。然后，设计路由协议，在簇首选举时引入节点动态剩余能量和节点担任簇首轮次的影响因素，在通信阶段采用TDMA机制和CDMA机制相结合的方式，在进行时间同步校准时严格保证簇内节点时间同步。最后，通过MATLAB进行仿真实验，从网络生命周期、网络吞吐量和节点平均时延3个方面将ECRPQ与LEACH、LEACH-C这2种经典协议进行对比。结果表明：当网络节点总数为200个时，ECRPQ的网络生命周期明显更长，达到600 s;ECRPQ的网络吞吐量更大，分别比LEACH和LEACH-C提高128.7%和84.6%;ECRPQ的节点平均时延更低，分别比LEACH和LEACH-C降低52.8%和43.2%。