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基于启发式双端优化的重载列车空电协同控制策略研究
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作者 张征方 史可 +2 位作者 刘海涛 王跃 冯凌 《机车电传动》 2025年第1期114-121,共8页
重载列车长大下坡道的空电协同属于带非线性状态约束、控制约束和终端约束的最优控制问题。传统的空电协同策略不具备同时处理非线性状态约束、控制约束、长距离终端约束的能力,因此难以保证重载列车空电协同过程中的安全性和平稳性。... 重载列车长大下坡道的空电协同属于带非线性状态约束、控制约束和终端约束的最优控制问题。传统的空电协同策略不具备同时处理非线性状态约束、控制约束、长距离终端约束的能力,因此难以保证重载列车空电协同过程中的安全性和平稳性。为了解决这个问题,文章提出一种基于启发式双端优化的重载列车空电协同控制策略。首先,文章分析重载列车动力学特性,提炼出空电协同过程的非线性状态约束、控制约束和终端约束;然后,在非线性状态约束和控制约束内对平稳性目标进行梯度寻优,形成基于位置域的有限集序列,同时,设计神经网络对非线性空气制动模型参数进行辨识,得到空气制动力预测值,接着,设计A^(*)算法,在有限集序列内实现迭代寻优,得到满足终端约束的空电协同控制序列;最后,通过半实物仿真平台验证所提出的重载列车空电协同控制策略的有效性。 展开更多
关键词 重载列车 长大下坡 纵向动力学 空电协同 非线性有限集 启发式双端优化 重载铁路
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基于铁路地理信息的重载列车制动力差异化控制方法研究
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作者 刘泉 钱分分 周士华 《电力机车与城轨车辆》 2025年第2期53-56,共4页
传统重载列车都是采用同一制动缸压力值对机车和各车辆进行制动控制,但当车辆分布在不同位置时,这种控制方式可能会导致车辆前后的车钩力不一致,大大增加了整列车的纵向力,对列车的运行安全造成不利影响。对此,文章提出了一种基于铁路... 传统重载列车都是采用同一制动缸压力值对机车和各车辆进行制动控制,但当车辆分布在不同位置时,这种控制方式可能会导致车辆前后的车钩力不一致,大大增加了整列车的纵向力,对列车的运行安全造成不利影响。对此,文章提出了一种基于铁路地理信息的重载列车制动力差异化控制方法,该方法结合制动控制指令、列车的地理信息及各类传感器信息,可实现对不同位置车辆的制动缸压力的差异化控制。 展开更多
关键词 重载列车 制动力 车钩力 加速度 差异化控制
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新一代智能重载电力机车关键技术创新概述
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作者 兰力 樊运新 +2 位作者 康明明 陈哲 陈勇 《电力机车与城轨车辆》 2025年第1期1-5,共5页
为了更好地满足朔黄铁路两万吨重载货运的需求,开展了新一代智能重载电力机车关键技术研究与样机研发。文章介绍了机车的主要性能参数,重点阐述了新一代电传动技术、重载直驱转向架、冷却技术、智能化技术等7个方面的技术创新。新一代... 为了更好地满足朔黄铁路两万吨重载货运的需求,开展了新一代智能重载电力机车关键技术研究与样机研发。文章介绍了机车的主要性能参数,重点阐述了新一代电传动技术、重载直驱转向架、冷却技术、智能化技术等7个方面的技术创新。新一代智能重载电力机车关键技术的攻克及新系统的应用,推动了重载电力机车关键性能的全面提升,达到了机车智能、高效、绿色、安全运行的目标。 展开更多
关键词 智能重载电力机车 技术创新 永磁直驱牵引电机 一体化冷却系统 直驱转向架
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神朔铁路重载列车自适应停车规划研究
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作者 贺佳 袁鹏 《机车电传动》 2025年第1期146-153,共8页
神朔铁路的重载智能驾驶列车在停车场景下规划运行曲线时,一方面由于重载列车自身固有特性导致列车操纵困难,另一方面列车运行线路环境复杂,两者共同作用提高了运行曲线规划难度。为了满足神朔铁路以安全、精准为导向的重载列车停车规... 神朔铁路的重载智能驾驶列车在停车场景下规划运行曲线时,一方面由于重载列车自身固有特性导致列车操纵困难,另一方面列车运行线路环境复杂,两者共同作用提高了运行曲线规划难度。为了满足神朔铁路以安全、精准为导向的重载列车停车规划需求,文章首先根据线路特点和操纵需求,建立重载列车纵向动力学模型,引入相关约束;其次将规划过程分为空气制动阶段与非空气制动阶段,并根据各阶段的特性分别制定了规划策略;然后结合工程实际情况提出评价指标,并利用自适应权重调整策略提高算法对不同停车场景的适应性,同时制定了精细化调整策略进一步降低规划误差;最后采用半实物仿真平台在3个典型区段上对算法进行测试验证。验证结果显示,文章所提出算法在符合安全约束的前提下,平均停车规划误差为1.31 m,证明了该算法的有效性,表明该算法具有良好的实际工程应用价值。 展开更多
关键词 神朔铁路 重载列车 停车规划 运行曲线优化 自适应算法
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基于车载信号系统的重载列车自动驾驶技术研究与实践
5
作者 嵇道君 付金 黄轩滔 《电力机车与城轨车辆》 2025年第1期95-102,共8页
文章首先从研究目标、研究方法、设计原则及约束、职责划分、主要功能、工作原理等方面,介绍了基于车载信号系统的重载列车自动驾驶技术的研究与设计,然后重点分析了在国内各线路上开展的重载列车自动驾驶技术研究项目的技术方案、试验... 文章首先从研究目标、研究方法、设计原则及约束、职责划分、主要功能、工作原理等方面,介绍了基于车载信号系统的重载列车自动驾驶技术的研究与设计,然后重点分析了在国内各线路上开展的重载列车自动驾驶技术研究项目的技术方案、试验验证和运用考核等情况,最后对重载列车自动驾驶技术未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 重载列车 自动驾驶 控制 试验
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面向安全高效运行的重载列车智能操控关键技术
6
作者 王青元 魏咪 +4 位作者 胡云卿 王建华 江帆 张征方 王开云 《控制与信息技术》 2024年第4期130-139,共10页
面向我国重载铁路自动化和智能化发展以及重载铁路运输需求持续增长对既有列车运行控制带来的严峻挑战,文章围绕重载列车智能操控关键技术展开了研究现状介绍,并分析了目前亟待解决的难题与未来发展趋势。首先,针对列车纵向动力学建模,... 面向我国重载铁路自动化和智能化发展以及重载铁路运输需求持续增长对既有列车运行控制带来的严峻挑战,文章围绕重载列车智能操控关键技术展开了研究现状介绍,并分析了目前亟待解决的难题与未来发展趋势。首先,针对列车纵向动力学建模,已有研究多考虑单一环境、固定工况下机理建模及分析,难以精确表征列车运行过程中的内、外部参数时空渐变特性,因此,在已有机理模型基础上考虑未建模动态,并进行降阶等效是未来一个重要研究方向。其次,长编组列车车辆间非线性强耦合特性、空气制动特性对列车运行过程中纵向冲动的影响依旧为重载列车操纵优化带来了巨大的挑战,借鉴高速列车多车协同控制技术,研究考虑主动抑制纵向冲动的重载列车多机车分布式协同控制具有重要意义。最后,结合数据驱动与人工智能算法、多源信息融合等新兴技术分析了列车控制领域一些新的机遇,而耦合仿真平台与评估体系的搭建也将成为重载列车安全运行分析、评估与优化的一种有效途径。 展开更多
关键词 重载列车 智能操控 动力学建模 操纵优化 数据驱动 人工智能 多源信息融合 耦合仿真平台
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铁路货车转向架的偏转角度故障检测研究 被引量:1
7
作者 马志明 《机械管理开发》 2024年第9期85-87,共3页
研究采用轮廓定位及角度特征分析,对转向架轮廓及其前后锁紧板进行几何模型构建,再使用截断特征和形状模板的鉴识技术对铁路货车转向架进行故障检查。实验分析结果得出使用截断特征的5×5滑动窗对10°以上的故障角度具有有效性... 研究采用轮廓定位及角度特征分析,对转向架轮廓及其前后锁紧板进行几何模型构建,再使用截断特征和形状模板的鉴识技术对铁路货车转向架进行故障检查。实验分析结果得出使用截断特征的5×5滑动窗对10°以上的故障角度具有有效性,而对于5°以上的角度采用形状模板的辨认方法具有可行性,再继续检验货车的锁紧板并对比实验结果,得出利用形状模板的故障检验方法的正确率为96.07%,平均检测时间为0.07 s,满足偏转角度故障检测的实时、精准要求。 展开更多
关键词 铁路货车 转向架 锁紧板 截断特征 形状模板 偏转角度 故障识别
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2万t重载列车车辆数量对纵向冲动的影响研究 被引量:2
8
作者 曾周 胡晓宇 +2 位作者 冉祥瑞 陈哲 王开云 《机车电传动》 2024年第1期22-30,共9页
文章根据纵向动力学理论,建立2万t重载列车纵向动力学仿真模型,研究车辆数量对列车纵向冲动的影响,给出长、短编组混编建议。同时,基于同步减少前后部车辆数量、仅减少前部车辆数量与仅减少后部车辆数量等3种情况(后2种情况可视为长、... 文章根据纵向动力学理论,建立2万t重载列车纵向动力学仿真模型,研究车辆数量对列车纵向冲动的影响,给出长、短编组混编建议。同时,基于同步减少前后部车辆数量、仅减少前部车辆数量与仅减少后部车辆数量等3种情况(后2种情况可视为长、短编组混编),计算列车空气制动延时、缓解延时和循环制动工况下的最大车钩力。结果表明:对于“1+1+可控列尾”编组形式的2万t重载列车,同步减少前后部车辆数量可有效降低列车缓解过程中的缓解延时和最大车钩力;当仅减少前部列车车辆数量时,最大缓解延时变化较小,无法有效降低纵向冲动;而减少后部列车车辆数量可有效降低最大缓解延时,对减小纵向冲动具有十分显著的效果,对重载列车编组优化有一定指导意义。因此,对于长、短编组混编情况,将短编组编至长编组后可有效降低列车运行的纵向冲动。 展开更多
关键词 纵向冲动 重载列车 车辆数量 空气制动 纵向动力学
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低真空管道列车关键气动问题研究进展 被引量:1
9
作者 侯自豪 毛凯 +3 位作者 朱雨建 薄靖龙 申振 李少伟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-20,I0001,共21页
低真空管道列车系统结合应用了管道运输和磁浮推进技术,是一种颇具潜力的未来地面高速交通方式。列车在极狭长的管道空间内长距离往返,通常诱发以管内壅塞现象为主导的大尺度跨声速流动和多车干扰,导致气动阻力急剧增加和气动热环境恶化... 低真空管道列车系统结合应用了管道运输和磁浮推进技术,是一种颇具潜力的未来地面高速交通方式。列车在极狭长的管道空间内长距离往返,通常诱发以管内壅塞现象为主导的大尺度跨声速流动和多车干扰,导致气动阻力急剧增加和气动热环境恶化,从而面临突出的空气动力学问题。本文从管道全场和列车近场两个视角出发,对管道列车流动特征进行了总结,并对近年来国内外该领域气动力/热/噪声研究的进展进行了梳理。在此基础上,围绕管道列车全线多车运行热点问题,对运行速度、管道阻塞比、发车间隔、运行模式的选取进行了讨论。最后,展望了低真空管道列车气动研究领域未来发展方向,指出高效研究方法、多车运行流动干扰、多车运行气动热、长大管道气动噪声、减阻/降热/降噪技术等是今后需要重点研究的领域。 展开更多
关键词 管道列车 气动力 流动模态 全线运行 真空管道 多车干扰
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集装箱班列编组计划优化模型研究 被引量:6
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作者 闫海峰 彭其渊 殷勇 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期14-18,共5页
在总结分析普通货物列车编组计划编制的研究成果和经验的基础上,根据集装箱班列开行特点,建立集装箱班列编组计划的整数0—1线性规划模型,为铁路集装箱运输组织提供一定的理论借鉴。
关键词 集装箱班列 编组计划 优化模型
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自动闭塞区段重载列车自动驾驶运行决策研究
11
作者 张征方 熊佳远 +2 位作者 舒泉粼 罗源 蒋杰 《控制与信息技术》 2024年第4期11-18,共8页
重载列车编组长、载重大,且自动闭塞区段信号动态多变,导致列车操纵频繁停车、线路通行效率低下。所以,重载列车自动驾驶系统在进行自动闭塞区段操纵决策规划时,既需要考虑按计划通行又需要考虑动态停车的情况。为此,文章分析重载列车... 重载列车编组长、载重大,且自动闭塞区段信号动态多变,导致列车操纵频繁停车、线路通行效率低下。所以,重载列车自动驾驶系统在进行自动闭塞区段操纵决策规划时,既需要考虑按计划通行又需要考虑动态停车的情况。为此,文章分析重载列车的动力学特性以及自动闭塞区段信号变化的特点,提出同时满足通行效率和平稳停车的双层协同重载列车自动驾驶运行决策模型。该双层模型通过运行耦合点连接,其中上层模型以图定时间为约束,以节能、平稳运行为目标,优化操纵曲线,计算节能、平稳最优目标下的耦合状态区间;下层模型考虑最不利信号(停车)约束,引入上层模型的最优耦合状态为优化始端,以安全、平稳停车为目标,优化操纵曲线。在朔黄东线的自动驾驶试验中,该模型实现了列车全程零接管,并能够在保证列车运行通过效率的同时,提升列车运行的安全性及平稳性。 展开更多
关键词 重载列车 双层优化模型 动态规划 自动驾驶 自动闭塞 蒙特卡洛采样
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基于DQN算法的货运列车长大下坡运行优化算法研究
12
作者 何之煜 李一楠 +1 位作者 李辉 吉志军 《控制与信息技术》 2024年第4期19-27,共9页
为解决货运列车在长大下坡区段进行循环制动调速时,不合理的制动与缓解时机容易导致列车运行不安全的问题,文章以SS6B型电力机车牵引C80货车作为研究对象,建立基于质量带的列车动力学模型,将列车运行效率、运行安全性以及闸瓦磨损作为... 为解决货运列车在长大下坡区段进行循环制动调速时,不合理的制动与缓解时机容易导致列车运行不安全的问题,文章以SS6B型电力机车牵引C80货车作为研究对象,建立基于质量带的列车动力学模型,将列车运行效率、运行安全性以及闸瓦磨损作为优化目标,综合考虑区段限速和制动缸充风时间约束,提出基于深度Q网络(deepQ-network,DQN)的列车长大下坡优化运行曲线智能生成算法,并通过与环境交互搜寻最优循环制动工况转换点。其利用经验回放和双网络机制对训练样本进行批采样,并通过对神经网络状态输入进行预处理;采用变ε-greedy策略对动作空间可行域进行探索,构建基于值函数的损失函数;通过批梯度下降方法对网络参数进行迭代更新。利用Matlab搭建仿真测试环境,仿真结果表明:通过随机生成入坡速度对列车长大下坡运行任务进行训练,累积奖励随训练次数逐渐收敛,验证了该算法的收敛性和泛化性;训练完成后,不同入坡速度下生成的优化运行曲线能够控制列车在达到限速之前施加空气制动,并在充风结束后缓解,保证了列车安全、高效运行,进一步验证了算法的有效性;另外,通过对不同学习率以及不同网络输入预处理后分布范围的平均累积奖励曲线对比,验证了该算法能够提升收敛速度和稳定性。该研究结果为进一步优化货运列车长大下坡区段运行曲线生成方法、保障列车运行效率和安全提供了参考。 展开更多
关键词 货运列车 长大下坡 运行曲线 深度Q网络 神经网络 输入预处理
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基于参数随机分布特性的多质点重载列车安全制动模型研究
13
作者 白金磊 王跃 +3 位作者 江帆 张征方 史可 钟谱华 《控制与信息技术》 2024年第4期44-52,共9页
列车虚拟联挂技术能够大幅提升线路运输能力,是轨道交通新兴技术的研究热点,其采用动态追踪技术构建新的安全制动模型,但已有研究只考虑了紧急制动、最短追踪距离等边界问题,无法适应重载列车领域,也未解决重载列车线路复杂、空气制动... 列车虚拟联挂技术能够大幅提升线路运输能力,是轨道交通新兴技术的研究热点,其采用动态追踪技术构建新的安全制动模型,但已有研究只考虑了紧急制动、最短追踪距离等边界问题,无法适应重载列车领域,也未解决重载列车线路复杂、空气制动离散性强等问题。针对上述问题,文章提出一种基于参数随机分布特性的多质点重载列车安全制动模型。文章首先基于列车虚拟联挂系统的拓扑结构进行列车多质点动力学分析,建立车钩缓冲器模型,参照CBTC(基于通信的列车控制系统)安全模型,设计出重载列车的安全制动模型;然后,对该模型进行仿真分析,从纵向动力学平稳性角度评估跟随车采用不同导向安全措施的技术指标,并分析典型参数在随机变化时安全制动距离的分布函数特性;最后,进行列车运动学仿真试验。验证结果表明,所提模型在提升列车运行的安全置信度约为1时,能够大大缩短列车间的追踪距离(1.4km以下),提升了列车的运输效率及安全性。 展开更多
关键词 重载列车 安全制动模型 虚拟联挂 随机分布 纵向动力学
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适应起伏坡道线路的重载列车运行曲线规划技术研究
14
作者 蒋杰 张征方 +2 位作者 罗源 周黄标 熊佳远 《控制与信息技术》 2024年第4期28-35,共8页
重载货运列车编组长、载重大、覆盖线路纵断面复杂,若操纵不当,极易引起列车冲动以及过多的能量消耗,甚至引起跳钩、断钩等安全事故。为了研究重载列车在起伏坡道运行时的最优操纵策略,文章提出了一种基于蚁群算法的区间运行曲线规划算... 重载货运列车编组长、载重大、覆盖线路纵断面复杂,若操纵不当,极易引起列车冲动以及过多的能量消耗,甚至引起跳钩、断钩等安全事故。为了研究重载列车在起伏坡道运行时的最优操纵策略,文章提出了一种基于蚁群算法的区间运行曲线规划算法。首先,建立了列车纵向动力学多质点模型,并将翟方法应用到模型状态变量求解中;其次,从车钩力角度深入分析,建立了基于车钩力约束的安全评价指标以及基于车钩力状态变化的平稳评价指标,并结合重载列车的实际运行操纵约束,构建了带约束的多目标优化数学模型;最后,应用蚁群算法对该模型进行求解,获得重载列车在起伏坡道区间运行时的最优操纵曲线。基于实际线路数据,对本文算法进行了仿真验证,结果表明,对比优秀司机人工操纵,其在车钩状态转换次数及车钩力变化斜率指标上平均降低3%以上,有效提升了列车的运行品质。 展开更多
关键词 重载列车 起伏坡道 操纵优化 多目标优化 蚁群算法
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车轮打滑对2万吨重载列车纵向冲动影响分析
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作者 曾周 郭欣茹 +2 位作者 陈清华 陈哲 凌亮 《机车电传动》 2024年第3期108-116,共9页
针对低黏着接触条件下车轮滑行所引起的列车纵向冲动问题,文章建立了“1+1”编组2万吨重载列车-轨道垂纵耦合动力学模型,对比分析电制动工况下不同轮轨接触状态对2万吨列车纵向冲动的影响,分别计算了车轮发生滑行位置和电制动力载荷大... 针对低黏着接触条件下车轮滑行所引起的列车纵向冲动问题,文章建立了“1+1”编组2万吨重载列车-轨道垂纵耦合动力学模型,对比分析电制动工况下不同轮轨接触状态对2万吨列车纵向冲动的影响,分别计算了车轮发生滑行位置和电制动力载荷大小对纵向冲动的影响规律。结果表明,在电制动运行工况下,当列车施加100%电制动力时,列车在湿润、油污和冰雪接触条件下均检测到了车轮滑行,在25%~75%电制动工况下列车仅在冰雪接触条件下检测到了车轮滑行;车轮滑行导致了车钩力的波动,特别是中部机车发生车轮滑行时会引起其前、中、后部车钩力较大幅度波动,并增大中部机车前部车辆压钩力,严重影响列车的平稳运行;随着制动力的降低,低黏着接触状态下的车轮滑行对最大车钩力的影响明显减小。 展开更多
关键词 重载列车 轮轨黏着 纵向冲动 再黏着防滑控制
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建立货物列车装载运行安全监测系统设想 被引量:4
16
作者 许绍兴 邓杰 《铁道运输与经济》 北大核心 2002年第1期21-23,共3页
在货物列车运行中 ,对装载货物进行重量、偏载、超限、装载状态进行实时监测 ,始终是解决货物列车装载运行安全的主要方向 ,通过对货物装载状态实时监测系统的研究与探讨 ,提出了系统实施方案与改进建议。
关键词 铁路 货物列车 装载 运行安全 监测系统 设计 组成 功能 配置方案
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道路客运小件快运竞争力研究 被引量:4
17
作者 程华 孙熙安 《物流技术》 北大核心 2012年第9期28-31,共4页
在分析客运快件特点的基础上,对客运快件的发展策略进行分析,从快件运输优化策略的角度,以条形码技术应用优化作业流程,达到降低客运快件运输成本,提升客运快件竞争力的目的。
关键词 客运快件 发展策略 快递
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铁路货车超偏载称量装置的研究 被引量:6
18
作者 易仲明 刘志申 王艳芬 《华北水利水电学院学报》 2002年第3期60-62,共3页
介绍了智能化铁路货车动、静态超偏载称量装置 ,给出了系统的称量原理和方法以及系统的软硬件设计 ;该装置为无基坑、轮计量的动态检测装置 ,结构简单 ,便于安装 ,成本低廉 。
关键词 铁路货车 动静态测量 超偏载 轮计量
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神朔铁路万吨重载列车涌动有限集预测控制研究 被引量:1
19
作者 张全明 钟谱华 朱龙 《机车电传动》 2024年第1期93-100,共8页
神朔铁路是我国重要的重载货运线路,重载列车运行环境恶劣,操纵困难,列车涌动严重影响运行平稳性和行车安全。针对神朔铁路行车过程中的涌动问题,文章分析了重载列车涌动发生时的信号特征,搭建了基于弹性阻尼车钩的列车多质点动力学模型... 神朔铁路是我国重要的重载货运线路,重载列车运行环境恶劣,操纵困难,列车涌动严重影响运行平稳性和行车安全。针对神朔铁路行车过程中的涌动问题,文章分析了重载列车涌动发生时的信号特征,搭建了基于弹性阻尼车钩的列车多质点动力学模型,通过仿真分析了重载列车无涌动和有涌动时的运行状态,针对重载列车的涌动问题提出了一种有限集预测控制方法,仿真验证了该预测控制能够减小列车涌动时的速度波动和最大车钩力。 展开更多
关键词 重载列车 平稳性 涌动 多质点模型 有限集预测控制
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群组列车前后车间距对重载列车气动特性影响
20
作者 吕军 项涛 +1 位作者 宋宗莹 高广军 《机车电传动》 2024年第5期75-81,共7页
群组列车小间距运行是未来重载铁路运输的潜在发展方向。文章采用计算流体力学方法,基于SST k-ω湍流模型,分析了群组列车前后间距对后方列车气动性能的影响。首先,进行算法验证,并与在中国空气动力与研究发展中心大型低速风洞进行的风... 群组列车小间距运行是未来重载铁路运输的潜在发展方向。文章采用计算流体力学方法,基于SST k-ω湍流模型,分析了群组列车前后间距对后方列车气动性能的影响。首先,进行算法验证,并与在中国空气动力与研究发展中心大型低速风洞进行的风洞试验结果进行比对,误差为3.4%,数值模拟得到的数据与风洞试验数据吻合较好。随后,进行网格无关性验证,选取了粗、中、细等3种网格划分方式进行仿真,粗网格误差较大,而在中等网格与细网格2种条件下,整车所受气动阻力变化小于3%,可认为这2种网格精度满足仿真计算要求,结果具有可靠性。最后,对2列重载列车在6种不同间距下进行了数值模拟及其分析。研究发现,随着车间距的缩短,前车对后车的气动优化效应逐渐显现,后方车辆整体气动阻力系数降幅达16%,其中机车部分减阻率达到17%,拖车部分减阻率为14%。前车尾部形成的低速尾流区是减阻的主要原因。对比不同车间距发现,当车间距大于700 m时,减阻效应不明显;当车间距小于200 m时,减阻效果无显著改善。综上所述,群组运行间距小于700 m时将优化后方列车的气动特性,并在间距缩减至200 m时达到最优减阻效果。 展开更多
关键词 重载列车 虚拟编组 列车空气动力学 数值模拟
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