基于多目标仿真技术的牵引节能优化关键算法及应用研究

来源 :城市轨道交通研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panxuanyu
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城市轨道交通供电系统中牵引供电能耗受列车运行策略、运行时刻表编制和线路断面设计等多种因素影响.利用多列车仿真技术开发了一套牵引能耗仿真分析模型和多车牵引供电模型,研究了单车驾驶策略和基于运行时刻表的多车协同牵引节能优化技术.基于合肥轨道交通1号线列车运行数据的仿真结果表明,该优化技术效益较为明显,综合节能效果可达5%.
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列车制动系统管路泄漏中制动总风管路泄漏和制动缸及相连管路泄漏的检测定位非常困难.介绍了基于数据驱动的地铁列车制动系统管路泄漏的检测及预警方法.该方法使用源于TCMS(列车控制管理系统)的原始数据并对数据进行处理,基于处理后的数据建立模型;采用以异常检测模型和回归模型为基学习器的机器学习模型在空间中确定健康域,并使用模型的不同指标来表征不同位置的泄漏;依据不同指标随时间的变化规律提供泄漏预警信息.针对原始数据采样率及数据传输质量有限的问题,采用了“率”的物理量定义方法和异常数据段剔除方法.测试结果表明,该模
提出了一种基于仿真建模的有轨电车运营效益评估方法,并以交通调研的实际数据进行模型校准.分析了仿真建模要点、流程及模型效用.考虑时间节约、能源节约、环境保护、运能提升和沿线土地增值效益,提出了多维度的评估体系及各维度指标的计算方法;讨论了有轨电车对其线路影响范围内社会车辆的影响.确定了有轨电车运营效益定量化评估方法,以淮安有轨电车1号线为例验证了该方法的可行性.
为提升横向稳定性这一限制中低速磁浮车辆提速的重要因素,以F型导轨和倒U型导轨为对象建立其二维电磁有限元模型和三维变形仿真模型,利用该模型对比研究这两种典型导轨的磁场分布、电磁力及变形特性,并提出导向刚度系数这一新的评价指标来评估磁浮系统的导向性能.揭示了导向刚度系数与磁极宽度之间的相关性,明确了降低磁极宽度对导向性能的增益效应.从磁力特性、变形和导向性能三个方面总结出导轨结构型式和参数的改变对磁浮系统横向稳定性的影响,为适用于更高速度下的导轨结构设计提供了参考.
从长江三角洲一体化发展的角度来看,在上海都市圈内的轨道交通存在诸多问题:城际铁路往往存在主客站接发车能力及疏解能力不足、郊区新城到主客站的接驳时间偏长的问题;市域(郊)铁路对周边县市的通勤服务能力较弱,对人口密集区的服务较弱、郊区新城之间的轨道交通服务不便捷.对此,提出了设置辅客站、增设放射方向线路及延长现有线路等对策,并分析了上海同苏州及嘉兴轨道交通线路衔接的重要节点对策.
梳理了目前城市轨道交通PPP(政府与社会资本合作)项目常用的影子票价补贴模式和运营车公里服务费补贴模式的测算方法,结合相关案例对两种模式的稳定性及适应性进行了分析,并提出了回报机制的设计要点及发展建议.
阐述了互联互通FAO(全自动运行)系统车地安全通信的特点.归纳现有互联互通CBTC(基于通信的列车控制)系统中采用基于TCP(传输控制协议)的RSSP-Ⅱ(铁路信号安全协议Ⅱ)在实际工程项目中存在的问题,提出了一种互联互通FAO系统车地安全通信解决方案.基于RSSP-Ⅰ,通过在LTE-M(城市轨道交通长期演进系统)的设备中增加祖冲之加密算法,能有效防护开放通信系统中的伪装威胁.提出的互联互通FAO系统车地通信方案可有效解决现有互联互通CBTC系统车地通信存在的问题.
通过对不同轨道故障引发的轮轨冲击进行动力学仿真研究,得到了轨道断裂引发的冲击特征主要表现为多簇形式,轨道内部裂纹引发的则为一簇冲击,而轨道平直度故障引发的冲击特征为明显两簇冲击;仿真分析了车轮转速对各类故障冲击幅值的影响.现场监测结果验证了仿真结果的正确性.
双线平行盾构施工中,引起地面沉降的因素有很多,主要包括两隧道间距、隧道埋深、隧道直径、土质条件、施工方案和施工水平等.依托处于郑州地区典型地质单元的双线隧道盾构施工地表沉降监测数据,在Peck公式的基础上,建立起地表沉降分布函数关系;通过对实测数据进行拟合分析,得出沉降槽宽度系数和土体损失率等参数的数值.研究发现:在隧道间距一定的情况下,埋深较小时,地面沉降曲线呈双峰W型,此时可用修正过的二维Peck公式进行拟合;当隧道埋深较大时,地面沉降曲线呈V型,用经典Peck公式进行拟合即可满足工程精度要求.
提出了一种基于加速度积分算法的动态轨道不平顺计算方法,通过剔除趋势项,选择合理的采样比,提高加速度数据对位移的预测精度.建立了引入轨道不平顺的单轮轨模型,由此得出的一系簧下质量的加速度响应能够反映动态轨道不平顺.以某运营线的地铁车辆作为研究对象,排查了其车轮踏面情况对轴箱振动的影响,对不同线路上的轴箱加速度数据进行动态轨道不平顺预测和对比,并计算不同线路上的车辆平稳性指标.研究结果表明,轨道车辆轴箱加速度响应可以准确反映轨道不平顺特征.故基于轴箱加速度的动态不平顺计算方法能为高密度线路的日常养护工作提供科
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