城际列车多区间节能运行优化方法研究

为了提高城际列车运行的节能性与准点性,研究了一种城际列车多区间节能优化方法。将中间停车站点作为关键点约束,同时以总运行时间约束为边界条件,将列车多区间节能运行优化问题转换为广义上的单区间节能运行优化问题。设计了一种基于极大值原理分析结论的动态规划算法,在保证列车总运行时间不变情况下,实现了全线的最优节能运行操纵策略与时刻表的同步优化。与传统动态规划算法相比,上述算法无需对位置和速度进行双重离散化,只对速度进行离散,有效避免了速度轨迹波动。算法对电分相区内无牵引工况的操纵约束具有很好的兼容性。最后以CRH6A型动车组运行于莞惠线为例进行仿真验证,结果表明,与实车运行数据相比,提出的优化方法节能率可达19.92%。     

基于遗传算法的高速列车头型多目标优化

高速列车的气动阻力与列车的外形,特别是头部外形有着密切的关系.为了改善列车气动性能降低列车运行的气动阻力,建立高速列车的三维参数化模型,以高速列车头部所受的阻力和升力为优化目标,通过FLUENT软件与Isight软件多学科优化联合仿真分析方法,利用Sculptor软件对车头部分网格自动变形,基于计算流体力学,实现对高速列车流线型头型进行减阻的多目标自动优化设计.优化完成后,得到影响优化目标阻力和升力的关键设计变量,并对优化设计变量和优化目标之间的非线性相关性进行分析.通过对比原始流线型列车气动性能发现,列车头部的长度对阻力的影响比较大,列车头部的高度能够对列车所受到的升力产生较大的影响.     

基于鲁棒预测控制的高速列车节能运行研究

针对高速列车在运行过程中的传统控制策略优化精度差、难以达到理想的节能效果的问题,提出了基于安全、准点、节能等多目标要求的高速列车鲁棒预测控制策略。对列车的运行过程进行受力分析,运用聚类和最小二乘法建立了基于多模型的线性预测模型,考虑高速列车惰行运行及道路条件等情况,合理设计出列车的节能目标曲线。将相应的节能曲线作为输入量,采用鲁棒预测控制算法进行优化,有效地提高了模型的适配性和跟踪性。以CRH3型列车作为研究对象进行仿真,结果表明,鲁棒预测控制能够满足跟踪节能曲线精度的要求,验证了该节能运行方式的可行性和优越性。     

基于移动闭塞原理的区间中断下列车多策略优化调度方法

在高铁日常运营中,地质灾害或设备故障等突发事件导致铁路行车区间中断,长时间的区间中断通常会导致大面积的列车晚点,给旅客出行带来极大的延误,如何在区间中断下对列车进行实时调整是高速铁路调度运行的一项重要课题,本文针对固定时间的区间中断,构建了列车运行速度调整和运行图调整的混合整数非线性规划(mixed integer n...     

基于参数自适应蚁群算法的高速列车行车调度优化

随着我国高铁建设成网,列车运行环境更加复杂多变,对日常行车调度的精细化提出了更高要求.对此,重点研究在大风、雨、雪等恶劣天气及设备设施故障等突发事件下造成列车运行晚点时,在不改变列车运行路径的前提下,如何通过调整高速列车行车顺序和到发时间,智能高效地恢复列车按图运行.将含有到发间隔、越行等多约束的列车运行时间调整问题建...     

高速列车在移动闭塞条件下的运行仿真

本文构造了移动闭塞条件下的高速列车计算机运行仿真系统,介绍了系统总体结构,对列车实际运行间隔进行了分析,对各功能模块进行了描述。该系统为进一步分析研究移动闭塞条件下高速列车追踪运行间隔模型、列车的优化控制方法和列车的运行延误影响等提供了仿真平台,对系统实际运用起到了指导的作用。     

高速列车气动外形的CFD计算与优化

一、项目背景 庞巴迪(Bombardier)公司是加拿大的国际性交通运输设备制造公司,从支线飞机、公务机到完整的铁路、轨道交通运输设备、系统和服务等创新交通运输解决方案的制造方面,均居世界领导地位.     

列车节能运行决策问题的模拟优化研究

轨道交通运输耗能巨大,研究列车节能操作运行具有重要的理论意义和实用价值。从节能角度出发,分析列车运行过程中的能量转换机制,建立单列车耗能最低优化模型、多列车节能优化模型及列车延误多目标优化控制模型,针对模型本身及其约束条件的复杂性,提出基于改进布谷鸟优化算法与动态搜索方法的“模拟优化”求解方法,对列车节能运行决策问题进行求解,并通过与其他同类算法的比较,阐述了所提方法的优越性。得到列车在不同运行工况下的最优节能运行控制策略,确定各情况下列车运行的最优速度距离曲线,结果符合实际情况。改进算法的搜索效率更高,研究思路与模型对于列车节能操作运行具有一定的借鉴意义,所提出的针对复杂优化模型的求解方法合理有效,适用性强,有一定的参考价值。     

基于Abaqus的高速列车车体传热系数仿真优化计算

以静止状态下某高速列车车体为研究对象,将其复杂的内外热交换系统简化为车体壁和冷桥两部分,运用Abaqus仿真计算得到整车传热系数;与相似设计的动车组车体实验结果对比可知仿真结果合理可靠.编写Python脚本实现在Abaqus后处理中显示车体壁传热系数K值云图的功能,以便于指导车体结构的优化设计;根据车体的原始设计并将选材成本考虑在内,提出的三种车体结构优化方案,使得整车传热系数降低10%.     

基于区间直觉犹豫模糊集的高速列车系统关键部件辨识

关键部件作为系统可靠性分析的重要组成以及系统维修策略制定的重要基础,其辨识方法与识别结果的准确性一直是研究热点与难点.为有效识别关键部件保证高速列车系统安全可靠性运行,本文提出一种新的基于区间直觉犹豫模糊集的关键部件辨识方法.首先通过回顾现有复杂系统网络建模方法及其优缺点,归纳总结部件的提取规则与部件间作用关系的定义和类型,提出由局部到整体的高速列车系统全局拓扑网络模型构建方法.其次鉴于现有针对同一高速列车同一节车辆同一部件的故障维修记录数据量少、随机性大等特点,提出将节点属性值区间化,构建节点属性的区间直觉犹豫模糊集,其中节点属性包括由故障数据分析获得的节点可靠性属性值以及由所建全局拓扑网络得到的拓扑属性.最后利用区间直觉犹豫模糊积分算子综合节点的多种属性辨识系统中的关键部件.以转向架系统的拓扑结构以及历史故障数据为基础的实例分析表明,所提出的辨识方法能够准确的识别出系统中的关键部件,且与专家经验的分析结果基本一致.     

基于链式智能体遗传算法的动态能耗优化算法

能耗优化是一个动态优化问题,在能耗规模较大的情况下,能耗设备间与总能耗间存在一定的非线性关系,即并非每个能耗最优化能使得总的能耗最优化,因此能耗优化是一个动态非线性优化问题。对于能耗优化问题,传统的节能方法难以奏效。基于此,本文在分析目前节能方法的特点后,设计一种高效的全局优化算法——链式智能体遗传算法,可解决上述的动态非线性优化问题。为了验证本文提出的算法的优越性,将该算法用于某钢厂的电能节耗中,节耗效果明显且较稳定。实践表明,该算法具有较好的灵活性,当能耗环境和节能要求发生变化时,该算法能在不变动当前设备的前提下,动态获得较优的节能效率。     

基于ZigBee的矿井监测节能系统设计

目前传统的矿井监测网络大都采用有线传输方式造成了布线繁琐、覆盖范围有限、线路依赖性强等问题,一些无线传输网络使用射频感应技术造成节点的功耗过大出现了节点耗能严重而死亡的问题;提出一种基于ZigBee的矿井监测节能控制系统,设计基于ZigBee网络的矿井传感器节点软件与硬件方案,根据矿井网络中节点终端的网络结构设计灵活的路由选择协议使节点的能量消耗达到均衡。实验表明,基于ZigBee的矿井节能控制系统能够有效地进行组网,控制节省节点能量损耗减少节点死亡率,实用性较强。     

能量效率和碰撞概率联合优化的协作频谱感知算法

协作频谱感知能提高认知无线电网络的感知性能。随着认知网络频谱感知性能的提高,一方面感知网络将会消耗更多的能量;另一方面次用户拥有更多的机会接入授权频谱,次用户的吞吐量不断增加,同时在通信过程中主用户与次用户发生碰撞的概率也不断增大。本文提出了一种联合优化能量效率和碰撞概率的协作频谱感知算法,通过最优感知检测点判断节点所处信道状态,融合中心舍弃信道状态不好的节点使其不参与数据融合,既消除了信道状态不好的节点对全局判决的不良影响,又提高了能量利用率。仿真结果表明,该算法提高了网络的频谱检测性能,并延长了感知网络的生命周期。     

一种基于协同进化的FNN结构优化和集成

FNN的结构优化和集成是ANN研究的重要课题,用遗传进化的方法是解决该问题的重要途径,论文基于协同进化的理论,用多目标优化的思想,对该问题进行了研究,提出了解决该问题的方法,在理论分析的基础上进行了仿真实验,结果证明,该方法理论上是可靠的,实践上是可行的。     

基于免疫粒子群算法的水轮机机组供水系统节能控制方法

传统供水系统节能控制方法忽略了对水轮机状态的监控,导致在降低系统能耗的同时,供水过程出现机组运行不稳定问题,为此,设计基于免疫粒子群算法的水轮机机组供水系统节能控制方法。利用T-S模糊模型构建供水系统数学模型。采用模糊神经网络结构作为新型节能控制的设计原理,设计新的节能控制器。通过免疫粒子群算法实现供水系统的整体控制,降低供水系统能源消耗,完成基于免疫粒子群算法的水轮机机组供水系统节能控制方法的设计。仿真实验结果表明：所提控制方法应用后,供水系统的能源消耗明显降低,且水轮机机组供水运行稳定性得到了提升,应用效果较为理想。     

基于蚁群算法的短波侦收资源调度方法研究

为解决短波侦收中任务执行时间长和侦收资源利用率低等问题,以最大侦收概率为目标,结合约束条件建立短波协同侦收资源调度模型,设计运用改进型蚁群优化算法对模型求解,采用粒子群参数优化技术改进蚁群优化算法,利用全局异步与精英策略相结合的信息素更新策略,使算法具有更强的寻优能力和运算速度,不仅提高了系统资源利用率而且能够快速确定出最佳调度方案。实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

Energy Preserving Time Integration for Constrained Multibody Systems

This paper describes an energy preserving integration method for thedynamic analysis of nonlinear multibody systems in the presence ofnonlinear constraints. The aspects of finite rotation incrementation,discrete energy conservation and the most common constraint types areexamined in detail. The application is made to several rigid bodyexamples, including an intermittent contact problem.     

基于优化时间窗的用户兴趣漂移方法

针对个性化服务系统中如何跟踪用户兴趣变化和调整用户兴趣模型的问题,提出基于优化时间窗的用户兴趣漂移算法。利用分类错误率的变化跟踪用户兴趣的漂移,当用户兴趣发生变化时,通过优化时间窗算法自动调节时间窗的大小,以达到调整用户兴趣模型的目的。实验表明,该方法能较为准确地描述用户的兴趣变化,提高个性化信息服务的效率。     

基于流动分析和运行优化的供水系统节能研究

为实现供水系统的能量供需平衡,以达到安全节能的供水目标,利用流动分析的方法研究系统的能量需求模型,并通过改变水泵在管网中的位置和管网的微调研究优化系统能量需求的问题。在得到系统能量需求模型的前提下,以系统能耗最小为优化目标,采用遗传算法的方法进行了优化系统能量供给的研究。结果表明通过研究有可能有效地降低系统的能量需求,并且在相关参数不全进行水泵机组优化时,以水泵的轴功率最小为优化目标函数进行计算,基本上可以满足要求。     

基于实时数据库的软PLC运行系统研究

本文分析了目前软PLC的发展方向和存在的不足;提出了基于实时数据库来构建软PLC运行系统的思想。并通过研究软PLC运行系统的工作方式和流程,详细讨论了软PLC与实时数据库进行数据交换的方法,最后基于此方法开发了软PLC与实时数据库的接口模块。