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自动驾驶系统运行模式曲线最优预见跟踪控制算法被引量：5: 2017年; 为研究城轨列车自动驾驶系统(ATO)运行模式曲线跟踪算法,通过分析列车运行过程,结合列车牵引计算模型,建立不同工况下的动力学模型。在保障平稳驾驶和操纵合理性基础上,提出跟踪算法的设计目标,即在保障舒适性的前提下实现高精度的速度跟踪及精确停车。将列车运行控制系统与最优预见跟踪控制相结合,以自动驾驶系统离线优化计算的运行模式曲线为目标,线路附加阻力及基本阻力视为扰动,设计城轨列车自动驾驶系统运行模式曲线最优预见跟踪控制算法。为验证该算法的有效性,引入PID控制进行仿真对比。仿真结果表明,设计的算法在兼顾了运行舒适性的同时,具有良好的速度跟踪性并满足停车精度要求。; 张彦栋王青元刘强强纪云霞徐茂峻; 关键词：列车自动驾驶系统舒适性

铁路交流供电货运列车节能优化控制研究被引量：1: 2019年; 列车节能优化控制可有效降低运行能耗,交流供电铁路电分相区段列车过电分相时必须为惰性工况,在过电分相前后区段如何控制列车使运行能耗最低是货运列车节能优化的关键问题。针对交流供电货运列车节能优化控制问题,提出以列车速度波动最小为优化目标,以列车惰行工况通过电分相为约束条件,建立了考虑电分相的货运列车节能最优控制模型,研究货运列车节能优化控制策略。基于极大值原理分析:电分相在恒速区内时,列车过分相的最优控制策略为"最大牵引-惰行-最大牵引"的最优性;电分相在恒速区外时,列车在电分相前是最大牵引工况的最优控制策略为"惰行-最大牵引"的最优性;列车在电分相前是最大制动工况的最优控制策略为"最大制动-惰行"的最优性,并推导证明了最优控制策略的存在性和唯一性。通过与优秀司机控制进行比较,仿真结果证明,所提节能优化控制算法的可行性和正确性。; 刘强强肖壮朱宇清王青元; 关键词：货运列车极大值原理电分相优化控制

两万t重载列车空气制动过程建模被引量：8: 2022年; 针对使用《列车牵引计算规程》规定的牵引计算方法对2万t重载组合列车空气制动过程计算准确性有限的问题,在牵引规程既有空气制动计算模型基础上,提出一种适用于长编组重载组合列车空气制动过程的求解方法。首先,通过分析牵引规程模型的局限性,基于空气制动系统动态行为,按照时间节点将重载列车空气制动过程分别描述为实际系统空走阶段、制动力建立的暂态阶段和制动力稳定发挥的稳态阶段。其次,考虑历史操纵行为对当前空气制动性能发挥的影响,引入空气制动性能修正函数;考虑列车编组形式对制动波分布和制动波传递的影响,引入组合列车闸瓦压力分布函数。然后,基于牵引规程空气制动力基本计算方法,考虑制动全过程中空气制动力分布的连续性,提出一种三段式精细化空气制动力计算模型。最后,基于2万t重载列车实车运行数据,定义模型误差评价函数,通过与既有牵引规程模型对比,论证精细化模型的正确性和有效性。研究结果表明,所提模型在仿真重载列车单次短坡道制动和长大下坡道循环制动工况下都有良好的适应度。; 王青元赵紫宁刘强强王开云饶煜孙鹏飞; 关键词：重载列车空气制动数学模型仿真

长大下坡区间货运列车周期性制动研究被引量：9: 2019年; 针对货运列车在长大下坡道空气制动无法恒速且相邻两次空气制动之间需满足缓解再充风约束的特点,以司机实际操纵中普遍采用的50～70kPa减压调速为依据,建立货运列车的最优控制问题,研究其在长大下坡道上的最优操纵策略,基于极大值原理分析"全力制动-全电制动-全力制动"的周期性制动控制策略的最优性,以及列车入坡、出坡应满足的必要条件,提出长大下坡道及其相邻区间列车运行最优控制的数值求解算法。以SS6B型电力机车牵引50节重车进行仿真验证,结果表明:在准点的前提下,与模糊专家系统相比,采用的周期性制动策略能实现9.8%节能效果,证明本文算法正确、有效。; 林轩王青元刘强强葛学超冯晓云; 关键词：货运列车极大值原理控制策略

考虑制动性能差异的重载列车模式化操纵方法被引量：1: 2023年; 重载列车在长大下坡道循环制动时,空气制动的性能差异较大、列车纵向冲动较大,偶发断钩事故,给机车乘务员操作造成极大困难。以LKJ2000机车运行监控装置记录的朔黄铁路数据和相关线路条件为基础,建立重载列车牵引计算模型,对不同制动性能的列车提出相应的优化操作方案。采用理论分析与现场运用需求相结合的研究方法,分析重载列车长大下坡线路操作规程,并基于重载列车空气制动线路的试验数据模型,以50 kPa减压量下的空气制动性能为基准,计算不同制动速度下的空气制动等效效率;以具体案例为对象,分析不同操作方案对列车运行速度曲线变化的影响规律,并在此基础上,以列车安全运行、避免停缓为目标,根据制动时的速度变化判断空气制动效率,对列车操作控制策略进行优化。经过大量仿真计算和数据分析,提出“北大牛—原平南”区间不同空气制动操作方案的判断条件,并制定相应的优化操作示意图,为重载列车安全高效地运行提供理论支撑。; 肖致明王大龙王青元刘强强魏咪; 关键词：重载列车长大下坡减压量

货运列车节能平稳运行优化操纵研究被引量：9: 2017年; 铁路货运作业愈加繁重,能源消耗和司机工作强度不断增加。对货运列车节能平稳操纵算法进行研究,构建辅助或自动驾驶系统,将有效改善这一现象,促进铁路运输业健康发展。本文将专家系统和节能运行最佳工况切换点判定准则相结合,设计了满足安全、准点、平稳和合理操纵约束的货运列车节能运行优化操纵算法。首先在分析列车节能最优控制理论成果、优秀司机平稳操纵经验和电力机车自身操纵约束的基础上,归纳明确了列车节能、平稳和合理操纵方面的规则约束,并分析协调规则间的作用优先级,构建对象知识库,形成专家系统。随后基于局部能量最小原则,确定列车节能运行最佳工况切换点判定准则。最后给出了算法实现流程。将该算法应用于邯郸—长治线列车的操纵优化,并选取优秀司机的驾驶数据进行案例对比,结果表明,本文算法较该司机节能2.6%。; 葛学超王青元孙鹏飞刘强强; 关键词：货运列车专家系统

HXD2牵引货运列车长大下坡区间周期性制动研究被引量：4: 2017年; 针对货运列车在长大下坡道空气制动无法恒速且相邻两次空气制动之间需满足缓解再充风约束的特点,以司机实际操纵中普遍采用的50 k Pa小减压量调速制动为依据,根据列车牵引计算原理和能耗分析方法,建立了考虑再生制动能量利用的货运列车最优控制模型.首先,研究了货运列车在长大下坡道上的最优操纵策略和站间各子区间运行时间分配;其次,基于极大值原理分析了"全电制-全制-全电制"周期性制动控制策略的最优性,以及列车入坡、出坡应满足的必要条件,提出长大下坡道及其相邻区间列车运行最优控制的数值求解算法;最后,以HXD2型电力机车牵引100节C80重车为例,对提出的列车最优控制模型和数值算法进行仿真验证,并分别与模糊预测控制和实测数据进行比较,研究结果表明:在准点的前提下,所采用的周期性制动策略能实现5.6%和17.9%节能效果.; 林轩王青元刘强强冯晓云; 关键词：货运列车极大值原理控制策略

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刘强强

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