适用于重载列车运行控制系统控车曲线研究

摘要

列车运行监控记录装置(简称LKJ)是中国机车超速防护设备。为了保证行车安全，装置屏幕以曲线、图形、文字等方式显示前方线路信息及列车运行状态。屏幕中的连续平滑速度模式曲线（即控车曲线）是指导司机操纵列车运行的重要依据。控车曲线的是依据内置于LKJ的预判列车制动模型实时获得线路参数与列车运行状态计算所得，因此建立准确的重载列车制动模型及获得精准的模型参数是保障行车安全、高效的关键所在。重载列车具有列车重量、长度依据编组数不同相差巨大、空满载载重变化巨大等特性，这使得制动模型参数波动大。构建重载列车制动模型是一个重要研究内容，同时模型参数波动对制动距离的影响同样是一个重要研究内容，而如何精确的获得对控车曲线影响较大的参数也是一个重要研究内容。
　　本文在分析重载列车制动系统的结构组成及列车制动过程的基础上，构建重载列车制动模型，在构建模型过程中分析总结波动性较大模型参数。随后采用蒙特卡洛方法，对单个参数随机对制动距离的影响进行分析并做出评价，并对一组多参数随机对制动距离的影响进行验证分析。最后，提出系统辨识的方法用于获得波动性较大的模型参数，并给出试验方法及步骤。
　　为了验证辨识获得的模型参数经模型计算后能为司机提供更加精准的控车曲线，设计开发了基于参数辨识的控车曲线仿真软件。并使用该软件进行仿真试验，试验结果表明系统辨识的方法能够精确的获得制动模型参数，从而为司机提供更精准的控车曲线，该曲线适用于重载列车的运行控制系统。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内国外研究现状

1．2．1 列车制动模型研究现状

1．2．2 列车重载技术研究现状

1．3 论文研究内容和章节安排

2 重载列车制动原理及模型构建

2．1 HXD1、HXD2型重载货运交流传动电力机车制动系统

2．1．1 风源系统

2．1．2 制动机

2．1．3 制动管路及车辆制动装置

2．2 重载列车制动过程分析

2．3 重载列车制动受力分析

2．3．1 运行阻力

2．3．2 制动力

2．4 重载列车制动模型

2．4．1 重载列车制动特性

2．4．2 空走时间等效换算

2．4．3 列车制动力学模型

2．5 本章小结

3 制动参数随机性分析

3．1 参数随机性分析理论

3．1．1 系统基本结构模型

3．1．2 常用的随机分布模型

3．1．3 非参数核密度估计方法

3．1．4 基于蒙特卡洛方法的随机参数分析

3．2 制动模型中单个参数随机影响分析

3．2．1 空走时间随机性影响分析

3．2．2 列车制动减速度随机性影响分析

3．3 制动模型中多参数随机影响分析

3．4 本章小结

4 制动参数辨识

4．1 系统辨识概论

4．1．1 系统辨识定义

4．1．2 系统辨识步骤

4．1．3 最小二乘的辨识方法

4．2 空走时间辨识方案及试验

4．3 紧急制动单位制动力辨识方案及试验

4．4 本章小结

5 仿真软件搭建与仿真试验

5．1 控车曲线计算方法

5．2 基于参数辨识的控车曲线仿真软件设计

5．2．1 测量数据模块

5．2．2 参数辨识模块

5．2．3 控车曲线对比模块

5．3 仿真试验与验证

6 总结与展望

6．1 论文工作总结

6．2 未来工作展望

参考文献

图索引

表索引

作者简历

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