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高速列车运行控制模式曲线分析及其仿真研究

王晶晶  
【摘要】:列车运行控制模式曲线是列车运行控制系统形成有效控制策略并保障列车安全高效运行的重要保证。列车运行速度的不断提高,对列车运行控制系统以及复杂的运行环境提出了更苛刻的要求,因此研究高速列车运行过程的控制与仿真方法,对提高列车安全性、正点率有着重要的意义,同时,也为高速列车运行优化控制和多目标列乍运行控制模型的研究提供了重要的理论基础。在此基础上,本文将研究在复杂环境条件下高速列车运行控制理论与控制过程,并设计与开发高速列车运行控制模式曲线仿真软件,验证了控制模式曲线算法的可行性。 论文的研究内容主要包括以下几个方面: (1)论文基于列车运行控制、仿真与优化方法的国内外研究现状,围绕列车运行速度控制原理、列车运行控制动力学理论以及列车运行控制过程原理等高速列车运行控制的基本理论,引出了从列车动力学的角度来深入研究高速列车运行控制模式曲线的问题。 (2)论文在单质点列车运行仿真模型的基础上,基于最快速度控制策略,从列车运行控制动力学这一突破口出发,提出了适用于高速列车的控制模式曲线算法;基于多质点列车运行仿真模型的思想,构造了线路分段模型,设计了列车变坡段的受力计算方法;针对列车典型的牵引、惰行、制动三个运行过程,建立了相应的数学模型,提出了优化控制方案。 (3)论文最后设计了高速列车运行控制模式曲线仿真总体方案,构建了高速列车运行控制模式曲线仿真系统,完成了高速列车运行控制模式曲线仿真系统程序开发和界面。借助实验室仿真手段,通过构建各种仿真场景,从理论整体性的角度,对高速列车控制模式曲线算法在变坡段、运行阻力、制动曲线等方面的性能进行了可行性分析;结合不同线路、不同自然环境以及不同车型条件,对高速列车运行控制模式曲线仿真系统的性能进行了有效的仿真测试与验证。 结论表明:基于不同条件建立的高速列车运行控制模式曲线算法研究具有一定的可行性和适用性。


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