高速列車制動模型建模與驗證方法研究

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1、學(xué)校代碼：丨密級：公開碩士學(xué)位論文高速列車制動模型建模與驗證方法研究作者姓名劉澤彤學(xué)科專業(yè)交通信息工程及控制指導(dǎo)教師唐濤教授培養(yǎng)院系電子信息工程學(xué)院二零一五年三月碩士學(xué)位論文高速列車制動模型建模與驗證方法研究作者：劉澤彤掛師：唐濤北京交通大學(xué)年月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，提供閱覽服務(wù)，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。保

2、密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：：導(dǎo)師簽名簽字閂期：；年月曰簽字曰期：年月〉日中圖分類號卞校代碼：：密級：公幵北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文高速列車制動模型建模與驗證方法研究作者姓名：劉澤彤學(xué)號：導(dǎo)師姓名：唐濤職稱：教授學(xué)位類別：工學(xué)學(xué)位級別：碩士學(xué)科專業(yè)：交通信息工程及控制研究方向：列控系統(tǒng)北京交通大學(xué)年月致謝本論文的工作是在我的導(dǎo)師唐濤教授的悉心指導(dǎo)下完成的，唐濤教授嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫助和影響。在此衷心感謝三年來唐濤教授對我的教導(dǎo)。感謝實驗室李開成教授、袁磊老師、劉雨老師、呂繼東

3、老師、魏國棟老師、付強老師等對于我的科研工作和論文進行了指導(dǎo)，并提出了許多的寶貴意見，在學(xué)習(xí)上和生活上都給予了我很大的關(guān)心和幫助，在此表示衷心的感謝。在實驗室工作和撰寫論文期間，機械樓東實驗室的康仁偉、宋海峰、李曄、劉曉亮、朱曉琳、高鵬飛等同學(xué)給予了我很多幫助和建議，在此對他們表示感謝。最后向多年來一直理解和支持我的家人表達最深切的感謝和敬意，他們的理解和支持使我能夠在學(xué)校專心完成我的學(xué)業(yè)。北京交通人學(xué)碩十學(xué)位論文中文摘要中文摘要摘要：列控車載設(shè)備是級列控系統(tǒng)中確保列車能夠安全運行的核心子系統(tǒng)之一。為了保證車載設(shè)備各項功能的

4、確性，能夠?qū)α熊囘\行狀態(tài)實施嚴格安全地超速防護，需要建立安全、有效的列車制動模型。制動模型中參數(shù)是保證計算結(jié)果正確性的前提，而部分車輛系統(tǒng)的參數(shù)既不能直接獲得、又不能直接測量或計算的參數(shù)，如何得到這些參數(shù)成為一個重要問題，同時模型的參數(shù)與系統(tǒng)每次的真實值都會有一定不同，分析制動模型受到的參數(shù)隨機性影響，并驗證影響在允許的所允許的范圍內(nèi)成為了確保列車安全運行的一個重要內(nèi)容。本文在分析國內(nèi)高速鐵路列控車載設(shè)備對制動模型的需求的基礎(chǔ)上，對制動模型建模及其驗證方法進行了深入的研究。本文首先根據(jù)我國高速鐵路現(xiàn)實情況，總結(jié)整理了制動模型

5、的有關(guān)參數(shù)，并對其格式進行了描述。之后詳細說明了制動模型的功能設(shè)計，并對模型輸出的觸發(fā)制動和提示司機兩種監(jiān)控數(shù)據(jù)的計算方法和流程進行了敘述。針對正常運營中可能出現(xiàn)的一些特殊場景，文中也對其進行了具體分析，并對模型進行了改進。為了得到模型中部分不易直接獲得的參數(shù)，本文設(shè)計采用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)辨識方法，在完成辨識的同時對它的可能誤差進行了分析。運用蒙特卡洛方法，對減速度參數(shù)模型和制動模型的參數(shù)隨機性影響進行分析，評價其是否滿足一定的評價指標；并通過隨機參數(shù)分析的方法，完成了滿足一定隨機性分析指標要求下的減速度模型簡化過程。最

6、后，為了驗證制動模型的實際場景中的有效性與可用性，開發(fā)了制動模型的算法與對比軟件，并設(shè)計了一系列的評價指標，通過在相同場景下與在試驗中得到的真實列車數(shù)據(jù)進行對比分析，最后得到對制動模型的評價。關(guān)鍵詞：列控車載設(shè)備；制動模型；參數(shù)辨識；隨機參數(shù)；蒙特卡洛方法分類號：北點交通人，碩位論￠：；：M麵爾七輸好目錄中文摘要弓丨研究背景和意義國內(nèi)國外研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀研究內(nèi)容與章節(jié)安排本章小結(jié)制動模型算法研究制動模型相關(guān)參數(shù)制動建立相關(guān)延時制動減速度模型測速測距誤差最限速度曲線和頂棚監(jiān)控參數(shù)回轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)制動模型及監(jiān)督曲線算

7、法概述緊急制動模型最大常用制動模型提示功能曲線特殊場景分析限速區(qū)段制動受限區(qū)段本章小結(jié)模型參數(shù)辨識與與參數(shù)隨機性影響分析基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的參數(shù)辨識理論神經(jīng)元基本模型激活函數(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)方式北京交通人學(xué)碩士學(xué)位論文神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)制動模型參數(shù)辨識神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)性能測試參數(shù)隨機性分析理論系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)模型常用的隨機分布模型基于蒙特卡洛方法的隨機參數(shù)分析減速度模型中參數(shù)隨機性影響分析均勻間隔減速度模型算例分析非均勻間隔減速度模型算例分析制動模型中參數(shù)隨機性影響分析本章小結(jié)制動模型算法實現(xiàn)與實際驗證控車曲線算法實現(xiàn)實際

8、驗證舉例平坡常規(guī)場景驗證大幅度上、下坡區(qū)段驗證粘著降低區(qū)段的制動模型驗證本章小結(jié)離論文工作總結(jié)未來工作展望參考文獻醜弓織弓作者簡歷獨創(chuàng)性聲明學(xué)位論文數(shù)據(jù)集J匕通：學(xué)碩：：學(xué)位論文引言研究背景和意義本課題的研究正處于中國高速鐵路高速發(fā)展的階段，基于國內(nèi)對鐵路建設(shè)的改革和發(fā)展的實際需求提出的。