货运列车辅助驾驶算法仿真研究

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1、＇■■＜．０ＩＶＥＲＳＩＴＹ．ＳＯＵＴＨＷＥＳＴＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮ；＜＾＾／＾＾＾＾＾＾＾Ｔ硕士学位论文彳＂＿為：ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文题目：货运列车辅助驾驶算法仿真■士：工丨丨学位翻学领士—￣￣：学科专业：电气工程——＇：：義年级：２０１２级：：：：ＩＩ指导老师晓－ｉ国内图书分类号：Ｕ２６０．３６密级：公开国际图书分类号：６５６西南交通大学研究生学位论文货３１列车Ｈ助驾驶算法仿真研究年级二〇一二级姓名梁志成申请学位级别工学硕士

2、专业电气工程指导老师丁荣军教授级高工冯晓云教授二零一五年五月十五日ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２６０．３６Ｕ．Ｄ．Ｃ：６５６ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＡＬＧＯＲＩＴＨＭＳＦＯＲＦＲＥＩＧＨＴＴＲＡＩＮＡＳＳＩＳＴＡＮＴＤＲＩＶＩＮＧＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉａｎＺｈｉｃｈｅｎｇｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：Ｍａｓｔｅｒｇｐｐ

3、Ｓｅｃｉａｌｉｔ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＤｉｎｇＲｏｎｇｊｕｎ，Ｐｒｏｆ．ＦｅｎｇＸｉａｏｙｕｎＭａｙ１５；２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．口，在年解密后适用

4、本授权书保密；２．不保密使用本授权书。“＂（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：读各指导老师签名：遠令乏曰期：曰期：２０１＾．西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（１）根据列车牵引计算建立了列车运行的数学模型，将列车节能优化操纵问题转化为最优控制问题，以牵引能耗最小为优化目标，运用庞特里亚金极大值原理，分析和总结了节能优化操纵策略及其工况转换原则，提出了节能优化操纵工况序列的数值求解算法。。（２）分析和总结了列车在不同运行阶段的安全平稳操纵策略以节能优化操纵策略为

5、基础，以列车运行的平稳性为约束，考虑区间信号对列车运行的影响，提出了行车指导速度曲线的在线生成和调整策略。（３）基于ＶｉｓｕａｌＣ＋＋完成了货运列车运行仿真软件的设计和编写，并通过算例仿真验证了本文节能优化操纵工况序列求解算法和行车指导速度曲线生成与调整算法的有效性。：所呈交的学位论文本人郑重声明，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本

6、人承担。学位论文作者签名：曰期－＞，＾二《西南交通大学硕士研究生学位论文第丨页摘要现阶段，我国货运列车的运行控制品质主要依赖于司机个人的操纵水平。司机因缺乏有效的行车指导，往往只能凭借自身积累的行车经验进行合理操纵，操纵的节能性难以保证。运营单位的操纵示意图和提示卡只能以离线形式帮助司机对运行线路的一，操纵有个大致了解，存在较多的局限性。因此通过列车辅助驾驶系统以行车指导速度曲线的方式协助司机优化操纵是行之有效的解决方案。对于货运列车而言，优化操纵的目的主要是在保证列车安全平稳运行和基本准点的基础上，尽可能节约运

7、行能耗。本文从货运列车辅助驾驶的实际需求出发，采用理论分析和软件仿真相结合的方法，对列车优化操纵策略展开研宄，主要研究内容如下：，，首先，根据列车牵引计算的基本原理对列车运行进行受力分析建立列车运行速度时分的解算模型。其次，建立列车节能优化操纵的数学模型，将列车节能优化问题转化为最优控制问题，，，以牵引能耗最小为优化目标运用庞特里亚金极大值原理从伴随变量取值及其动态变化规律分析和总结节能优化操纵策略及其工况转换原则，并给出节能优化操纵工况序列的数值求解算法。然后，介绍列车操纵的基本原则，分析和总结列车在不同阶段的安全平稳操纵策略，

8、；通过分析区间信号对列车