列车脱轨系数的精确预测方法研究-论文.pdf

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1、第30卷第7期计算机仿真2013年7月文章编号：1006—9348(2013)07—0142—05列车脱轨系数的精确预测方法研究陈皓，程晓卿，俞秀莲，邢宗义(1．南车株洲电力机车有限公司技术中心，湖南株洲412001；2．北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京100044；3．南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：研究列车脱轨系数的精确预测问题。列车在运行过程中，脱轨系数过大会产生列车脱轨隐患，因此列车脱轨系数是评价列车运行安全的重要依据。针对传统脱轨系数预测方法成本高和预测精度低等问题，

2、提出RB算法的NARX神经网络的脱轨系数预测方法。以实测的轨道不平顺为输入，脱轨系数为输出，分别建立BP神经网络和NARX神经网络两种预测模型，并分析对比了两种神经网络模型的预测性能。试验结果表明：与BP神经网络相比，基于BR算法的NARX神经网络可实现对脱轨系数的精确预测。关键词：轨道不平顺；脱轨系数；神经网络；预测中图分类号：U216；TP183文献标识码：AResearchonAccuratePredictionMethodofTrainDerailmentCoeficientCHENHao，CHENGXiao

3、-qing，YUXiu-lian，XINGZong-yi(1．CSRZhuzhouElectricLocomotiveCo．，Ltd．TechnologyCenter，ZhuzhouHunan412001，China；2．Statekeylaboratoryofrailtrafficcontrolandsafety，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China；3．SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScien

4、ce&Technology，NanjingJiangsu210094，China)ABSTRACT：Theaccuratepredictionofthetrainderailmentcoe伍cientwasstudiedonthepaper．Thehiddenriskscanbecausedbytheoverderailmentcoeficientonthetrainoperation．Asaresult，thederailmentcoefficientisofgreatbasistoevaluatethetrain

5、operationsafty．Theproblemsofthehighcostandthelowaccuracyexistintraditionalpredictionmethodofthederailmentcoeficient．ApredictionmethodbasedonNARXneuralnetworkwithBRtrainingalgorithmwasdiscussedinthepaper．Theinputwasthenormalizedtrackirregularity，andtheoutputwast

6、hederail-mentcoeficient．BPandNARXneuralnetworkswereestablishedtoanalysetheirperformacesofprediction．Thetestresultshowsthat：comparedwiththeBPneuralnetwork，theNARXneuralnetworkwithBRtrainingalgorithmobtainshigherpredctionaccuracyofthederailmentcoeficient．KEYWORDS

7、：Trackiregularities；Derailmentcoemcient；Neuralnetworks；Prediction1引言值j，计算得到脱轨系数。但物理测力轮对存在成本过大、随着现代铁路客运高速化和重载化的不断发展，保障列故障率高等缺陷，从而限制了物理测力轮对的推广使用。利车的安全平稳运行成为一个当前的重要任务。脱轨系数作用多体动力学仿真软件可以构建铁道车辆、轨道、轮轨接触为评价列车脱轨安全的重要指标1-2]，常被用来评价列车运等相关系统的动力学模型，仿真得到动力学参数进行计算以行的安全性、平稳性和舒适

8、性。列车脱轨系数的研究对于保获取轮轨力J。常见的仿真软件有SIMPACK、NUCARS、AD—证列车的安全运行具有重要意义。AMS／RAIL和MEDYNA等，但存在购置价格高、实时性差等目前脱轨系数的测量方法主要有物理测力轮对直接测问题J。Fujie¨6提出了基于机理建模的车辆逆模型，根据车量，多体动力学仿真软件建模仿真和机理建模等。物理测力体