貨運(yùn)列車輔助駕駛算法仿真研究

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1、＇■■＜．０ＩＶＥＲＳＩＴＹ．ＳＯＵＴＨＷＥＳＴＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮ；＜＾＾／＾＾＾＾＾＾＾Ｔ碩士學(xué)位論文彳＂＿為：ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ論文題目：貨運(yùn)列車輔助駕駛算法仿真■士：工丨丨學(xué)位翻學(xué)領(lǐng)士—￣￣：學(xué)科專業(yè)：電氣工程——＇：：義年級：２０１２級：：：：ＩＩ指導(dǎo)老師曉－ｉ國內(nèi)圖書分類號：Ｕ２６０．３６密級：公開國際圖書分類號：６５６西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文貨３１列車Ｈ助駕駛算法仿真研究年級二〇一二級姓名梁志成申請學(xué)位級別工學(xué)碩士

2、專業(yè)電氣工程指導(dǎo)老師丁榮軍教授級高工馮曉云教授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西南交通大學(xué)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學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１．口，在年解密后適用

4、本授權(quán)書保密；２．不保密使用本授權(quán)書。“＂（請在以上方框內(nèi)打Ｖ）學(xué)位論文作者簽名：讀各指導(dǎo)老師簽名：遠(yuǎn)令乏曰期：曰期：２０１＾．西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文主要工作（貢獻(xiàn)）聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下：（１）根據(jù)列車牽引計算建立了列車運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型，將列車節(jié)能優(yōu)化操縱問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)控制問題，以牽引能耗最小為優(yōu)化目標(biāo)，運(yùn)用龐特里亞金極大值原理，分析和總結(jié)了節(jié)能優(yōu)化操縱策略及其工況轉(zhuǎn)換原則，提出了節(jié)能優(yōu)化操縱工況序列的數(shù)值求解算法。。（２）分析和總結(jié)了列車在不同運(yùn)行階段的安全平穩(wěn)操縱策略以節(jié)能優(yōu)化操縱策略為

5、基礎(chǔ)，以列車運(yùn)行的平穩(wěn)性為約束，考慮區(qū)間信號對列車運(yùn)行的影響，提出了行車指導(dǎo)速度曲線的在線生成和調(diào)整策略。（３）基于ＶｉｓｕａｌＣ＋＋完成了貨運(yùn)列車運(yùn)行仿真軟件的設(shè)計和編寫，并通過算例仿真驗證了本文節(jié)能優(yōu)化操縱工況序列求解算法和行車指導(dǎo)速度曲線生成與調(diào)整算法的有效性。：所呈交的學(xué)位論文本人鄭重聲明，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研宄成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明。本人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責(zé)任將由本

6、人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：曰期－＞，＾二《西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第丨頁摘要現(xiàn)階段，我國貨運(yùn)列車的運(yùn)行控制品質(zhì)主要依賴于司機(jī)個人的操縱水平。司機(jī)因缺乏有效的行車指導(dǎo)，往往只能憑借自身積累的行車經(jīng)驗進(jìn)行合理操縱，操縱的節(jié)能性難以保證。運(yùn)營單位的操縱示意圖和提示卡只能以離線形式幫助司機(jī)對運(yùn)行線路的一，操縱有個大致了解，存在較多的局限性。因此通過列車輔助駕駛系統(tǒng)以行車指導(dǎo)速度曲線的方式協(xié)助司機(jī)優(yōu)化操縱是行之有效的解決方案。對于貨運(yùn)列車而言，優(yōu)化操縱的目的主要是在保證列車安全平穩(wěn)運(yùn)行和基本準(zhǔn)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，盡可能節(jié)約運(yùn)

7、行能耗。本文從貨運(yùn)列車輔助駕駛的實際需求出發(fā)，采用理論分析和軟件仿真相結(jié)合的方法，對列車優(yōu)化操縱策略展開研宄，主要研究內(nèi)容如下：，，首先，根據(jù)列車牽引計算的基本原理對列車運(yùn)行進(jìn)行受力分析建立列車運(yùn)行速度時分的解算模型。其次，建立列車節(jié)能優(yōu)化操縱的數(shù)學(xué)模型，將列車節(jié)能優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)控制問題，，，以牽引能耗最小為優(yōu)化目標(biāo)運(yùn)用龐特里亞金極大值原理從伴隨變量取值及其動態(tài)變化規(guī)律分析和總結(jié)節(jié)能優(yōu)化操縱策略及其工況轉(zhuǎn)換原則，并給出節(jié)能優(yōu)化操縱工況序列的數(shù)值求解算法。然后，介紹列車操縱的基本原則，分析和總結(jié)列車在不同階段的安全平穩(wěn)操縱策略，

8、；通過分析區(qū)間信號對列車