区间轨道区段划分的研究与实现

论文摘要

目前我国正在进行的既有线提速改造和新建客运专线的过程中,应在保证列车运行安全的同时提高列车的运行效率。在自动闭塞区段,轨道区段的划分受到列车追踪间隔、列车制动距离、信号机显示距离以及轨道电路极限长度等因素的影响及制约,直接影响铁路行车安全和运行效率。自动闭塞区段区间设计时首先需要依据列车牵引计算完成区间轨道区段的划分,然后才能进行铁路信号设计的相关工作,因此快速合理的确定轨道区段的长度,有利于提高信号设计的工作效率和工作质量。区间轨道区段的划分与通过信号机的布置相联系,信号机间的距离就是轨道区段的长度。轨道区段划分问题所要求解的就是自动闭塞区间内布置信号机的架数以及每架信号机的具体位置。论文在研究列车牵引计算知识、四显示固定闭塞和准移动闭塞列车追踪间隔模型的基础上,根据列车制动距离的空间间隔方法分别设计了轨道区段划分的算法,并在考虑各种约束条件的基础上应用遗传算法建立了轨道区段划分的优化模型,设计目标是在众多轨道区段划分方案中找到使列车追踪间隔最小的方案。在遗传运算中,每个染色体是一套轨道区段划分方案,染色体中的每个基因代表信号机的具体位置信息,将运算中求得的适应值最大的划分方案作为结果输出。论文运用软件工程知识,同时结合线路条件、列车特性的相关数据,采用该模型设计完成了区间轨道区段划分软件,实现了线路数据的智能化处理,绘制区间路况图、列车运动特性曲线和区间轨道区段划分等功能。系统结合武广客运专线线路数据对轨道区段划分进行仿真研究,取得了较好的结果,表明本文采用的方法是有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 论文主要研究内容
• 第2章 列车牵引计算模型分析
• 2.1 列车牵引计算知识
• 2.1.1 列车受力分析
• 2.1.2 列车制动距离的计算
• 2.2 列车动力学模型分析
• 2.2.1 列车多质点模型
• 2.2.2 作用在列车上的合力
• 2.2.3 列车速度、位移、运行时分的计算
• 第3章 区间轨道区段划分影响因素分析
• 3.1 信号系统布置目标
• 3.2 影响轨道区段最小长度的因素
• 3.3 影响信号机布局位置的因素
• 3.4 影响区间轨道区段划分的其它因素
• 第4章 基于遗传算法的区间轨道区段划分模型分析设计
• 4.1 遗传算法划分轨道区段分析
• 4.1.1 目前划分轨道区段存在的问题
• 4.1.2 目标函数
• 4.1.3 应用遗传算法划分轨道区段的适用性分析
• 4.2 列车追踪间隔数学模型研究
• 4.2.1 四显示固定闭塞追踪间隔模型
• 4.2.2 准移动闭塞追踪间隔模型
• 4.3 四显示固定闭塞区间轨道区段划分算法设计及模型求解
• 4.3.1 模型的定义变量
• 4.3.2 四显示固定闭塞区间轨道区段划分算法设计
• 4.3.3 模型的遗传算法求解
• 4.4 准移动闭塞区间轨道区段划分算法设计及模型求解
• 4.4.1 准移动闭塞区间轨道区段划分算法设计
• 4.4.2 模型的遗传算法求解
• 第5章 系统需求分析与设计实现
• 5.1 系统需求分析
• 5.2 系统总体设计目标及原则
• 5.2.1 系统设计目标
• 5.2.2 系统设计原则
• 5.3 系统流程图
• 5.4 系统总体框架
• 5.4.1 系统整体结构
• 5.4.2 系统功能设计
• 5.5 系统实现
• 5.5.1 系统数据维护及管理
• 5.5.2 区间轨道区段划分实现
• 5.5.3 显示子系统实现
• 5.6 系统仿真
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果