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【发明授权】一种通过优化轮轨磨耗干预时机实现环境振动控制的方法_北京交通大学_202210681500.0 

申请/专利权人:北京交通大学

申请日:2022-06-16

公开(公告)日:2024-06-21

公开(公告)号:CN114925933B

主分类号:G06Q50/40

分类号:G06Q50/40;G06Q10/20;G06Q10/0631

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.06.21#授权;2022.09.06#实质审查的生效;2022.08.19#公开

摘要:本发明提供了一种通过优化轮轨磨耗干预时机实现环境振动控制的方法。该方法包括:通过监测隧道壁振动获得隧道不同断面的振动发展速率与列车运营净里程关系;基于隧道不同断面的振动发展速率与列车运营净里程关系,利用优化算法获得考虑运维成本的列车车轮镟轮和钢轨打磨的最优干预时机。本发明提出基于实测数据,采用优化算法方式,以短时期内环境振动平均值最低为控制目标,给出列车的最优镟轮时机,钢轨的最优打磨时机的计算方法,以此可以预估干预次数和干预成本。

主权项:1.一种通过优化轮轨磨耗干预时机实现环境振动控制的方法,其特征在于,包括:通过监测隧道壁振动获得隧道不同断面的振动发展速率与列车运营净里程关系;基于隧道不同断面的振动发展速率与列车运营净里程关系,利用优化算法获得考虑运维成本的列车镟轮和轮轨打磨的最优干预时机,包括:将地铁线路中的列车集合表示为监测点在地铁线路中的位置集合为时间集合表示为车轮和钢轨的打磨计划采用天为时间离散粒度;布尔变量xn,k用于表征列车Rn在时间Tk是否进行车轮镟修,具体含义如下 布尔变量ym,k用于监测点Sm所在的区间在时间Tk是否进行钢轨打磨,具体含义如下: 监测点Sm所处区间的钢轨在时间Tk的磨损状态表示为gm,k,则: 其中,μmTk,Tk+1,gm,k,εm为Tk到Tk+1时间范围内钢轨磨损的增量,在时间Tk列车Rn在监测点Sm的振动表示为vn,m,k,则: 其中,ηmTk,Tk+1,gm,k,εm,vn,m,k,θn为Tk到Tk+1时间范围内列车运行振动的增量,若在Tk时刻进行车轮镟修,即xn,k=1,则列车在各个监测点的振动会下降,在列车运行过程中,任意时刻任意位置的列车振动需要小于最大允许的振动,即:vn,m,k+1≤vmax5将车轮和钢轨打磨时机的优化问题设置为一个多目标优化问题,设置所述多目标优化问题的需最小化的目标函数为:fobj=w1fobj,1+w2fobj,26其中w1和w2为两个子目标函数的权重,fobj,1是列车运行振动相关的目标函数,具体计算方法如下 其中vmean为理想平均振动值,即当vn,m,k<vmean时,列车运行导致的振动满足需求,max函数的值为0,不纳入目标函数的计算中;即当vn,m,kvmean时,列车运行导致的振动超出理想平均振动值,需对超过均值的部分进行最小化,fobj,2是运维相关的目标函数,具体计算方法如下: 其中λ1和λ2分别为打磨车轮和钢轨的运维成本;在满足上述约束条件1-5的条件下,通过求解混合整数规划问题使式6所示的目标函数最小化,即:Minfobj得到车轮和钢轨的最优打磨时机,即xn,k和ym,k的最优取值,得到xn,kyn,k两个矩阵,矩阵中为1的位置为镟轮或打磨,为0的位置不操作,从而得到列车的最优镟轮时机,钢轨的最优打磨时机。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 北京交通大学 一种通过优化轮轨磨耗干预时机实现环境振动控制的方法

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