重載組合列車同步制動系統(tǒng)故障診斷技術與應用研究.pdf

1、重載組合列車代表當今世界鐵路貨運的先進水平和重要發(fā)展方向，是我國煤炭重載運輸?shù)闹饕侄危瑸槲覈鴩窠?jīng)濟快速發(fā)展提供了有力保障。作為重載組合列車的基礎制動裝置，同步制動系統(tǒng)具有分布化、網(wǎng)絡化、智能化、模塊化的設計特點和強耦合、連鎖并發(fā)的故障特點，研究同步制動故障診斷系統(tǒng)，為重載組合列車的安全運行提供重要保障，具有重大的實際意義和社會效應。
　　 本文以大秦線兩萬噸重載組合列車為應用平臺，以分布式故障診斷技術為研究基礎，對重載組合列

2、車同步制動系統(tǒng)的故障診斷、診斷任務的動態(tài)聯(lián)盟策略和實時任務調度算法等關鍵技術展開研究。論文的主要研究工作如下：
　　 (1)在分析重載組合列車同步制動系統(tǒng)運行原理和故障特點的基礎上，論文圍繞多屬性和多參數(shù)故障診斷對象的故障并發(fā)連鎖特點、診斷任務解耦控制和實時性的要求，提出一種基于多智能體的層次型重載組合列車同步制動系統(tǒng)的分布式故障診斷設計方案。
　　 (2)為解決同步制動系統(tǒng)診斷任務的強耦合問題，提出一種基于多參數(shù)模糊匹

3、配的任務分配策略。根據(jù)同步制動系統(tǒng)工作模式動態(tài)變化和疊加運行的特點，在生成多工作模式下的功能型診斷任務基礎上設計了一種基于系統(tǒng)功能的雙層任務分解策略；引入多維能力需求向量對診斷任務的多屬性約束特點進行定量描述，建立與診斷智能體對應的任務間動態(tài)耦合隸屬度矩陣，設計模糊統(tǒng)計隸屬度函數(shù)優(yōu)化任務分配能力類型相容匹配指標，實現(xiàn)多參數(shù)模糊匹配的任務分配策略。
　　 (3)提出基于信任承諾的再勵動態(tài)聯(lián)盟策略，以解決階段性動態(tài)變化的診斷任務對對

4、故障診斷的效率優(yōu)化和穩(wěn)定性問題。引入信任承諾度對動態(tài)聯(lián)盟中診斷智能體的工作能力和期望獎勵進行描述，采用基于前饋神經(jīng)網(wǎng)絡的自適應機制實現(xiàn)任務與智能體間的能力類型相容匹配指標的動態(tài)匹配，循環(huán)優(yōu)化診斷智能體的信任承諾度，提高動態(tài)聯(lián)盟的工作效率和穩(wěn)定度。
　　 (4)提出基于權值補償和關聯(lián)度遷移的動態(tài)任務調度機制，滿足同步制動系統(tǒng)中診斷任務的動態(tài)耦合和強實時性要求。設計基于離散型權值分類器的分段連續(xù)動態(tài)權值補償算法確保任務的可調度性；在

5、關聯(lián)度遷移動態(tài)執(zhí)行控制器中引入耦合強度映射矩陣和局部導向函數(shù)，降低任務的動態(tài)耦合性對系統(tǒng)響應頻率的影響；為保證系統(tǒng)資源的平均占用率，設計周期內(nèi)局部最優(yōu)函數(shù)，確保以勞力機會貢獻值為目標的優(yōu)化函數(shù)最大化。
　　 (5)空氣管路泄漏是重載列車安全運行的重大隱患，本文建立基于最小二乘的多級泄漏傳播列車管儲風模型，解決同步制動系統(tǒng)的機車多管路和車輛列車管泄漏問題。首先提出一種自適應步進的非穩(wěn)PCA過程監(jiān)測算法，解決同步制動系統(tǒng)中壓力和流量

6、傳感器的非穩(wěn)態(tài)和漸進性故障；然后建立多級泄漏傳播列車管儲風模型，并利用最小二乘參數(shù)估計法動態(tài)優(yōu)化模型中的限流閥截面積參數(shù)；最后利用基準流量檢測法，按照重載組合列車編組方式逐節(jié)檢測車輛的列車管泄漏故障，實現(xiàn)對整個列車空氣管路的故障診斷。
　　 本文將研究的故障診斷技術成功應用于大秦線兩萬噸重載組合列車同步制動系統(tǒng)的分布式故障診斷，設計系統(tǒng)硬件和軟件模塊的交互關系，詳細介紹故障診斷系統(tǒng)的在線運行過程。長達一年多的在線運行情況表明，該