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數據驅動的高速列車智能感知與運行優化控制(精)/高速鐵路前沿技術系列著作

  • 作者:楊輝//付雅婷//張坤鵬|責編:張海娜//趙微微
  • 出版社:科學
  • ISBN:9787030806093
  • 出版日期:2024/12/01
  • 裝幀:精裝
  • 頁數:250
人民幣:RMB 150 元      售價:
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內容大鋼
    本書基於交通強國、智慧鐵路發展規劃,以實現高速列車智能運行需求為引導,針對高速列車運行環境複雜、運行工況變化頻繁等特點,以及基於人工操縱駕駛模式難以實現動車組高效運行的現狀,從高速列車運行數據分析出發,以應用實踐為目的,主要介紹高速列車行駛狀態感知技術,高速列車運行建模、優化和控制一體化技術,高速列車智能運行控制技術等,部分技術已成功應用於高速列車運行控制系統——中國高鐵核心關鍵系統。
    本書可供列車自動駕駛領域的從業者、對列車自動駕駛實踐感興趣的學生和學術研究人員閱讀和參考。

作者介紹
楊輝//付雅婷//張坤鵬|責編:張海娜//趙微微

目錄

前言
第1章  緒論
  1.1  列車運行控制系統概述
  1.2  高速列車行駛環境感知技術概述
  1.3  高速列車運行過程建模與優化控制方法分析
  1.4  列車自動控制系統概述
  1.5  本書的主要研究內容
  參考文獻
第2章  基於多源數據融合的高速列車高精度定位感知技術
  2.1  引言
  2.2  高速列車定位感知技術
    2.2.1  基於測速測距的定位技術
    2.2.2  基於無線網路的測速定位技術
    2.2.3  基於慣性導航的測速定位技術
    2.2.4  基於北斗衛星導航系統的定位技術
    2.2.5  基於光纖感測的定位技術
    2.2.6  基於地圖匹配的定位技術
  2.3  基於多源信息融合的高速列車高精度測速定位
    2.3.1  種群的初始化
    2.3.2  目標函數的設計
    2.3.3  約束條件的設計
    2.3.4  邊界情況處理
  2.4  求解方法
    2.4.1  微分進化演算法的改進
    2.4.2  演算法流程
  2.5  應用案例
    2.5.1  模擬方法和實驗數據
    2.5.2  模擬結果和分析
  2.6  本章小結
  參考文獻
第3章  融合北斗的高速列車姿態感知技術
  3.1  引言
  3.2  高速列車姿態感知技術
    3.2.1  傾角感測器
    3.2.2  微型方位水平儀
    3.2.3  慣性導航系統
    3.2.4  GNSS姿態測量原理
    3.2.5  北斗衛星基本觀測量
    3.2.6  動車組車體姿態檢測原理
  3.3  基於多源信息融合的高速列車姿態測量
  3.4  應用案例
  3.5  本章小結
  參考文獻
第4章  考慮運行數據和機理特性的高速列車運行多目標優化技術
  4.1  引言
  4.2  問題描述
    4.2.1  高速列車運行阻力
    4.2.2  高速列車運行過程受力分析
  4.3  高速列車運行多目標在線優化控制模型

    4.3.1  高速列車運行操縱評價指標
    4.3.2  高速列車在線優化模型
  4.4  高速列車操縱策略在線優化
    4.4.1  高速列車MOPSO演算法
    4.4.2  操縱策略優化過程
  4.5  應用案例
    4.5.1  高速列車運行操縱策略離線優化設定
    4.5.2  高速列車運行操縱策略在線優化調整
  4.6  本章小結
  參考文獻
第5章  數據驅動的高速列車單質點-ANFIS建模與運行優化控制技術
  5.1  引言
  5.2  問題描述
  5.3  高速列車ANFIS建模
    5.3.1  ANFIS模型初始化
    5.3.2  ANFIS建模學習優化
  5.4  基於高速列車ANFIS模型的速度控制
    5.4.1  速度控制原理
    5.4.2  最優控制律
  5.5  應用案例
    5.5.1  模型驗證
    5.5.2  控制驗證
  5.6  本章小結
  參考文獻
第6章  數據驅動的高速列車多質點-ANFIS建模與同步跟蹤控制技術
  6.1  引言
  6.2  問題描述
  6.3  多質點-ANFIS模型
    6.3.1  ANFISj
    6.3.2  高速列車多質點-ANFIS模型
  6.4  高速列車運行速度同步跟蹤控制
    6.4.1  基於狀態空間的模型預測控制
    6.4.2  基於多質點-ANFIS模型的預測控制
  6.5  穩定性分析
  6.6  應用案例
    6.6.1  建模過程
    6.6.2  控制過程
  6.7  本章小結
  參考文獻
第7章  高速列車模糊雙線性模型辨識與運行優化控制技術
  7.1  引言
  7.2  問題描述
  7.3  高速列車T-S模糊雙線性模型
    7.3.1  模型參數辨識
    7.3.2  模型結構辨識
  7.4  基於T-S模糊雙線性模型的預測控制方法
  7.5  高速列車自適應預測控制
    7.5.1  基於即時學習的自適應預測控制
    7.5.2  穩定性分析
  7.6  應用案例

    7.6.1  模型驗證
    7.6.2  演算法穩定性和實時性分析
    7.6.3  自適應預測控制性能分析
  7.7  本章小結
  參考文獻
第8章  數據驅動的高速列車追蹤運行優化控制技術
  8.1  引言
  8.2  高速列車追蹤運行優化建模
    8.2.1  動力學建模
    8.2.2  追蹤運行場景特徵建模
    8.2.3  追蹤運行多目標優化控制模型
  8.3  高速列車追蹤運行優化控制策略
    8.3.1  追蹤運行控制序列
    8.3.2  追蹤運行多目標優化演算法
    8.3.3  追蹤運行多目標優化收斂性分析
  8.4  應用案例
    8.4.1  實驗設置
    8.4.2  模擬結果與分析
  8.5  本章小結
  參考文獻
第9章  高速列車牽引/制動手柄級位預測控制技術
  9.1  引言
  9.2  問題描述
    9.2.1  高速列車操縱手柄特性描述
    9.2.2  基於端-邊-雲協同的高速列車操縱系統
    9.2.3  面向邊緣計算的高速列車模型
  9.3  基於LSTM網路的高速列車操縱過程預測
    9.3.1  LSTM網路架構
    9.3.2  數據採集及預處理
    9.3.3  高速列車操縱過程預測流程
  9.4  應用案例
    9.4.1  速度預測
    9.4.2  級位預測
  9.5  本章小結
  參考文獻
第10章  數據驅動的高速列車牽引電機多故障診斷與容錯控制技術
  10.1  引言
  10.2  問題描述
    10.2.1  牽引電機最小二乘模型描述
    10.2.2  牽引電機多故障特徵提取
  10.3  牽引電機多故障分離
    10.3.1  故障分離機制
    10.3.2  故障分離決策
  10.4  牽引電機多故障估計
    10.4.1  基於多模型的故障參數估計
    10.4.2  二階段自適應設計
    10.4.3  穩定性分析
    10.4.4  報警等級量化分析
  10.5  牽引電機容錯控制技術
    10.5.1  考慮切換動態的牽引電機多故障模型

    10.5.2  基於非同步切換的多故障估計原理
    10.5.3  牽引電機切換動態魯棒閉環故障估計
    10.5.4  基於性能指標的觀測器增益計算
  10.6  應用案例
    10.6.1  多故障分離
    10.6.2  報警等級量化分析
  10.7  應用案例
  10.8  本章小結
  參考文獻
第11章  高速列車智能輔助駕駛關鍵技術應用與展望
  11.1  本書的主要工作
  11.2  後續研究工作的展望

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