磁悬浮列车运营的物理基础

 近几十年来,德国和日本都在积极进行磁悬浮铁路的研究,两国都建立了实验线,美国则进行了理论研究。我国也将在上海浦东开发区建造首条磁悬浮列车示范运营线,其可行性研究已正式启动。一、磁悬浮列车的特点磁悬浮列车的速度比轮轨系列车高,时速可达５００千米以上。磁悬浮列车还具有爬坡能力强、能耗低、污染少的优点。磁悬浮列车运行时,车体与地面没有任何直接接触,因而在运行时的噪声和振动小,乘客乘坐会比较舒适。车体下缘环抱在路轨外侧,所以列车不大可能会脱轨。     

光速的测量史

 光速是指真空中电磁波的传播速度,它是物理学中最重要的常数之一。人们最初是通过测量可见光的传播速度测得它的数值的,目前国际公认值是Ｃ＝２９９７９２４５８米／秒。光速是人们最早测量的物理常数,对光速测量方法的进展,不仅标志着光速在准确度上的不断提高,还充分反映了近代物理及其实验方法的惊人发展。人们对光速的测量可以分为以下两个阶段。１．１６７６年～１９２９年的２５０多年在这一阶段,人们确定了光速的有限性,并对光速进行了初步测量。１７世纪以前,天文学家和物理学家认为光速为无限大,宇宙中恒星发的光是瞬间到达地球的。     

一种新型的轨道交通:磁悬浮列车

 据最近报道,上海市磁悬浮列车工程正式启动,这是上海市政府为解决快捷运送人流,改善城市交通做出的重大举措。报道说:“第一列磁悬浮列车将在2003年初在上海出现,这是一个从德国引进的合作项目。磁悬浮列车运行将从浦东地铁二号线一端的龙阳路到浦东国际机场,全长33千米,双线行驶,设计最大时速为450千米,单向运行时间8分钟。”那么,什么是磁悬浮(简称磁浮)列车呢?它是根据什么原理运行的?它与传统列车有什么区别呢?一、磁浮原理磁浮有3个基本原理。第一个原理是当靠近金属的磁场改变,金属上的电子会移动,并且产生电流。第二个原理就是电流的磁效应。     

Noise Effects on Temperature Encoding of Neuronal Spike Trains in a Cold Receptor

We examine how noise interacts with encoding mechanisms of neuronal stimulus in a cold receptor. From ISI series and bifurcation diagrams it is shown that there are considerable differences in interval distributions and impulse patterns caused by purely deterministic simulations and noisy simulations. The ISI-distance can be used as an effective and powerful way to measure the noise effects on spike trains of the cold receptor quantitatively. It is also found that spike trains observed in cold receptors can be more strongly affected by noise for low temperatures than for high temperatures in some aspects; meanwhile, the spike train has greater variability with increasing noise intensity.     

货运列车的编组调度问题的研究

对于货运列车的编组调度问题,建立了以压缩中时和增加运量为双目标、多约束的0-1规划模型,采用逐步紧缩中时约束的方法得到了问题一的调度方案.在此基础上对装载特别物资的车辆施加更强的中时约束得到了问题二的调度方案.提出了列车匹配系数的概念并建立了列车最优配对原则,根据该原则对列车进行优化编组得到了问题三的调度方案.基于问题二的数据转换处理得到了问题四的调度方案.     

以能耗最低为目标的列车调控方案研究

研究的是以能耗最低为目标的单、多列车优化调控方案问题.首先根据列车运行的各个阶段的分析,构建以运行能耗最低为目标的非线性规划模型,采用逐步迭代算法进行求解,得到的最佳运行模式为无惰行运行,相应的最小能耗为12.47kwh.对于无高峰期的多列车节能运行控制问题,建立了以回收能量最多为目标的0-1非线性规划模型,得到发车间隔为578.86s、575.59s和760.89s,并以此规律循环33轮的发车间隔时间表,使得能量回收最大为250.57kwh,回收率为19.66%.对于存在早晚高峰的情形,建立了以回收能量最多为目标的5阶段0.1非线性规划模型,求出了全天的最优发车方案.     

基于粒子群算法的面向节能的单/多列车优化决策问题

针对列车运行优化控制问题,首先对列车运行过程的受力情况进行分析,建立了列车运行模型;接着根据最优惰行点选择原则和再生制动节能的方法,确立了单列车区间运行优化模型与多列车节能运行模型;然后采用基于高斯白噪声扰动变异的粒子群算法(GMPSO)求解上述模型得出各情况下列车的最优控制策略;最后探讨了列车延迟情况下的节能调整方案.     

热点应力法在高速列车设计中的应用

应力可靠性预测对高速列车车体的安全设计非常重要.本文采用国际焊接学会推荐标准预测高速列车车体关键部位应力,通过热点应力法对应力集中部位表面应力进行外推.计算结果表明通过参考点外推得到的热点应力总是明显小于有限元计算的结果,并且更接近于实验值.采用两点外推法或三点外推法计算结果的差别很小.     

高速列车磁流变半主动悬挂控制策略研究

为了提高列车运行平稳性,在经典的天棚控制和加速度控制的基础上,提出了一种新型混合控制策略,对高速列车磁流变半主动悬挂控制系统进行了仿真和实验研究.首先,对磁流变阻尼器(MRD)的力学特性测试分析,引入具有电流饱和特性的修正函数,建立了MRD的修正扩展双曲正切模型.然后,设计了面向列车平稳性的新型混合控制策略,通过分析车体加速度传递特性,比较了不同控制策略在全频域内的控制效果.此外,从相频特性的角度阐释了新型混合控制策略在全频段的控制优势.将MRD修正模型应用于悬挂控制,利用UM和Simulink软件建立了整车磁流变半主动悬挂控制系统联合仿真模型,分析不同控制策略对车辆动力学性能的影响.最后,构建了基于MRD的整车悬挂系统硬件在环实验台,通过开展硬件在环实验分析不同控制策略下的车体响应.结果表明,相比传统的控制策略,新型混合控制策略能兼顾低频段和高频段的振动控制效果,不仅可以提高列车的运行平稳性,而且不会恶化列车的运行安全性.硬件在环实验证明了新型混合控制策略的有效性,以及高速列车应用半主动控制悬挂的可行性.