[01709583]重载组合列车混联牵引差异化协同运行控制关键技术及应用

“货运重载”一直是中国铁路建设发展的重要方向。当今世界重载铁路发达国家主要有美国、加拿大、澳大利亚、南非等，近年来中国重载铁路发展迅速，但重载组合列车重联关键技术被美国长期垄断。重载列车的长编组、大轴重、难启停、适应线路差等不利因素，使列车运行安全保障极为困难。如何“科学构建不同类型机车远程互联互通、差异化机车重联协同牵引运行、混联机车牵引下重载组合列车的运行安全保障”成为重载组合列车牵引运行的技术瓶颈。该项目依靠国内等单位支持，经过十余年艰苦攻关，取得了系列重大成果： 1.发明了差异化(不同类型)机车特征信息重构辨识方法及装置，解决混联机车信息互通互联的难题。通过无线通信、AI、TCN总线及研发的LocoBus总线，发明了融合不同类型机车控制特征提炼、实时对等差异化协议透传、多源数据无缝切换的机车无线重联动态同步控制方法；创新性提出了无线重联层、异构思维层、推理解析层、驱动控制层、设备层系统思想，并建立了人工智能分层对等思维的同步互联模型，解决差异化机车联控的信息重构难题；通过发明出自辨识最小系统装置实现上述控制方法及策略，解决了不同类型机车无线重联远程混联互通控制瓶颈，使不同机车远程“编组重构辨识”无线重联牵引。 2.发明了适应不同类型机车及线路的主从机车协同控制理论方法及装置，解决了重载组合列车同步牵引运行的难题。首次提出了机车无线重联同步性定义，创建了基于Petri网机车重联协同控制理论模型和基于动态模糊Markov机车重联异步控制理论模型，实现了重载组合列车“同步操纵、异步控制、协同运行、差异化重联”；通过软件创立了控制算法及实施策略，适应不同类型机车及线路变化的重载组合列车牵引运行控制；发明了主从机车协同智能CPCI自适应嵌入式控制系统装置，实现主从车协同控制系统，解决了重载组合列车同步牵引运行的难题，提升了列车运行品质20%以上。 3.发明了列车异体多维故障预警及安全导向自愈策略，解决了重载组合列车牵引运行安全保障难题。通过基于中枢系统、神经网络、神经末梢间协同关系创建无线重联预警分析层、机车故障诊断层、机车设备导向自愈层，发明了低信息冗余度的列车异体多维智能决策故障预警及安全自愈导向方法与系统实现；通过无线重联系统创建出重载列车全系统兼容互构的整体重联牵引安全控制与机车故障预警诊断及自愈控制，并完成系统实现，解决了重载组合列车牵引运行安全保障难题。 该项目获授权国家发明专利16项，软件著作权10项，发表高水平论文56篇，相关成果纳入了LocoBus技术规范，解决了重载组合列车混联机车同步运行技术难题，打破了美国相关的技术垄断，引领了该领域的世界技术前沿。研究成果已装车450多台，创造了100多亿的经济效益，带动了该领域科研平台建设及学科发展，社会效益显著。该项目为中国“交通强国”国家战略及“一带一路”倡议提供了理论和技术支撑，对中国铁路可持续发展具有重要的意义。