專利名稱：列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路安全運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著中國鐵路交通的迅猛發(fā)展，中國鐵路逐漸跨入以“高速客運(yùn)、重載貨運(yùn)”為特征的新時(shí)代。傳統(tǒng)的運(yùn)輸系統(tǒng)面臨許多難題行車速度越高，舒適性問題愈顯突出，車輛在高速運(yùn)行過程中產(chǎn)生各種振動(dòng)，影響旅客乘坐的舒適性和裝運(yùn)貨物的完整。因此，對(duì)列車進(jìn)行舒適度檢測(cè)和評(píng)價(jià)是非常必要的。國外對(duì)舒適度的研究主要是針對(duì)振動(dòng)舒適度。主要有國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的IS(^631標(biāo)準(zhǔn)、德國的Sperling標(biāo)準(zhǔn)、英國的BS6841標(biāo)準(zhǔn)、歐盟的ENV12299標(biāo)準(zhǔn)和國際鐵路聯(lián)盟的UIC513標(biāo)準(zhǔn)。這些評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括了旅客在各種乘坐姿勢(shì)下對(duì)列車的各項(xiàng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且這些標(biāo)準(zhǔn)非常全面，包括對(duì)列車的垂向振動(dòng)、縱向振動(dòng)、橫向振動(dòng)的頻率加權(quán)曲線等各方面都有嚴(yán)格的要求。在國內(nèi)，我國還沒有完整的列車乘坐舒適度標(biāo)準(zhǔn)。我國目前與之有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是GB5599-85和TB/T2360-93標(biāo)準(zhǔn)，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)列車的平穩(wěn)性制定的，而不是針對(duì)以人為主體的舒適度制定的。我國在列車乘坐舒適度的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)上，基本是參考國外標(biāo)準(zhǔn)。由于世界各國所采用的舒適度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，而用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的舒適度值不同。這樣就存在一個(gè)問題，依據(jù)某一個(gè)或者某幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的原始舒適度值缺失的情況下，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出車體的未來的舒適度。如果能夠建立不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)間的相關(guān)性， 那么在依據(jù)某一個(gè)或者某幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的原始舒適度值缺失的情況下，可以使用其他標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出的原始舒適度值預(yù)測(cè)舒適度值。因此，研究不同舒適度標(biāo)準(zhǔn)間的相關(guān)性是非常有意義的，可以方便的實(shí)現(xiàn)舒適度值的相互轉(zhuǎn)化。韓國的Kim等人提出用最小二乘法建立不同舒適度標(biāo)準(zhǔn)之間的函數(shù)關(guān)系，但是該方法的精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對(duì)計(jì)算車體舒適度值的不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間缺乏相關(guān)性導(dǎo)致的原始舒適度值缺失時(shí)，無法預(yù)測(cè)車體舒適度的問題，提出一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法， 其特征是所述方法包括步驟1 采集車體振動(dòng)數(shù)據(jù)；步驟2 根據(jù)車體振動(dòng)數(shù)據(jù)，分別利用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算車體舒適度值；步驟3 對(duì)不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的車體舒適度值進(jìn)行歸一化處理；步驟4 建立基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；步驟5 任取兩組利用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算并歸一化處理后的車體舒適度值，分別作為基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)；步驟6 分別在輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)中選擇訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本；
步驟7 訓(xùn)練所述基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；步驟8 利用訓(xùn)練后的基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)車體舒適度值并進(jìn)行反歸一化處理；步驟9 當(dāng)訓(xùn)練后的基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滿足精度要求時(shí)，輸出預(yù)測(cè)并反歸一化后的車體舒適度值。所述車體振動(dòng)數(shù)據(jù)包括車體的橫向加速度、縱向加速度和垂向加速度。所述分別利用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算車體舒適度值具體是分別利用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的IS(^631評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、德國的Sperling評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、英國的BS6841評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、歐盟的 ENV12299評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和國際鐵路聯(lián)盟的UIC513評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算車體舒適度值。所述對(duì)不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的車體舒適度值進(jìn)行歸一化處理具體利用公式
權(quán)利要求
1.一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法，其特征是所述方法包括 步驟1 采集車體振動(dòng)數(shù)據(jù)；步驟2 根據(jù)車體振動(dòng)數(shù)據(jù)，分別利用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算車體舒適度值； 步驟3 對(duì)不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的車體舒適度值進(jìn)行歸一化處理； 步驟4 建立基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；步驟5 任取兩組利用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算并歸一化處理后的車體舒適度值，分別作為基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)；步驟6 分別在輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)中選擇訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本； 步驟7 訓(xùn)練所述基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；步驟8 利用訓(xùn)練后的基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)車體舒適度值并進(jìn)行反歸一化處理；步驟9 當(dāng)訓(xùn)練后的基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滿足精度要求時(shí)，輸出預(yù)測(cè)并反歸一化后的車體舒適度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法，其特征是所述車體振動(dòng)數(shù)據(jù)包括車體的橫向加速度、縱向加速度和垂向加速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法，其特征是所述分別利用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算車體舒適度值具體是分別利用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的IS(^631評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、德國的Sperling評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、英國的BS6841評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、歐盟的ENV12299評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和國際鐵路聯(lián)盟的UIC513評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算車體舒適度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法，其特征是所述對(duì)不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的車體舒適度值進(jìn)行歸一化處理具體利用公式χ = "_ΧΓ ；其中，Xi為i時(shí)刻車max min體舒適度值，^llin為所有時(shí)刻的車體舒適度值的最小值，Xmax為所有時(shí)刻的車體舒適度值的最大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法，其特征是所述基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1，最大隱單元個(gè)數(shù)為30，輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)目為1 ；其遺傳算法的參數(shù)設(shè)置為初始種群數(shù)為25，進(jìn)化代數(shù)為25，隱節(jié)點(diǎn)重疊系數(shù)為0. 6，精確度誤差系數(shù)和復(fù)雜度誤差系數(shù)均為1，控制基因和參數(shù)基因交叉概率均為0. 77，控制基因和參數(shù)基因變異概率為0. 05。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法，其特征是所述訓(xùn)練后的基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滿足精度要求具體是，當(dāng)公式^RMSECyjm) =的計(jì)算結(jié)果小于設(shè)定閾值時(shí)，訓(xùn)練后的基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滿足精度要求；其中，y為測(cè)試樣本中的目標(biāo)值，yffl為預(yù)測(cè)并反歸一化后的車體舒適度值，N為測(cè)試樣本數(shù)目。
全文摘要
本發(fā)明公開了鐵路安全運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域中的一種列車車體舒適度的預(yù)測(cè)方法。包括利用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算車體舒適度值并進(jìn)行歸一化處理；建立基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；任取兩組利用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算并歸一化處理后的車體舒適度值，分別作為輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)；在輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)中選擇訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本；訓(xùn)練所述基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；利用訓(xùn)練后的基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)車體舒適度值并進(jìn)行反歸一化處理；當(dāng)訓(xùn)練后的基于遞階遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滿足精度要求時(shí)，輸出預(yù)測(cè)并反歸一化后的車體舒適度值。本發(fā)明在不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的車體舒適度值之間建立了相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)了車體舒適度值的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
文檔編號(hào)G01M17/08GK102507221SQ20111030785
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者刑宗義, 劉松, 衛(wèi)緯, 周慧娟, 龐學(xué)苗, 秦勇, 程曉卿, 范會(huì)川, 薛玉, 賈利民 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)