شبیه سازی و ارزیابی پیکربندی های چند پانتوگرافی در خطوط پرسرعت ریلی با استفاده از یادگیری ماشین

در سال های اخیر، استفاده از قطارهای چندواحدی در خطوط پرسرعت ریلی به طور چشمگیری افزایش یافته است. این ساختارها نیازمند بهره برداری هم زمان از چند پانتوگراف برای تامین توان الکتریکی هستند، اما در حال حاضر، استانداردهای بین المللی تنها برای پیکربندی های دو پانتوگراف تعریف فنی مشخص ارائه کرده اند. این در حالی است که بهره برداری با سه یا چهار پانتوگراف (و حتی شش پانتوگراف)، به ویژه در قطارهای طولانی، به ضرورتی عملی در بسیاری از مسیرهای ریلی تبدیل شده و بررسی پایداری و ایمنی چنین پیکربندی هایی از منظر دینامیکی، امری حیاتی است. پژوهش حاضر باهدف شبیه سازی و تحلیل جامع رفتار دینامیکی پیکربندی های چند پان تو گرافی در شرایط عملیاتی مختلف تدوین شده است. در این راستا، با بهره گیری از نرم افزار تخصصی Pantohealth، سناریوهای متعددی در سرعت های عملیاتی 160 و 300 کیلومتر بر ساعت با تغییر در تعداد (3 و 4) و همچنین فواصل پانتوگراف ها اجرا شد. در این فرایند، متغیرهای خروجی کلیدی نظیر نیروی تماس، انحراف عمودی سیم تماس، انحراف استاندارد و... استخراج گردیده اند. این داده ها پس از طی مراحل پیش پردازش، به کمک الگوریتم های یادگیری ماشین تحلیل شده اند تا چیدمان های بهینه از منظر ایمنی و کیفیت جمع آوری جریان، به صورت داده محور شناسایی و طبقه بندی شوند. نتایج این پژوهش منجر به ارائه چارچوبی هوشمند برای تحلیل رفتار سیستم پانتوگراف - کاتنری در شرایط چند پان تو گرافی شده و می تواند به عنوان مبنایی علمی برای اصلاح دستورالعمل های فنی و بهینه سازی بهره برداری در شبکه های ریلی پرسرعت و همچنین در مسیر تحقیقات آینده مورداستفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

چندپانتوگرافه ، قطار پرسرعت ، دینامیک سیستم بالاسری ، یادگیری ماشین ، تحلیل داده محور