列车速度监控模式曲线(即速度防护曲线)是指导司机行车,保证行车安全的重要依据。模式曲线是依据内置于列车车载设备内的列车制动模型、运行线路参数和列车运行状态计算得到的,随着重载列车移动闭塞技术的研究,对得到更加精准的速度监控模式曲线提出了更高的要求,需要对监控模式曲线的计算进行优化研究。重载列车具有列车重量和列车长度随着编组数目相差巨大,空载满载载重变化大的特性,使得列车重量以及列车制动模型参数波动大,获得准确的列车重量,建立精准的列车动力学模型是一个重要的研究内容,同时如何克服随机因素干扰,根据列车当前运行状态和所处的线路状态对列车速度监控模式曲线进行计算也是一个重要的研究内容。实验建模和智能控制是现如今列车控制研究的主要方法。结合重载列车特性,本文在分析重载列车制动过程和列车相关参数对制动距离影响的基础上,首先,利用历史采集的数据,采用最小二乘支持向量机实验建模的方法构建重载列车制动模型,并结合改进的多质点列车动力学模型,求解列车制动距离随列车制动初速度的变化;其次,结合列车的牵引状态和线路条件,构建预测控制器求解列车速度监控模式曲线;然后,采用序列二次规划法实现非线性预测控制控制量的求解,得到列车速度监控模式曲线,并给出试验方法及步骤;最后,搭建了基于Matlab仿真平台和列车纵向动力学软件的仿真环境,选取朔黄重载铁路上行线的一段线路,在双机牵引的两种列车编组方案下对本文设计的速度监控模式曲线优化方法进行仿真、验证与分析。实验结果表明,应用本文提出的优化方法获得曲线在保证行车安全的前提下,比应用《列车牵引计算规程》和《铁路技术管理规程》计算得到的曲线更加优化,该方法适用于重载列车运行控制系统。