高速铁路列车ATP安全制动曲线优化设计

ATP系统是保证高速列车安全高效运行的系统,ATP安全制动曲线设计是车载ATP系统的关键技术之一。由于车载计算机速度和容量限制,部分列控系统中曲线计算采用欧标法(UIC544-1)进行简化计算。欧标法将制动过程中减速度最多分成6个阶梯,每个阶梯内对应一个恒定的减速度。由于速度阶梯划分方式基本按照固定间隔划分,易产生效率较低、安全余量不均的曲线。本文基于欧标法计算原理,以曲线效率损失最低和安全余量波动性最小为目标,构建欧标法速度阶梯分界值优化模型,并探讨不同线路条件和列车制动性能下的分界值设置规律。案例结果表明,优化后的欧标法曲线效率损失减少5.66%,安全余量波动性降低2.83%;线路坡度和列车制动性能在一定范围内波动时,优化后速度阶梯分界值稳定性较好。     

基于CBTC的车载ATP安全制动曲线计算模型研究

车载ATP系统是保证列车运行安全的系统,其中的关键技术之一是安全制动曲线计算模型。根据IEEE 1474.1TM标准的规定[1],车载ATP安全制动曲线由GEBR制动曲线和ATP紧急制动触发曲线组成。GEBR制动曲线是根据GEBR计算得出的,而ATP紧急制动触发曲线则是根据GEBR制动曲线计算出来的。针对该问题,本文分析了各种影响列车制动距离的因素和GEBR制动曲线与ATP紧急制动触发曲线的关系,建立了CBTC车载ATP安全制动曲线的计算模型。仿真证明,本文提出的计算模型满足IEEE 1474.1TM基于CBTC的车载ATP安全制动模型的要求。     

基于车长的CBTC车载ATP安全制动曲线模型的研究

安全制动曲线计算模型是CBTC(基于通信的列车控制)车载ATP(列车自动防护)的关键技术。影响该模型计算精度的因素有许多,其中列车长度是最基本也是不能忽略的因素之一。在分析了GEBR(最小紧急制动率)制动曲线与ATP紧急制动触发曲线关系的基础上,考虑了列车长度在附加阻力计算中的影响,将列车模型构造为由多个质点构成的质点链,建立了基于车长的CBTC车载ATP安全制动曲线计算模型。采用B型6节编组列车运行环境对该模型进行仿真。仿真结果表明,多质点列车计算模型比单质点计算模型更符合车载ATP安全制动模型的要求。     

车载列车自动保护系统安全防护距离计算模型

安全防护距离的计算模型是车载ATP(列车自动保护)的关键技术之一.影响车载ATP安全防护距离的因素包括列车位置不确定因素、ATP设备反应时间、列车制动性能等.分析了这些因素与安全防护距离之间的关系,建立了移动闭塞系统和准移动闭塞系统的ATP安全防护距离的计算模型.仿真结果表明,计算模型与实际工程数据存在较小的误差,模型...     

ATP安全制动模型在地铁列车三维仿真中的应用

基于MSTS开源平台,建立了郑州地铁1号线的列车运行三维仿真系统,将ATP安全制动模型应用于三维仿真中。本文介绍了三维仿真系统的结构和功能;选取了IEEE1474.1标准规定的ATP安全制动模型;对ATP安全制动曲线的算法进行了研究。以三维仿真系统中的线路数据为例,对速度控制模式曲线进行了仿真验证,实现了列车的ATP超速防护功能。列车运行控制原理与三维仿真系统深入结合的仿真研究,提高了三维仿真的真实性,为轨道交通控制系统的仿真研究和测试提供了参考。     

高速铁路列车制动曲线速度分段方法

针对使用欧标法计算列车制动曲线时速度分段个数多带来的负面影响,提出1种减速度曲率分段与等间隔分段相结合的速度分段方法。采用3点求曲率方法,计算所有基本速度分段点的减速度曲率,将其突变点作为分段点,得到基于减速度曲率的速度分段;然后在高速阶段跨度较大的速度分段内,再进行等间隔速度分段,得到最终的速度分段。以CRH 380AL高速动车组为例,基于该型动车组的车辆制动参数,按本文方法分别进行2等份和3等份等间隔速度分段并计算制动曲线,与采用基本速度分段计算得到的制动曲线对比制动距离偏差绝对值。结果表明:本文方法能够以较少的速度分段计算得到较高精确度的列车制动曲线,且在列车制动曲线计算结果的精确度和计算效率之间取得良好平衡,在保证列车运行安全的同时,不会降低列车运行效率。     

直线电机驱动的地铁车辆防护曲线研究与验证

直线电机驱动的地铁车辆在牵引或电制动时不受轮轨黏着的限制,将电制动介入紧急制动能提升制动性能。出于安全性考虑,车辆依据防护曲线实时监测电紧急制动性能。为准确计算防护曲线,分析执行装置的施加过程,对紧急制动性能建模;拟合并分析各执行装置的理论性能,得出瞬时理论紧急制动性能;结合性能模型和瞬时理论性能,推导出电紧急制动性能的临界条件;从安全性和可用性角度出发,对临界条件进行优化,求解出车辆的防护曲线。通过北京机场线车辆试验表明,车辆在110 km/h速度等级下,判定系数取0.92,调整系数取–0.12时,减速度安全余量为2.7%,制动距离安全余量为5.3%,验证防护曲线的安全性和可用性。     

高速动车组电空制动系统的建模和参数分析

高速动车组电空制动系统是由气动元件、电子元件和基础制动装置组成的复杂系统。基于现代流体力学的仿真分析软件AMESim建立制动系统中关键气动元件的仿真模型,通过试验数据对仿真模型进行验证和参数修正;将封装的气动元件模型与电子元件模型和基础制动装置进行系统集成,建立单车以及列车级电空制动系统仿真模型。基于列车级电空制动系统仿真模型,对高速动车组电空制动系统参数进行配置和分析,设计高速动车组电空制动系统。在最大常用制动和紧急制动2种工况下对基于仿真模型设计的高速动车组电空制动系统进行验证。结果表明:最大常用制动时减速度仿真值与减速度设计值相符;紧急制动时制动距离试验值为5 670m,仿真计算值为5 795m,相对误差为2.2%,仿真计算值与试验值吻合程度高。     

CBTC系统典型安全制动模型解析

基于通信的列车控制(CBTC)相对传统固定闭塞系统,缩短了列车之间的安全间隔距离,从而大幅提高运营效率。保障列车之间的安全间隔,是CBTC系统安全高效安全运营的核心。分析了CBTC系统的典型安全制动模型,计算了各参数典型取值情况下不同速度列车的制动距离,论述了该模型中的重要参数对于不同速度列车的制动距离的影响。     

CTCS3级列控系统ATP防护曲线算法研究

从速度防护曲线生成的角度,研究了超速防护的主要算法.在ATP速度防护模型的基础上,就安全制动曲线计算中关于步长的选取进行了计算分析,比较了选取不同步长情况下制动曲线的精确性.选取时间步长和距离步长结合的方法,采用分段迭代法计算速度防护曲线.最后在Visual C++6.0的开发平台上实现ATP防护曲线的仿真.     

动车组ATP对制动系统故障后的安全影响仿真分析

针对动车组部分车辆制动系统故障后,采取切除故障车辆制动力的处理方式,从安全防护曲线的生成与实际制动过程的角度出发,对在完全监控模式下的列车防护算法及制动过程进行仿真。分析单限速区段和多限速区段速度防护曲线的算法和切除部分制动力后实际制动曲线与速度防护曲线的关系,找到触发各类制动的转换点,对切除不同比例制动力后实际制动曲线进行仿真,得出不同坡度和制动初速度下、切除不同比例制动力时的制动距离。针对动车组因故障切除部分制动力后,产生过走距离,存在冒进信号点的可能,参照防护曲线生成机理,给出兼顾制动力故障的ATP安全防护方法,分析按该方法运行时对通过能力的影响。     

列车空气制动系统仿真的有效性

根据气体流动理论建立货运列车空气制动系统模型,概述管路内气体流动方程、制动系统中用到的各种边界方程和容器内气体压力的计算方法。利用基于气体流动理论开发的列车制动仿真系统,计算长、短编组列车的常用制动、缓解和紧急制动特性,并与试验结果进行对比。结果表明,计算得到的列车管、制动缸、副风缸、加缓风缸等的空气压力随时间的变化与试验结果非常接近,说明基于气体流动理论的空气制动仿真系统能够很好地模拟制动系统中气体流动和阀内动作过程。该仿真系统可以模拟最多4台机车组成的组合列车,不仅能仿真制动系统动态压力变化过程,而且其计算结果可以用于制动距离的计算,并通过数据传送实现列车纵向动力学分析程序的无缝连接。     

编组站调机自动化车列性能测算算法研究

按照当前调机控车走行存在的ATO模式(自动停车模式)、ATP模式(安全停车模式)给出确保安全停车的前提下,车列达到最佳制动的条件。通过算法研究,给出以下两类问题的解算方案:根据已知列车制动能力(换算制动率)和制动距离计算车列当前运行速度(ATO模式);根据已知列车制动能力(换算制动率)和必须保证的车列安全停车的制动距离,解算平道或下坡道允许的紧急制动限速(ATP模式)。并给出缺少部分输入条件时保证计算数据安全、可用的解决方案。     

高速铁路列车制动曲线计算精确度与效率分析

在高速铁路列车控制系统中,车载设备依据行车许可、线路数据和列车制动参数计算目标距离连续速度控制模式曲线,对列车位置和速度进行实时监控,保证列车安全、高效运行.在不同速度下,高速铁路列车具有不同的制动能力.在现有的高速列车控制系统中,对速度进行有限数量分段,分段内采用固定减速度,以较少速度分段计算速度监控曲线.如何对列车...     

基于AFSA的动车组制动计算研究

根据动车组制动系统中减速度特性以及相关牵引制动计算和运动学理论,文中提出了一种平直道环境下基于不等距点分割与人工鱼群算法结合的制动计算方法,同时对动车组的制动近似算法产生的计算误差进行分析。首先,根据列车制动原理中相关计算参数来构建动车组制动距离和制动时间的数学模型。然后,利用人工鱼群算法的优化原理并结合不等距分割思想对所建立的动车组制动距离和时间模型进行有效制动计算。最后,通过文中方法所得计算结果与CRH6A型动车组制动系统的性能型式试验实测数据进行对比分析,验证了该方法的可行性和有效性。     

列车管定压对列车制动性能影响仿真研究

我国货运列车一直使用500kPa和600kPa两种列车管定压,两种列车管定压带来列车管理和运用中的一系列问题,要求统一列车管定压呼声很高。但列车管定压对列车制动性能影响一直没有明确结论,因此统一列车管定压工作迟迟不能推进。使用基于气体流动理论的列车空气制动仿真系统,仿真分析了两种主管定压下重载列车的常用制动,紧急制动和常用制动后缓解的制动系统性能,系统的分析了列车管定压对列车制动和缓解性能的影响。计算结果表明,当常用制动减压量在140kPa以下时,主管定压600kPa时制动能力略强,约增强1.5%左右,其主要原因制动缸充风略快。当全制动时,主管定压600kPa比500kPa制动缸平衡压强高约74kPa,制动能力增强5.4%;主管定压600kPa时全制动减压量范围扩大,制动缸压强变化范围增大,列车调控能力更强。紧急制动时,定压600kPa制动能力比500kPa能力更强,制动距离缩短11.4%,主要原因是副风缸初压高,紧急制动后制动缸最终压力也高。常用制动缓解时,在制动系统漏泄较小时主管定压对列车再充风能力影响不大,但当制动系统漏泄较大时,列车管定压越高,再充风时间越长,在中度漏泄时,再充风时间约延长13.9%。     

铁道列车制动限速

阐明并确立铁道列车紧急制动限速与常用制动限速的涵义、影响因素、核定依据以及不同的确定方式。通过铁道列车紧急制动距离限值与紧急制动限速的数学关系,可以求解不同条件下的列车紧急制动限速值。建立铁道列车紧急制动限速的简化经验公式,并给出各种既有列车特定的相关经验系数。基于常用制动时列车总减速力等于零的极限约束条件,计算并绘制普通货物列车的常用制动限速图。利用图解方法得到我国普通货物列车总制动限速图以及其中的紧急制动限速与常用制动限速的分界转换线。利用相关的简化经验公式及制动限速图可以方便、准确地求出列车具体制动限速值或制订列车制动限速表。     

使用F8型空气制动机的快运货车制动系统仿真分析

基于F8型空气制动机的原理和空气流动理论，建立了使用F8型空气制动机的列车制动系统模型，开发出计算机仿真程序。通过比较仿真与试验结果的缸、管压力与制动距离，证明程序的正确性。并使用仿真程序对使用F8型空气制动机的快运货物列车进行制动性能分析计算，计算结果显示快运货物列车各种制动性能正常，紧急制动距离符合《中华人民共和国铁路主要技术政策》中的有关规定，能够在规定距离内安全停车。F8型空气制动机可以作为快运货物列车的制动控制系统。     

地铁车辆基地内调车制动距离的计算

信号系统应保证列车在场/段内调车作业和列车进出场/段的安全运行,并与正线行车密度相适应。可以通过合理的信号机布置以提高场/段的接发车能力,也可以在保障制动距离的前提下提高车辆的平均运行速度,来达到提高场/段内运营效率的目的。影响地铁车辆制动距离的因素有坡度、速度、风速、车辆质量和车辆的编组等。通过车辆制动距离的计算可知,坡度、速度对车辆制动距离影响较大,而车辆质量和编组数对制动距离的影响很小。针对不同坡度、速度计算了地铁车辆的制动距离,给列车司机提供参考。     

200km/h动车组制动距离计算方法探讨

时速200km及以上动车组已在我国铁路提速繁忙干线和客运专线上陆续投入运营。运行监控装置是保证动车组运行安全的重要设备,而监控装置制动模式曲线是应用列车制动距离计算方法确定的,这使动车组运行监控装置实时准确地监控列车运行并为运用部门提供动车组制动距离计算资料。