地铁车辆救援连挂分析及虚拟仿真系统搭建

为提高地铁列车的事故救援能力,实现救援连挂过程的三维可视化,建立覆盖多种工况的曲线模型,以及地铁车辆动态相对位置和姿态计算模型。采用一维黄金分割搜索算法,求解地铁车辆位置和姿态,以及车钩转角。基于虚拟现实技术,在Unity平台上搭建地铁车辆救援连挂虚拟仿真系统。虚拟仿真系统可以生成三维虚拟救援场景,实时观察车辆位置和姿态,以及车钩转角,根据用户需求,控制车辆速度和运动方向。     

连挂车辆几何曲线通过计算

采用车辆动态包络线计算方法,得到车体在转向架中心销位置的横向和垂向偏移量。采用几何计算结合绘图法,得到车辆通过不同曲线时的姿态。以前后两车间车钩长度为变量,迭代得到设定的车钩长度,从而确定并绘制出前后连挂车辆的姿态。得到车钩摆臂角、风挡折角等参数,通过作图法可以得到车间连接件的姿态以及车间距离。分析了车辆连挂状态通过圆曲线、S型曲线等工况下,车辆处于曲线不同纵向位置时,最大车钩摆臂角及极限车间距。从分析结果可见,在相同的曲线半径下,车辆连挂通过圆曲线时达到车间极限距离;通过S型曲线时达到车钩最大摆臂角。车辆在曲线上的纵向位置对车间连接姿态影响很大。     

5000型地铁车辆HRDA-1制动装置

介绍了新研制的5000型地铁车辆的制动系统各控制模块，以及模块间的联锁关系和原理。     

一种大型养路机械车辆作业防撞系统

大型养路机械车辆作业防撞系统是一套辅助操作人员进行车辆间位置判读并自动进行防撞预警的作业安全防护设备。作业防撞系统通过GPS定位、激光测距、轮径脉冲计数等手段实现车辆的位置定位及相互距离判断，通过数传电台及4G网络模块实现车辆通信，将车辆间相互距离的实时监测及当前车辆速度经过防撞模型算法处理，得到车辆的碰撞预警信息，实现大型养路机械车辆防碰撞预警功能。系统在现场测试中可实现60 km/h的车速下，提前1 min以上进行车辆碰撞预警，有效保障了大型养路机械的作业安全。     

基于北斗卫星与惯性传感器组合导航技术的现代有轨电车定位终端设计

设计基于北斗卫星与惯性传感器组合导航技术的现代有轨电车定位终端,该终端从串口接收北斗卫星与惯性传感器组合导航模块的定位数据,经由主控计算单元分析和提取有效信息,完成数据处理,并将处理后的数据通过专用无线集群上传到中心车辆位置服务器,实现全线车辆的实时定位。该终端已经在北京现代有轨电车西郊线上应用,为行车调度提供了可靠的车辆位置信息。     

高速磁浮轨道导向不平顺检测系统的研究

高速磁浮列车是利用电磁力实现车辆与轨道无接触高速运行的一种新型交通工具,车辆的导向和制动性能受到轨道导向不平顺的影响。为了保证高速磁浮车辆运行的安全性、稳定性和舒适性,设计一种结构简化、低成本和搭载式的磁浮轨道导向不平顺检测系统。该系统基于惯性基准法原理实现检测,由加速度计、测距传感器、数据记录仪和里程检测模块组成,并未使用陀螺仪和倾角仪测量载体的姿态角变化。分析了车辆姿态变化对导向不平顺检测误差的影响,因未修正姿态导致的检测误差绝对值在直线段轨道达到0.4 mm,而在曲线段轨道超过了3 mm。为了降低缺乏姿态观测所致误差,提出一种设计线型辅助的策略用以部分替代倾角仪功能,即以列车所在位置轨道的横坡角和纵坡角分别近似替代载体的侧滚角和俯仰角低频分量,并用于补偿加速度积分中的重力和离心力分量,仿真表明该方法可将曲线段轨道的检测误差降低至0.6 mm。此外,结合磁浮轨道刚度大、变形小以及分段铺设的特点,利用分段直线拟合方法对不平顺检测结果进行平滑处理,从而进一步降低缺乏姿态观测的影响,保证系统具有足够的检测精度。通过小车检测试验,结果表明所设计系统及数据处理方法可实现±0.5 mm之内的检...     

有轨电车浮动车体动态包络线计算方法

浮动车体有轨电车采用模块化铰接车体结构,车体各模块之间采用铰接装置连接,因而其限界计算不能直接引用使用刚性车体的地铁车辆的计算方法。根据5模块悬浮车体有轨电车的结构特点和运动自由度,参考CJJ 96—2003标准,探讨了5模块浮动车体有轨电车的车辆动态包络线的计算方法。根据车体各模块之间以及车体与转向架之间的运动关系,分析了车体各模块的横向偏斜系数、垂向偏斜系数和柔性系数的取值方法,并增加了车体相对转向架转动而产生的横移量。提出的限界计算方法可扩展到3模块和7模块的浮动车体有轨电车以及单车体型有轨电车。     

低地板铰接列车动态包络线计算

通过分析70%和100%低地板铰接列车通过直线轨道和曲线轨道时的位置和运行姿态,推导铰接列车几何曲线通过算法。采用CJJ96-2003车辆动态包络线计算方法,根据铰接列车的结构特点对计算公式进行修正。结合列车姿态,提出铰接列车的动态包络线计算公式和计算方法。编写了计算机仿真软件,实现低地板铰接列车的几何曲线通过和动态包络线自动计算。     

被动导向电磁型中、低速磁浮列车运动学建模和分析

为解决EMS型磁浮列车的整车运动学问题,考虑横向电磁回复力和机构约束关系建立车辆运动学模型,导出表述列车运动学特性的非线性方程组,用MATHEMATICA软件求解这一方程组,给出列车各构件的绝对位置和相对位置.结果表明:车辆和轨道之间是弹性约束,既非严格跟踪轨道,也非理想的电磁平衡.车辆的运动特性不能仅由几何关系或单转向架的运动特性导出,须考虑车辆构件的内部约束、电磁横向回复力的影响.通过试验,验证了理论分析的结果.     

基于鲁棒模型匹配的电动汽车转向稳定性控制

四轮驱动电动汽车在高速转向行驶过程中,由于车辆存在严重非线性,会出现横摆过大、过度转向或不足转向等现象。针对这些问题,文章在深入分析横摆角速度和质心侧偏角对车辆操纵稳定性的表征关系基础上,将模型匹配自适应控制结构与鲁棒控制策略相结合,动态控制横摆角速度和质心侧偏角,纠正驾驶路径和车辆姿态,以改善车辆行驶的操纵稳定性。仿真结果表明,鲁棒模型匹配控制策略对车辆非线性有很好的适应能力。     

城市轨道交通车辆辅助逆变器离线式诊断系统设计与应用

随着城市轨道交通车辆运行里程的增加,车辆电气部件的故障率随之呈现增长态势,许多车辆相继进入了架修或大修阶段。辅助逆变系统是车辆电气部件必不可少的部分,其核心部件就是辅助逆变器。从辅助逆变器的工作原理出发,从科学论证与上机验证的角度介绍了城市轨道交通车辆辅助逆变器离线式诊断系统的设计原理,着重阐述了直流供电系统模块、预充电和主电路保护模块、负载模块、信号转换模式、控制系统模块的设计方案,并对该诊断系统的设计进行仿真。该系统经实践验证整体效果良好,正逐步应用到辅助逆变器的故障修和架修、大修中。     

导轨式胶轮电车单元式铰接车体的铰接机构运动学分析

介绍了多模块铰接式胶轮承载的导轨式胶轮电车系统架构和主要技术参数。阐述了单元式铰接车体的组成和运动学关系。利用MSC ADAMS软件分析了车辆在小半径平曲线、小半径竖曲线及小半径S型曲线线路条件下的通过性能。校验了走行部与车体之间、车体自身之间是否有干涉发生,并计算了车体相对最大转角,确认铰接机构运行关系满足车辆运行需求。     

不同地铁车辆的碰撞响应特性对比研究

文章对碳钢车和不锈钢车两种不同地铁车型进行了耐撞性对比分析。首先建立了两节车发生对撞的耦合撞击模型,应用载荷传递路径方法,从碰撞力流在各部件的分配比例角度出发,对车辆底架模块发生的屈曲变形的诱因进行了深入分析和解释。研究成果表明,车辆边梁和枕梁位置处发生较大的屈曲变形,原因是底架作为车身主要的承载结构,在侧墙车门位置处碰撞力流进行了重新分配,碰撞力分流到牵引梁(比例占40%~60%)和边梁(比例占10%~20%)后,继续将碰撞力传递到集中承载位置处而发生了梁的屈曲失稳行为。地铁车辆发生碰撞时,其计算恢复系数一般可取为0.1。     

高速车辆动态脱轨临界状态评判方法

针对传统准静态脱轨系数指标监测高速车辆动态脱轨安全性时的局限性,提出基于车轮抬升量和轮对横移量、以轮对运动姿态决定的脱轨临界状态判断准则;建立高速车辆多刚体动力学模型,分析高速车辆动态脱轨非线性动力学特性,研究轮对运动姿态与车辆振动响应变化规律之间的关系,表明轮对横向振动加速度与车轮抬升量规律较一致;运用高速车辆动态脱轨评判方法进行评判时,首先采用轮对横向振动加速度移动均方根值作为评判车辆脱轨的指标,然后确定该指标能有效反映车轮抬升量变化时的滤波频率范围和滤波时间窗宽,最后确定该指标的合理限值。算例验证表明:该评判方法可有效监测动态脱轨安全性;轮对横向振动加速度移动均方根统计波形与车轮抬升量的变化趋势具有很高的同步性,不仅可以间接地反映轮对运动姿态的变化及车轮抬升的高度,还可以克服轮轨垂向力为零时脱轨系数失真的缺点,在评判高频动态脱轨时的可靠性更高。     

大型养路机械状态监测及故障诊断系统

为了能够及时、准确地分析掌握作业现场大型养路机械的工况、施工质量、行车安全、车辆位置、设备故障等数据信息,以及实现快速诊断响应并处理现场出现的各种报警故障问题,急需研制一套大型养路机械状态监测及故障诊断系统以满足当前用户需要。本系统通过在车辆现有的电气控制系统的基础上,加装一套监测诊断装置,并通过4G无线模块把现场采集到的车辆各类信息经过相应处理后发送到地面端处理系统,最终实现车辆的在线监测及故障诊断等功能,目前该系统已成功应用于多种车型的大型养路机械车辆上,取得了良好的应用效果。     

高速磁浮车辆悬浮架装配关键技术研究

文章针对高速磁浮车辆悬浮架装配关键技术展开研究,通过悬浮架的功能与技术以及各结构模块组成关系对悬浮架进行分析,确定装配工艺流程、工艺重点与难点,实现了装配的技术要求。     

铁路限界检测系统中三维位置与姿态信息的测量方法

为了满足铁路限界检测系统中三维位置和姿态信息精确、连续、可靠和经济的测量需要,采用捷联式惯性导航系统(SINS)和全球定位系统(GPS)组成高精度三维定位与姿态测量系统,通过捷联式惯性导航系统自主初始对准获取初始姿态角信息,并通过惯性/卫星深组合滤波方法在线实时估计惯性导航姿态角误差,进行闭环修正,从而获得连续的高精度三维位置和姿态信息。铁路实车动态试验表明该方法测量的姿态信息满足现有铁路限界检测中激光扫描平台三维位置与姿态信息的需求。     

有轨电车车辆基地用地指标研究

针对有轨电车车辆基地不同的功能需求,明确各类车辆基地对应的维修任务;基于检修人员配置与检修工艺流程,分析了车辆的检修效率;根据有轨电车车辆基本参数特征、车辆基地不同的总平面布置形式及列位排列方式,通过作图法统计出各检修设施4、6模块下的单位模块用地面积;结合国内其它有轨电车车辆基地的设计情况,总结了其它附属设施、道路、绿化面积指标;组合相应的设施面积,提出了用地面积控制指标,实际案例分析结论表明研究结论具有较好的可应用性。     

铁路剧毒品货物运输实时监控系统

为实现剧毒品货物原始信息的及时发送和接收，实时查询剧毒品货物运输信息，实时追踪和监控剧毒品货物运输车辆，提出通过GPS车载监控装置、地面货物检测识别装置、计算机系统和铁路数据通信网络构建覆盖铁道部、铁路局、剧毒品办理站的3级剧毒品货物运输实时监控管理网络。整个系统由铁道部、铁路局剧毒品货物监控中心系统和剧毒品专办站剧毒品货物信息管理系统组成，通过铁路数据通信网实现各系统间的互连。监控中心系统的功能模块包括短信数据接收、GPS数据处理、信息传输、警示信息处理、剧毒品货物动态信息接收和处理、剧毒品货物车辆位置实时显示以及主控制系统模块。剧毒品货物信息管理系统包括剧毒品货物信息采集模块、货物出／入库信息核对模块、货物进出库动态监测及错误报警模块等。     

新型高温超导磁浮车辆通过曲线时的运动学规律

以所设计的新型高温超导磁浮转向架为例,探究高温超导磁浮车辆通过曲线线路时的运动学规律,并分析车辆过曲线时转向架以及车厢与磁轨的位置关系及几何运动关系。基于磁浮车辆过曲线时所受到的离心力与高温超导体的自导力平衡的假设,推导出车辆过曲线时的几何关系及数学表达式,并给出近似计算公式,为转向架设计提供一定的依据。