高速铁路牵引计算与仿真系统研究

高速铁路的牵引计算与仿真对优化高速铁路线路设计、优化列车运行时间等方面具有重要意义。然而由于缺少高速铁路牵引计算规范和动车组数据资料保密未公开等原因,导致对高速铁路牵引计算仿真与系统的研究较少。采用动车组特性曲线CAD矢量化法和程序开发相结合,解决了高速铁路牵引计算力学数据的有效获取。基于多质点模型,建立了动车组牵引力、制动力、列车阻力的计算方法和公式。从牵引、惰行和制动三方面建立了动车组运动模型求解和运行过程计算算法。在此基础上,采用C#2010编程语言和Access数据库,开发了基于多质点模型的动车组牵引计算与仿真系统。实现了动车组数据和线路等数据的一体化管理;采用动车组编组等参数化设置,实现了不同参数下的高速铁路牵引计算与运行过程的完整仿真。     

基于牵引效率曲线的动车组能耗仿真计算

动车组能耗评估对于列车顶层参数设计、新建线路能耗评估等工作意义重大,其关键在于动车组能耗的准确测算。文中采用基于牵引效率曲线的能耗计算方式进行仿真计算。根据实测动车组牵引效率曲线,总结不同级位下牵引效率特点,并将其作为能耗测算的输入条件,建立能耗计算模型进行仿真计算。将能耗仿真计算结果与实际线路测试的能耗数据进行对比分析,误差在2.4%~7.3%之间,验证了该能耗仿真计算模型及方法的实用性和准确性。     

动车组牵引系统地面模拟线路运行的试验方法

结合仿真技术以及动车组背靠背试验台的特点,提出一种地面模拟动车组牵引系统线路运行的试验方法,将实际的线路数据输入仿真软件,通过软件仿真得出列车运行的时间、速度等数据,并将这些数据导入到地面试验系统中,模拟动车组牵引系统的线路运行。这种试验方法使得动车组牵引系统在地面就能对线路运行性能进行试验验证,便于及早发现问题进行整改,对牵引系统的性能进行了更为全面可靠的验证,为牵引系统设计提供参考。     

城际铁路最大坡度研究

通过我国城际铁路运行的动车组在不同最大坡度牵引、制动工况模拟仿真,从动车组的各项性能和在不同坡度上的牵引能耗;从最大坡度对运营时间、运行速度以及对区间通过能力的影响等方面进行综合分析研究,提出我同城际铁路建议采用的最大坡度,供城际铁路设计时参考.     

基于全数字仿真的车网高频谐振分析与抑制技术研究

文章基于Matlab-Simulink仿真平台,结合交流牵引供电网链式模型和高速动车组牵引系统模型,搭建全数字车网综合仿真模型。通过模型中预留的可调节牵引供电网、动车组控制参数接口和可变运行工况等功能,复现实车运行中出现的高频车网谐振现象,并研究牵引供电网参数、牵引控制器参数和动车组数量对车网高频谐振的影响。在此基础上,提出改变牵引系统四象限整流器控制参数以抑制车网高频谐振的优化方案,并通过全数字仿真和正线运行测试,验证该方案的可行性和有效性。     

动车组节能运行控制策略仿真分析

依据动车组运行速度、牵引制动特性及运行区间线路特征构建运行能耗数学模型,输出包含最大级位牵引、最大级位制动、小级位牵引、惰行和小级位制动等运行工况的节能运行控制曲线;对运行区间进行离散分区,构成区间分区序列,分区间的运行速度转换点构成速度转换序列;根据最优速度转换序列,组合最大牵引、匀速、惰行及最大制动运行模式,得到最优节能运行控制策略;采用实际线路及列车参数对最短运行时间能耗、司机操作运行能耗和节能策略运行能耗进行仿真分析,输出速度-能耗-里程关系曲线。通过对仿真计算结果与实车测试数据进行分析对比,验证了动车组节能运行控制策略的有效性。     

动车组牵引传动系统故障导向安全技术仿真研究

为深入研究动车组牵引传动系统故障导向安全技术,搭建了基于RT-LAB的动车组牵引传动系统HIL仿真平台,该平台将牵引系统和列车网络系统集成于一体,且同时考虑牵引系统被控对象的正常建模和各种故障建模,采用该平台进行了各种工况仿真研究。该平台不仅可用于正常工况下牵引系统静、动态性能仿真,还可用于牵引系统各种故障模拟、复现,具有较高的应用价值。     

高速动车组牵引变流器关键数据记录及解析

为保障高速动车组安全运行和满足牵引变流器研发及维护的需要,设计开发了高速动车组牵引变流器关键数据记录及解析系统。本系统以标准CPCI-6U结构数据采集板卡为基础,实现了对模拟信号、高低速数字信号的采集、记录工作,并能通过以太网接口与上位机进行数据传输,完成数据解析。该系统已在多款动车组牵引变流器中得到应用,在实际故障分析中提供了准确的现场数据,为牵引变流器的研发、调试及维护提供了依据。     

基于多目标仿真技术的牵引节能优化关键算法及应用研究

城市轨道交通供电系统中牵引供电能耗受列车运行策略、运行时刻表编制和线路断面设计等多种因素影响.利用多列车仿真技术开发了一套牵引能耗仿真分析模型和多车牵引供电模型,研究了单车驾驶策略和基于运行时刻表的多车协同牵引节能优化技术.基于合肥轨道交通1号线列车运行数据的仿真结果表明,该优化技术效益较为明显,综合节能效果可达5％.     

地铁电动车组交流牵引计算与仿真分析

提出了一种地铁电动车组交流牵引计算模型，介绍了基于Windows环境下所开发的相应的系统仿真程序，并用实例进行了分析和计算，其结果达到了国外设计公司提供的可行性分析报告的要求，也与上海地铁2号线工程的实际运行情况基本一致。该软件通过模拟地铁电动车组的实际运行，计算出电动车组的运行距离、运行速度、从接触网受取功率(或电流)以及能耗等随时间的变化量。然后，再将这些数据经过功能性处理，以满足不同的实际要求。     

电动车组交流传动系统的硬件在回路实时仿真研究

以某型电动车组交流传动系统为例,建立了基于MATLAB/SIMULINK的牵引主回路仿真模型,引入半实物实时仿真技术,建立了基于"实际牵引控制装置+dSPACE仿真器"模式的硬件在回路实时仿真测试系统,可为我国高速动车组交流传动系统的设计及验证提供良好的技术支撑。     

交直交电力牵引谐波的影响与改进

测试结果表明交直交动车组、大功率电力机车与传统电力机车相比最显著的特征是其谐波特性不同,对牵引供电系统、动车组的影响较大。本文列举上海铁路局管内交直交电力牵引负荷的谐波特性及其对牵引供电系统、动车组的影响,经研究试验采用了相应技术措施进行改进,确保牵引供电系统和动车组的正常运行。     

CRH380B(TX)动车组保护接地方案设计

介绍了动车组设置接地的重要意义,简述CRH380B(TX)动车组牵引系统主回路结构形式,通过对CRH_(3C)动车组接地系统结构分析,并结合其他车型接地特点,提出了新的接地方案,经线路试验验证,数据表明CRH380B(TX)动车组保护接地方案技术可行。     

动车组停站方案对运行效能影响仿真分析

动车组停站方案是制定高速铁路开行方案的关键,对动车组运行效能影响最大。为了直观分析不同停站方案对动车组运行效能的影响,为确定合理动车组停站方案提供依据。采用计算机仿真技术,以成渝客运专线为实例,从运行时分、运行速度、运行工况、运行能耗、速度距离和运行时分曲线等多方面,对站站停、跨站停和一站直达3种主要停站方案进行仿真计算和分析,从量化角度得到3种不同停站方案对动车组运行效能影响。分析结果表明,跨站停和一站直达停站方式更为优越,仿真计算方法也为确定合理的动车组停站方案提供更为直观和可量化的参考和依据。     

CRH6A-A型短编城际动车组牵引变流器设计

短编(通常为4辆)城际动车组相较于标准8辆动车组动车数较少,牵引变流器故障损失动力时会对车辆运营造成更严重的影响。首先介绍一种采用主辅充一体化设计理念的大功率水冷牵引变流器,包括其主电路设计、工作原理和总体结构。然后对可单重运行四象限整流器、冷却系统等重点技术进行分析。试验与实际运营表明,该牵引变流器的技术性能能够满足大功率短编城际动车组的应用要求。     

动车组寿命周期效益分析与评价

针对我国动车组技术特征和运用、维修、管理特点,分析动车组寿命周期费用(LCC)主要影响因素;构建兼顾不同车型特点的模拟动车组及其技术经济参数,提出动车组寿命周期总费用、年均费用、日均费用、单位列车运行里程费用、单位客座运行里程费用等评价指标,并开展模拟计算、分析和评价;针对动车组购置、能耗、维修等主要费用单元,从研发、运营、维修等角度提出LCC优化途径和策略建议。     

400km/h多流制高速动车组牵引系统研制

围绕400 km/h高速动车组多制式、轻量化及节能降耗的牵引系统设计需求,阐明了牵引系统的设计原则,论述了牵引辅助变流器、永磁电机等关键部件的技术方向和设计特点,介绍了牵引系统及关键部件试验验证情况。试验结果表明,该牵引系统及关键部件性能良好,满足动车组牵引系统各项指标要求。     

动车组运行能耗影响因素的量化分析

动车组能耗对铁路运输成本具有重要影响,列车性能和运营状况是影响动车组运行能耗的主要因素。针对目前对于动车组能耗影响因素以定性分析居多,以大量数据分析为基础,以各CRH型动车组为实例,以计算机仿真技术为手段,分别设置不同的仿真环境,从坡道设计、曲线半径、车站分布、动车组质量和限速5个主要方面,定量分析各影响因素对动车组运行能耗的影响,得出各因素对能耗的重要度和灵敏度。实现动车组运行能耗影响因素的量化分析方法,解决由定性分析到定量分析的关键问题。为合理确定动车组能耗水平、优化高速铁路线路设计、高速铁路节能运营组织和宏观把握高速铁路节能方向提供了更为直观的参考和依据。