列车控制网络及提高其可靠性的对策

分析我国列车控制网络系统的现状，根据应用中遇到的具体问题，提出提高当前列车网络主可靠性的对策。指出我国近期应以开发中速网络为主，同时也要着手高速网络的研究、积累和开发。     

高速列车制动系统性能的探讨

从高速列车的特点出发，对列车制动系统缓解后的充风时间、电空制动控制方式、制动方式的配合和控制性能等进行探讨。着重探讨紧急制动距离以外的高速列车制动系统性能方面的问题。     

CRH_2型高速列车网络控制系统的创新研究与实现

介绍了CRH2型高速列车的拓扑结构及其列车网络传输协议,详细描述了自主高速列车网络控制软件系统架构以及网络控制系统逻辑功能。试验运行表明,高速列车网络控制系统技术先进、稳定可靠,符合系统设计要求。     

基于自抗扰控制的高速列车自动驾驶速度控制

针对高速列车在复杂环境运行时,传统PID控制器受未建模动态及外界未知干扰导致列车速度追踪误差大的问题,提出一种基于自抗扰控制ADRC(Active Disturbance Rejection Control)的高速列车速度控制算法。基于单质点模型建立列车的状态空间方程,令列车方程中的未知部分作为扩张状态设计二阶自抗扰控制器,并利用CRH380A型列车参数进行仿真,对指定的目标速度曲线进行追踪,证明基于自抗扰控制算法的可行性;同时设置干扰量,与传统PD控制、非线性PID控制算法在抗干扰性能和追踪误差等方面作比较。结果表明,基于自抗扰控制的高速列车速度控制器具有抗干扰性强、追踪误差小的优点。     

高速列车总线式与交换式网络控制系统重联设计

当前我国高速动车组网络控制系统主要有总线式和交换式2种通信方式,但某些特殊情况下,同速度等级2种通信模式的车型需要实现互联互通。由于2种网络控制系统技术特性和工作原理不同,实现互联互通存在困难,为此提出了一种高速列车总线式与交换式网络控制系统重联方案,包括列车网络拓扑方案、自适应重联策略、初运行过程实现和互联互通控制等,并在"复兴号"高速动车组上进行了验证。验证结果表明,该方案能够实现2种不同通信类型的列车的互联互通控制,对提高列车运营效率具有非常重要的现实意义。     

高速列车与重载列车构成的探讨

本文基于《高速与重载列车牵引参数的选择》一文的研究结果，进一步对高速列车与重载列车的构成进行探讨，建立了有关计算模式，并分别对高速列车的动轴数，动车数，拖轴数和拖车数以及重载列车的动轴数和机车数等有关列车构成的参数进行计算与分析，最后结合我国规划实际，提出发展我国高速列车与重载列车的构成建议。     

基于以太网的高速列车控制系统研究

以太网因在提升列车维护效率、降低维护成本、促进列车智能化方面逐渐展现出独特优势,所以基于以太网搭建智能化的控制系统将是列车控制的发展趋势。文章从当前高速列车控制系统的现状出发,提出了一种基于以太网的列车网络控制系统。结合系统的拓扑结构,分别从系统工作效率、实时性和可靠性方面进行了系统的阐述。结果证明该系统在构建高速列车控制系统方面具有很好的应用前景。     

基于无模型自适应控制的高速列车ATO控制器

针对高速列车在多变复杂环境运行时,传统控制器出现的动力学模型不匹配和司机操作存在安全隐患的问题,提出一种基于无模型自适应控制(Model-Free Adaptive Control, MFAC)的高速列车自动驾驶控制器设计方案。首先,构建全格式动态数据列车模型,将列车的非线性特性转移到伪梯度中;其次,根据全格式动态数据列车模型设计无模型自适应控制律和列车控车原理,通过列车运行数据估计伪梯度,构建ATO控制器;最后,使用"兰州西—西宁"的动车组运行数据进行仿真,得到MFAC控制器作用下的速度追踪误差为0.254km/h,列车加速度冲击率区间主要分布于[0,0.1)中,约占总步长的83.8%,并与模糊自适应PID(ProportionIntegral-Derivative)在速度追踪、位移追踪和舒适度方面做了对比,结果表明该控制器的性能更优。     

高速动车组列车网络控制系统自主化研制及应用

高速动车组列车网络控制系统作为动车组的神经中枢系统,完成列车的控制、监视、诊断与保护任务,是动车组的核心系统和关键技术,也是国外公司技术封锁的重点。介绍自主研制的高速动车组列车网络控制系统的主要功能、关键技术及应用情况。运用考核结果表明,该系统功能、性能和技术指标满足高速动车组技术指标要求,突破了国外公司的技术垄断和限制,系统掌握了列车网络控制系统的核心技术。     

高速列车的控制、监控与诊断技术

概述了高速列车对可靠性、可用性、可维护性和安全性的要求,具体介绍了高速列车在动力控制、运行监控、故障监测与诊断及通信网络等方面的技术动态。     

基于全以太网的列车网络控制系统在美国地铁列车上的应用

从列车网络控制系统的拓扑结构、通信协议架构、冗余措施及功能描述等几个方面对基于全以太网的列车网络控制系统在美国地铁列车上的应用进行了详细分析与试验验证。在装车调试之前进行系统集成测试可尽早地发现列车网络控制系统或子系统在硬件和软件方面存在的各种问题,大大节省装车调试所需要的人力和时间。     

列车通信网络及其访问控制协议和选用原则

介绍列车通信网络的发展历程,主要的列车通信网络结构和功能,提出列车通信网络中合适的访问控制协议,结合我国具体情况,给出列车通信网络的选用原则.简要描述了列车通信网络的应用.     

列车控制与服务网络旅客服务流量特性分析与建模

列车控制与服务网络要求列车控制业务和旅客服务业务在同一网络进行传输。为保证列车运行安全,必须对列车旅客服务业务流量进行监管,而旅客服务流量特性是实现有效监管的重要依据。在实验室局域网模拟列车旅客上网环境,通过WireShark采集常见旅客服务应用的流量数据,并提取公开流量数据集的部分数据作为补充,构造旅客服务业务流量数据集;利用Python相关工具包,将旅客服务业务报文到达时间间隔与经典概率分布模型拟合,对比拟合实验结果,据此建立旅客服务业务报文到达时间间隔的数学模型,并通过评价指标验证模型的可信度。本文的研究成果对列车控制与旅客服务网络规划设计、流量监管和系统仿真等方面具有重要意义。     

一种基于车载双天线的GSM-R冗余网络无缝切换方案

随着铁路现代化的发展,列车运行速度逐渐增加,由此导致列车在穿越GSM-R网络小区的过程中需要频繁地执行越区切换操作。由于GSM-R网络先断后连的硬切换方式必然造成切换过程中存在通信中断等问题,对行车造成一定的安全隐患。传统的切换优化方法仅针对单层网络中移动台越区切换过程进行改进,忽视了GSM-R系统现有的冗余网络配置特点。本文提出一种将GSM-R双层冗余网络中的不同基站组成一个为列车服务的虚拟小区,并采用车载双天线与虚拟小区进行协作通信的方案,以充分利用冗余网络配置特点,从而实现列车穿越小区过程中完成无缝切换操作。仿真结果表明:所提出的方案使切换中断率明显降低,为列车的安全运行提供了可靠保证。     

WSN在高速列车运营环境监测中的应用框架研究

无线传感器网络(WSN)在高速列车运营环境监测中的应用尚处于起步阶段,介绍无线传感器网络在高速列车运营环境监测的应用,从统筹规划的角度构建应用框架以及不同场景的应用模型。通过研究基于无线传感器网络的高速列车运营环境监测理论与应用现状,分析列车运营环境监测的需求,搭建基于无线传感器网络的高速列车运营环境监测系统总体框架,并分别建立地面、车载、车地以及车站无线传感器网络架构。提出研究基于无线传感器网络的高速铁路运营环境监测系统关键问题,为进一步研究无线传感器网络在高速列车运营环境监测中的应用起到指导性的作用。     

车网谐波耦合特性及车载抑制策略研究

为经济有效地解决车网谐波耦合导致的车网匹配的矛盾,首先分析了交流列车网侧电流谐波特性及其与牵引网电压谐波关系,得出了一些具有指导作用的基本结论和规律,然后在此基础上,提出了基于PR控制和状态观测的车载谐波抑制策略,并通过线路运行试验验证了该策略能有效抑制车网谐振,实现了列车网侧电流总谐波畸变率为0.5%、等效干扰电流为1 A的优异性能,保障了车网系统安全可靠地运行。     

ARCNET网络系统实时性能分析与研究

列车控制网络在列车控制系统中起着非常重要的作用,其实时性能直接影响到列车的安全可靠运行。对其实时性能进行分析评价可以优化设计列车控制网络的应用层,合理配置网络,优化网络性能,从而保证列车的安全可靠运行。本文介绍ARCNET列车控制网络的数据帧类型,数据通信机制和自动重构过程等,并对ARCNET网络通信延迟时间参数进行分析,建立ARCNET网络数据通信延迟时间模型、分析其网络实时性,并提出改进网络实时性的方法。最后在搭建的网络控制系统中,对实验测试结果和模型计算结果进行比较,验证模型的正确性。并利用分析结果以及建立的通信延迟时间数学模型,计算开发基于ARCNET轻轨列车网络控制系统的轮询周期,为系统应用层设计提供依据。     

中国标准动车组以太网控车重联模式研究

中国标准动车组列车通信网络是列车上信息交互的关键设施,与传统通信方式相比,以太网总线技术是相对较新的列车通信网络,它具有带宽大、组件灵活及成本低等优点.以中国标准动车组以太网控车为研究对象,描述了以太网控车的重联方式、位置映射,以及重联信号的判定,通过拓扑协议实现了列车的结构拓扑和信息共享,使得以太网控车技术更加快速、...     

LonWorks分布式控制网络技术在轨道列车中的应用

LonWorks作为一种成熟的控制网络技术,己在列车通信网络中得到广泛的应用,但因不能实现自动编组,且与车辆总线的连接也有问题,使其运用受到限制。现提出了初步解决方案,并通过实验进行了验证。     

客流饱和条件下轨道交通网络动态可达性分析

轨道交通客流的日益增长使乘客在网络上的出行可达性受到影响,当轨道交通处于客流饱和时乘客存在无法上车而被迫留乘的可能性。为分析轨道交通网络可达性的动态变化特征,建立考虑客流饱和条件下的轨道交通网络动态可达性的评价模型;模型以轨道交通网络拓扑结果作为可达性的空间特性,以列车运行计划作为其时间特性。在深圳轨道交通网络上进行案例分析,通过网络客流和列车运行计划,得到乘客在网络上的期望旅行时间,继而得到OD对及车站的可达性指标。结果表明,目前的轨道交通网络中客流需求更大的车站往往配备较好的列车运输能力,以提高可达性,但是受限于列车开行间隔,客流饱和条件下的部分热门车站动态可达性较低。提出可达性评价方法,可用于评价网络中的客流需求与列车运行计划的匹配程度。