高速列车制动计算中值得关注的问题

1998年颁布实施的《列车牵引计算规程》已法定采用单位重力的作用力N/kN作为单位力(列车阻力或牵引力或制动力)的单位,我国高速列车制动计算中单位力的单位必须统一到法定单位上来,并采用由此建立的一系列计算公式;同时指出高速动车组的制动计算绝不能忽视回转质量系数,均牵式(动力分散式)高速列车的回转质量系数大于推挽式(动力集中式);此外,还对制动粘着系数、列车基本阻力等制动计算参数的试验公式实用化问题作了论述。     

高速与重载列车3个牵引计算参数的界定值

我国高速铁路与重载铁路发展迅速,尤其高速铁路与高速列车的数量与品质已居世界前列,所以界定高速列车与重载列车一些有歧见的牵引计算参数非常重要。依据分析与研讨结果,3个相关的牵引计算参数(回转质量系数、牵引力使用系数及保有加速度)的界定值已经得出并予以推荐:(1)我国高速列车(含空货物列车)的回转质量系数应取定为0.10,重载列车的回转质量系数仍维持0.06,相关的列车运行时间和距离的计算公式见表3;(2)对于高速与重载列车而言,牵引力使用系数完全没有必要;(3)高速列车与重载列车以及其他列车保有加速度可按表6选用,对于最高速度360 km/h及其以上的高速与超高速列车保有加速度(计入回转质量系数)可降至0.04 m/s2左右,而重载列车的保有加速度至少要选用0.01 m/s2。     

收纳高速动车组的《列车牵引计算规程》刍议

我国开通运营和正在建设的高速铁路里程已双冠全球。中国高速动车组(CRH系列)已规模制造和广泛采用,所以未来修订《列车牵引计算规程》收纳动车组已是大势所趋。动车组与机车牵引式列车的编组不同,是动车(M)和拖车(T)的固定编组,可以直接为列车牵引计算提供在平直道上所有运行工况下的列车单位合力数据。由于彼此的回转质量系数不同,高速动车组和机车牵引式列车虽然均遵循列车运动方程,但具体计算列车加速度、运行时间和运行距离等公式的相关系数存在差异。此外,一些意见和建议可供未来修订《列车牵引计算规程》参考,诸如删节图表、合并机车单位基本阻力公式、深入探究起动阻力、附加阻力(曲线阻力、隧道阻力等)以及系统计算精度等。     

动车组牵引计算仿真研究

通过分析我国高速列车动车组牵引制动特点,在建立动车组牵引计算力学模型的基础上,利用VC++2005.net开发了适合于我国高速列车动车组的牵引计算仿真系统。在分析动车组受力组成的基础上,根据机械能增量与耗散力做功相等的结论以CRH3动车组为例,结合实际的线路条件说明了该仿真模型计算结果的合理性。     

CRH_3高速动车组牵引特性分析

目前300～350 km/h的交流传动动车组已在沪宁、沪杭高铁线路及京津、武广城际铁路上运行。高速动车组具有重量轻,粘着利用好,启动加速度快等特点。以CRH_3型4动4拖八节编组为例介绍交流传动动车组牵引加速度、牵引力、制动力和制动距离的计算,以及牵引系统在故障情况下的运行特点。     

基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台

为了检算铁路客运专线闭塞分区长度与列控系统的符合性,设计基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台。采用HTML,CSS,JavaScript,Vue.js,Node.js和Koa等Web技术进行开发,使用MySQL作为后端数据库,构建B/S架构应用平台,包括基础数据处理、列车运行仿真、列车追踪间隔时间计算、闭塞分区检算和统计分析5个功能模块。其中,列车运行仿真模块为牵引计算平台的核心,由线路信息、列车动力学模型、列控车载设备制动曲线算法和速度控制组成;列控车载设备制动曲线算法具备列车超速防护功能,根据移动授权和列车速度距离信息生成允许速度和制动指令,实现列车运行仿真的闭环处理。选取京沪高速铁路列控工程数据和CRH3A型动车组参数进行列车牵引计算,得到高速铁路列车追踪间隔时间,验证闭塞分区设计长度满足列控车载设备制动距离要求。结果表明:该平台可用于闭塞分区长度符合性检算,从而验证闭塞分区设计与列控系统的匹配性。     

70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程

回顾分析了新中国成立以来我国铁路机车车辆制动技术的发展变化,重点介绍了货运列车、提速旅客客车、重载货运列车、高速列车、复兴号动车组制动技术的自主研发情况及关键技术、性能参数,分析了制动技术在我国铁路发展过程中所起到的重要作用。最后介绍了我国铁路参与国际铁路机车车辆标准制订情况及对铁路走出去的影响。     

70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程（续）

回顾分析了新中国创立以来我国铁路机车车辆制动技术的发展变化,重点介绍了货运列车、提速旅客客车、重载货运列车、高速列车、复兴号动车组制动技术的自主研发情况及关键技术、性能参数,分析了制动技术在我国铁路发展过程中所起到的重要作用。最后介绍了我国铁路参与国际铁路机车车辆标准制订情况及对铁路走出去的影响。     

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。     

高速列车轻量化与节能分析

轻量化是高速列车的节能措施之一。从列车动力需求角度分析列车质量对牵引/制动特性的影响,提出一种基于动力需求的高速列车轻量化质量计算方法,分析列车轻量化前后的节能情况。结果表明:列车质量对高速列车牵引总功率影响较小,主要影响恒转矩区特性;动车质量对恒功率起点速度影响较大且为负相关;一定动力指标条件的高速列车,其轻量化质量下限值是确定的,对于4M4T编组时速350 km高速列车,其轻量化质量下限值约为328.23 t;高速列车轻量化主要为拖车轻量化,轻量化主要降低制动过程能耗,轻量化质量下限时的制动过程能耗降低约33.42%。     

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。     

地铁B型车牵引能耗与再生制动节能效果分析

通过模拟列车运行速度曲线,分析列车的牵引耗电量和再生制动的节能效果;探讨地铁运营的节能措施,提高运营管理水平。通过对大量列车牵引计算图的分析,获得了地铁B2型车和B1型车日常运营的启动加速度、制动减速度、列车旅行速度、牵引耗电量、列车单位耗电量以及再生制动的节能效果;比较了运行速度由80 km/h提高到100 km/h的运行效果;探讨了地铁车辆选型的基本原则,对工程设计和运营管理具有一定的参考价值。     

城市轨道交通进站制动算法研究

城市轨道交通列车制动问题解算的核心是制动距离的计算.在常用算法的基础上提出一种采用运行距离与进站制动点并进的求解方法.这种求解方法不需要反复试凑就可获得进站制动点,能更快速、准确地确定进站制动点及制动距离,且可使计算速度大幅度提高.     

地铁列车组动车配置对其性能的影响

详细介绍了地铁列车组中动车所占比例不同对列车组牵引性能、常用电制动性能、轮轨间黏着系数和平均旅行速度的影响;67%动车编组和50%动车编组的轮轨间黏着系数利用相当,全动车编组和67%动车编组的最大起动加速度、最大常用电制动减速度、平均旅行速度相当;从平均旅行速度方面来考虑,最高运行速度在100km/h以下时,50%动车编组是一种比较经济合算的编组。     

铁路噪声预测的列车运行理论速度

列车运行速度是铁路噪声的重要影响因素。在铁路噪声预测中，确定列车在起动、制动和正常行驶等过程中的运行速度是一较重要的技术环节。笔者总结了依据设计、运行图和牵引计算的3种确定方法，其中重点提出了1种用于噪声预测的简易牵引计算方法。     

中低速磁浮列车牵引性能研究

中低速磁浮列车是磁浮交通系统的关键装备,由于脱离了轮轨接触,其牵引方式也与传统列车差别巨大.以3节编组中低速磁浮列车为例,对该列车的运行阻力、牵引力、电制动力进行了计算分析,根据计算结果对列车的牵引和电制动性能进行了评价,并完成了列车的故障运行能力校核.     

高速铁路列车接近锁闭区段长度设计的探讨简

介绍高速铁路列车接近锁闭区段长度的计算模型,并在CTCS-2级和CTCS-3级列控系统下,计算CRH2型和CRH3型动车组在不同坡道下的最短接近锁闭区段长度和人工解锁进路的最短延迟解锁时间.最后为满足列车高效运行的安全性,还提出应尽快修订《列车牵引计算规程》,补充高速列车的运行参数和在部级颁发的有关文件中,明确列车最大常用制动距离限值的建议.     

铁道轮轨黏着系数

铁道轮轨黏着限制对铁道列车安全运行至关重要,尤其现代高速列车速度已达350—360 km/h,并有向400 km/h甚或以上推进的趋势,所以高速轮轨黏着条件能否支持高速牵引力与制动力就是一个现实课题。时至今日,尚无法用理论方法推算轮轨黏着系数公式格式和数值范围,只能用纯经验方法处理。本文推荐常规列车中不同型式机车(牵引)计算黏着系数的实用公式,并提供3种核算利用黏着系数的方法,基于核算、分析与讨论若干类别的高速列车利用的黏着系数范围与少数既有的高速黏着系数公式之间的位置与关系,最终推荐中国湿轨黏着系数的实用公式(μ_j=0.04+13.7/120+v),作为高速列车(牵引与制动)统一的计算黏着系数公式以及常规列车的(制动)计算黏着系数公式。     

基于着色Petri网的高速列车追踪运行过程建模与仿真

为了验证高速铁路移动闭塞系统(Moving Automatic System,简称MAS)结构完整性、控制逻辑正确性以及列车追踪运行的动态控制过程,利用着色Petri网建立移动闭塞条件下高速列车两车追踪运行控制过程的模型,采用相对制动方式下基于追踪效率最高的区间追踪间隔原理,设计了控制策略决策模块,模拟列车牵引加速、惰行以及减速运行等控制过程,研究MA更新周期变化对列车追踪控制的影响。仿真结果表明所建立的模型可以有效描述MAS下高速列车追踪运行控制过程,且MA更新的周期越小,列车的行为控制越灵敏,达到预期控制目标所需要的时间更短,满足行车安全性、高效性要求。仿真结果将为MAS在高速铁路中的实际应用提供理论指导。