重载组合列车纵向力劣化分析与运行安全研究

我国的大秦铁路重载组合列车采用Locotrol同步控制系统,可使列车头部主控机车与中部从控机车间保持同步操纵。但是在列车缓解过程中,由于全列只有2个机车作为风源对列车管充风,列车前后部制动同步性差,纵向冲动明显,特别是位于列车中部断面的机车将不可避免地受到大纵向力作用的冲击,严重影响重载列车的运行安全。为探究大秦线中部从控机车循环制动中的纵向力演变规律,进行列车在等效坡度、制动初速、缓解初速、制动-缓解初速差和电制力等各种制动调速过程中不同工况下的一系列试验,对大秦线2万t重载组合列车的中部机车纵向力进行了全面系统的分析。针对重载列车运行安全性问题,提出了2种改善途径,一是提高钩缓装置的受压稳定性,二是通过优化操纵降低列车纵向冲动。此外,根据重载组合列车纵向动力学仿真模型的计算结果,对大秦线2万t重载组合列车在关键区段的实际运行操纵方式进行了仿真模拟。仿真结果表明：在长大坡道循环制动缓解过程中,降低电制力可在一定程度上降低重载组合列车中部机车的压钩力。通过利用坡度变化和改变电制力的优化操纵可以降低重载组合列车纵向冲动。进一步验证了试验分析的结论,为列车操纵优化提供了理论依据。     

重载列车纵向冲动分布试验研究

通过1万t和2万t重载列车的运行试验,得到重载列车在不同的货车和机车编组方式、线路工况、机车牵引特性、操纵方式、制动以及车钩间隙等各种试验工况下的试验数据,并根据试验数据分析列车中不同位置货车的车钩力以及车体纵向加速度值的分布规律。分析结果表明:重载列车制动时的车钩力最大值均出现在制动开始缓解至缓解完毕的过程中;采用1+1编组方式的1万t重载列车在长大下坡道制动时的车钩力均大于平直道时;而采用1+1编组方式的2万t重载列车在长大下坡道制动时的车钩力均小于平直道时。货车在列车中所处的编组位置不同,其车体纵向冲动也不同;车钩间隙减少2/3,则车钩力可降低近1倍。主从控机车通讯及时可靠也是使不同位置的货车车钩受力分布均匀和减小列车中车体纵向冲动的重要措施。     

万吨级重载列车的安全运行条件研究

本文结合万吨列车的空气制动、动力制动及缓装置等技术装备条件，分析了万吨级重载列车的特性，对万吨列车的安全运行条件进行了研究，指出在采用先进技术装置备的同时，要贯彻以动力制动为主，空气制动为辅的操纵原则，应提高司机的操纵技术及装备的维修保养水平，并应创造良好的行车条件。     

重载列车优化操纵算法设计与仿真

文章针对电力牵引重载列车的运行特点,对重载列车的优化操纵问题进行了分析研究,设计了一种基于模糊预测和再优化的列车运行控制算法。该算法先使用模糊逻辑控制器产生操纵队列,预测列车未来一段区间的运行情况,然后对产生的操纵队列以安全、节能为目标进行反复优化。算法通过对操纵队列的有重合区间局部寻优来保证得到近似全局最优解。文章使用列车牵引计算模型对算法进行了仿真验证,结果表明该算法产生的操纵队列基本达到了重载列车运行要求。     

缓解特性对重载列车纵向冲动的影响

用列车动力学方法研究重载列车制动缓解时列车的纵向冲动，重点分析了５０００ｔ重载列车缓解时冲动的产生机理及缓解特性对冲动的影响，提出了减轻重载列车纵向冲动的建议。     

繁忙干线开行重载列车的仿真研究

根据在繁忙干线普遍开行重载列力的迫切需要，应用列车纵向动力学理论，针对繁忙一线路条件和机车车辆装备现况，对５０００ｔ级功列车的操纵运行了计算机仿真研究，分析计算结果和试验验证情况，并提出对繁忙干线开行重载列车的有关建议。     

大秦线重载列车下坡道安全运行的技术对策研究

列车在下坡道区间循环制动时的再充气是影响列车安全运行的关键问题。作为大秦线2万t级重载列车长大下坡道运行的安全对策。从大秦线重载列车采用的机车车辆技术装备和司机合理操纵两方面对此进行了介绍和分析说明。     

高速列车操纵运行的数值仿真

根据世界各国发展高速列车的经验和中国京浪高速试验列车预研究的进展，应用先进的数值仿真方法，深入详细地开展高速列车操纵运行的研究。以京沪试验列车运行的可行性方案为基础，建立了京沪高速线路库、高速列车机车车辆数据库和高速列车制动系统的数学模型，研制了高速列车操纵运行的数值仿真程序，对京沪高速试验列车操纵运行的关键技术问题进行了较全面的分析和研究。同时还对京沪高速列车进行了不同牵引重量、不同运行速度和不同停车方式的操纵运行的数值仿真。比较了京沪高速列车不同运行方案的运行时分、制动距离和能量消耗。研制的数值仿真程序的实用性和可靠性在近年来的各次重大提速和高速试验中得到反复验证。     

关于货物列车规范操纵的探讨

为了保证行车安全，对货物列车运行与制动中常见不规范操纵的危害进行了分析，针对地方铁路的具体情况，探讨在调车作业中司机应规范操纵，合理使用空气制动机，防止车轮空转与滑行，实现列车的平稳运行，防止行车事故的发生。     

重载列车平稳操纵的基本原则和方法

重载列车操纵技术是提高重载列车运行可靠性的技术手段之一,是一项十分重要的研究课题.文章针对大秦线重载列车的技术特点,以HXD型机车为例,从理论方面分析列车操纵难点,提出了重载列车平稳操纵的基本原则和方法.     

重载列车循环制动时充风时间和充风距离计算及操纵探讨

文章通过对瓦日线重载列车牵引试验和运行实践的总结与分析,系统阐述了单元重载列车在长大下坡道地段动力制动和常用制动操纵注意事项;结合列车运动方程和列车合力计算公式,提出了重载列车循环制动时充风时间及充风距离的计算方法;并对重载列车在长大下坡道地段紧急制动停车再开且须限速运行时,需要救援的情形及操纵注意事项进行了分析论述,以指导机车司机操纵和对相关非正常情况的处理。     

大秦线2万吨重载列车试验研究

为开行2万吨重载列车，2003年起铁道部研究引进采用电控空气制动技术（ECP技术）和机车无线同步操纵技术（Locotrol技术），经研究决定采纳GE公司Locotrol列车无线同步遥控操作技术开行2万吨重载列车，开展相关试验研究。机车改造和第一次列车运行试验于2004年10月-12月在大同和大秦线进行。然后在2005年-2006年初的一年多的时间里，又进行了6次相关试验研究，2006年3月大秦线正式开行2万吨重载列车。     

万吨重载列车的平稳操纵

根据万吨重载列车试验数据和实际操纵经验,在理论和实际相结合基础上探讨万吨重载列车的平稳操纵方法,避免了因操纵技术所带来的责任事故.     

繁忙干线开行5000t级重载列车的制动动力学问题

本文根据我国繁忙干线的现有机车车辆条件，应用列车制动动力学理论和计算机仿真研究方法，分析了繁忙干线开行５０００ｔ级重载列车的制动动力学问题，以京沪线的线路条件和列车编组为例计算研究了ＤＦ４双机牵引５０００ｔ级列车的紧急制动、低速缓解、常用调速及停车制动等各种工况，并结合上海局５０００ｔ级列车实际运行试验的结果，探讨了通过改善操纵方法以降低重载列车纵向力的途径。     

重载列车防止断钩的制动操纵方法

本文根据列车动力学研究成果和重载列车试验结果，提出了为防止重载列车断钩在列车制动操作上必须遵循的几项基本原则。     

货物列车纵向冲动问题分析研究

总结了货物列车纵向冲动的基本因素，从货物列车制动、车钩间隙、司机操纵等方面，分析研究了对货物列车纵向冲动的影响，并提出了改善货物列车纵向冲动的措施。     

制动利用率对高速列车节能操纵策略的影响

基于高速列车最小能耗计算模型,利用庞特里亚金极大值原理分析出最大牵引、匀速、惰行与最大制动4种操纵策略的应用是高速列车节能运行的必要条件。在此基础上,研究制动利用率对节能操纵策略的影响,针对国内既有高速列车制动利用率较低的特点,确定既有高速列车节能操纵策略,并通过启发式算法离线求解得到各操纵策略转换点。验证了本文所利用牵引计算和能耗计算模型的正确性;在此基础上,以国内某高速线路和高速列车为例,对本文提出的既有高速列车节能操纵策略进行仿真验证,量化分析发现:当运行时间增加约2.1%,若制动利用率为0,最高可节约5.05%的能量,随着制动利用率的提高,能量节约率逐渐下降,当制动利用率接近1时,本文所提出的节能操纵策略已不再适用。     

重载列车自动驾驶纵向动力学仿真技术研究

为了保障列车自动驾驶的平稳性,需要充分考虑列车多质点的纵向冲击力问题。文章研究了重载列车纵向动力学相关内容,主要包含对重载列车多质点模型、空气制动模型和车钩缓冲器模型的建模和仿真技术,并在此基础上开发了面向列车自动驾驶的纵向动力学仿真软件。与实际运行的线路数据对比试验结果表明,所开发的重载列车纵向动力学软件能够较准确地模拟列车实际运行工况,对重载列车自动驾驶平稳操纵具有重要的指导价值。     

列车纵向冲动加速度变化率测试仪的研制

旅客列车平稳操纵纵向冲动的传统的测试手段是用冲动测试棒或冲动加速度来度量。笔者提出了用加速度变化率参数来测试列车纵向冲动的方法。介绍了纵向冲动速度变化率测试仪的研制与结构。还介绍了对该仪器试验数据的分析，包括列车纵向冲动加速度与加速度变化率的相关分析，频率分布、子样的数字特征及其正态分布的检验。最后获得旅客列车平稳操纵纵向冲动评定标准。     

朔黄铁路重载列车模式化操纵系统的研究及运用

文章通过对朔黄铁路重载列车操纵水平的影响进行分析,开发了一套基于车载智能副驾和地面专家系统的重载列车模式化操纵系统,该系统实现了朔黄铁路重载列车操纵关键节点语音提示指导、应急处理、操纵情景再现、关联分析、智能评价等功能。运用效果良好,实现了朔黄铁路重载列车平稳高效运输生产。