基于通信的列车控制系统中列车追踪间隔的优化与仿真

基于移动闭塞的CBTC(基于通信的列车控制)系统相对于传统的ATC(列车自动控制)系统可实现列车间的实时追踪运行,列车的运行间隔大大缩短.然而列车之间的追踪间隔时间的优化仍然是一大难题.在考虑列车速度、加速度、制动距离和安全距离等因素下研究了区间追踪和站台追踪的追踪间隔时间的模型.仿真分析表明,模型是正确和有效的,并在一定程度上优化了追踪间隔.     

CBTC列车安全定位中通信中断时间的研究

通信中断的存在会对目前城市轨道交通的CBTC列车安全定位产生影响,进而影响列车安全间隔距离。CBTC车地通信系统大多采用无线局域网技术。越区切换中断是导致通信中断的主要原因,根据IEEE 802.11协议的越区切换流程,本文推导出越区切换中断时间与列车速度的关系表达式,在此基础上根据安全定位的实现方法和移动闭塞系统中列车安全间隔距离的计算方法,推导出通信中断时间与影响安全定位的因素之一——估计的运行距离及列车运行安全间隔之间的关系表达式。建立两列列车追踪运行模型,仿真不同通信中断时间下两列车的追踪间隔距离。采用此关系表达式进行理论计算的结果与仿真结果验证了通信中断时间与估计的运行距离及列车运行安全间隔的关系表达式是合理的。     

相对速度模式下的列车自动防护(ATP)紧急制动安全模型分析

介绍了目前常用的CBTC(基于通信的列车控制)典型安全制动模型。该模型为相对位置模式,以前车静止为条件,后车对前车尾端进行追踪。在城市轨道交通中采用这种模式会产生一些不必要的紧急制动,效率不高。提出了相对速度模式的紧急制动安全模型,考虑前车以理想状态紧急制动,后车对前车尾端进行追踪,并对两种模型进行计算比较。相对速度模式的紧急制动安全模型能够缩短行车间距和追踪间隔,大大提升CBTC运行模式的效率。     

地铁列车牵引计算的研究

列车牵引计算是整个城市轨道交通的重要组成部分.本文采用IEEE1474.1关于CBTC系统推荐的典型的安全制动模型,提出了一种城市轨道交通牵引计算模型,较好地实现了在整个列车运行过程中牵引过程的模拟.并在成都地铁1号线的基础上进行了仿真验证,证明了其可应用性.     

基于运营能力的点式ATC系统可行性研究

为验证不同速度等级、不同列车长度下的点式列车自动控制（ATC）系统是否能够满足城市轨道交通的运营能力需求，依据点式ATC系统特点及信号系统设计的相关要求，推出列车在区间和车站最小追踪间隔的计算模型，并根据计算模型给出了能力影响因素，得出最小追踪间隔与最高运行速度及列车长度之间的关系。通过仿真计算，得出不同速度等级、不同长度下列车运行的最小追踪间隔，验证了计算模型的合理性，并给出了不同速度等级及列车长度下点式ATC系统的适用情况。     

基于非线性补偿的轨道交通列车自定位方法研究

列车精准定位对列车运营安全有着十分重要的意义。在某些国外地铁项目中，受限于技术体系的成熟度和设计成本，常规的GPS定位和CBTC定位技术无法满足项目对列车定位的需要，文章为此提出一种基于非线性补偿的轨道交通列车自定位方法。该方法能够在不增加新设备（如GPS、CBTC等）的情况下，仅依赖于车载既有设备实现列车位置的精确定位。所提出的方法系统组成简单、成本低、精度高、可靠性高（不受环境影响），具备推广意义。具体思路为：首先利用神经网络建立列车瞬时速度的补偿模型，通过补偿模型提升列车瞬时速度的精度；然后根据补偿后的列车实时运行速度与列车运行时间作积分累积得到列车实时的运行距离，再根据列车的固定运营线路图，计算得到列车距下一站的距离，实现定位。试验证明，补偿后的定位精度小于0.2 m，较补偿前提高了3～4倍。     

基于可见光通信和接收信号强度检测的列车定位方法研究

精确的列车位置信息是CBTC(基于通信的列车控制)系统保障列车安全高效运行的关键因素。针对地铁独特的隧道环境和列车运营特点,提出一种VLC(可见光通信)和RSSI(接收信号强度检测)相结合的列车定位方法。首先,以朗伯光源模型为基础,构建LED可见光通信的CBTC系统的列车定位模型;其次,利用RSSI值计算隧道壁上LED灯与列车之间的直线距离,并使用三边定位原理和最小二乘法拟合列车定位结果;然后,引入VLC与RSSI相结合的列车定位观测模型和误差模型,对运行中的列车实时定位与误差分析;最后,以成都地铁1号线的真实线路数据和设备参数为依据,验证所提方法的可行性和有效性。研究结果表明:该列车定位方法的最大定位误差为39.23cm,平均定位误差为13.36cm,满足CBTC系统对高精度列车定位的要求,可以作为传统列车定位方法的一种全新选择。     

安全距离长度对站前折返能力的影响分析

折返站是限制轨道交通线路运营能力的关键点,因此折返站的设置在地铁设计过程中至关重要。鉴于目前建设过程中车站尾部常常受到建设规模的制约,从信号系统设计的角度就站前折返安全距离长度对站前折返能力的影响进行分析。首先根据IEEE制定的CBTC系统安全制动模型,推导安全距离计算模型,根据计算模型得出安全距离缩短后对信号系统ATO控制列车运行的影响。其次,通过仿真模拟列车站前折返全过程,绘制折返时间图解,研究站前折返能力的受制因素,分析列车安全距离缩短后对折返时间间隔的影响。最后,从信号系统设计的角度提出在安全距离受限的情况下有效、合理的解决方案。     

城市轨道交通列车打滑对CBTC信号系统的影响

在城市轨道交通系统中,车辆打滑会造成列车紧急制动次数的增多和紧急制动距离的增加,若列车的实际制动率与设计时定义的制动率相差太多,还会存在严重的安全问题。分析了列车打滑对CBTC信号系统测速定位及列车运行安全的影响,对如何避免因此而带来的安全问题给出了相应的建议。     

车载列车自动保护系统安全防护距离计算模型

安全防护距离的计算模型是车载ATP(列车自动保护)的关键技术之一.影响车载ATP安全防护距离的因素包括列车位置不确定因素、ATP设备反应时间、列车制动性能等.分析了这些因素与安全防护距离之间的关系,建立了移动闭塞系统和准移动闭塞系统的ATP安全防护距离的计算模型.仿真结果表明,计算模型与实际工程数据存在较小的误差,模型...     

西安机场城际线列车因移动授权超时而引发紧急制动故障的分析

西安机场城际线路信号系统采用基于通信的列车控制(CBTC)系统。列车在单A网、单B网模式测试期间,曾多次出现由移动授权超时导致的紧急制动故障。经分析列车运行数据,提出测试方案,并对测试结果进行综合分析,采取了优化LTE(长期演进)区间网络、调整车载信号设备参数、升级相应软件等措施顺利地解决了因移动授权超时而引发的故障。     

基于CBTC的车载ATP安全制动曲线计算模型研究

车载ATP系统是保证列车运行安全的系统,其中的关键技术之一是安全制动曲线计算模型。根据IEEE 1474.1TM标准的规定[1],车载ATP安全制动曲线由GEBR制动曲线和ATP紧急制动触发曲线组成。GEBR制动曲线是根据GEBR计算得出的,而ATP紧急制动触发曲线则是根据GEBR制动曲线计算出来的。针对该问题,本文分析了各种影响列车制动距离的因素和GEBR制动曲线与ATP紧急制动触发曲线的关系,建立了CBTC车载ATP安全制动曲线的计算模型。仿真证明,本文提出的计算模型满足IEEE 1474.1TM基于CBTC的车载ATP安全制动模型的要求。     

动车组制动安全性研究

动车组制动的安全性是列车安全运行的根本保障。为此需要列车有足够的制动能力来保证列车在规定的制动距离内安全停车。制动系统在安全性上具有高度冗余性,即使制动系统出现故障,也能保证列车安全停车,或在可控状态下安全运行。动车组制动系统具有良好的故障诊断功能,使制动系统始终处于受控状态,可以及时查找故障并分析故障成因。     

编组站调机自动化车列性能测算算法研究

按照当前调机控车走行存在的ATO模式(自动停车模式)、ATP模式(安全停车模式)给出确保安全停车的前提下,车列达到最佳制动的条件。通过算法研究,给出以下两类问题的解算方案:根据已知列车制动能力(换算制动率)和制动距离计算车列当前运行速度(ATO模式);根据已知列车制动能力(换算制动率)和必须保证的车列安全停车的制动距离,解算平道或下坡道允许的紧急制动限速(ATP模式)。并给出缺少部分输入条件时保证计算数据安全、可用的解决方案。     

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.     

空气动力制动风翼在车上布置数值仿真研究

采用流体仿真分析软件FLUENT研究制动风翼尾迹的影响范围及制动风翼纵向间距对制动效果的影响,同时分析制动风翼不同横向间距对制动阻力影响的规律.结果表明:2幅制动风翼的纵向间距越大.列车前部制动风翼对后部制动风翼的尾迹影响越小,当2幅制动风翼的纵向间距超过2节车厢长度时,这种影响完全消失;在制动风翼面积相同的条件下,增大每幅2片制动风翼的横向间距,能够提高风翼的单位面积制动阻力;由制动风翼产生的制动瞬时减速度随制动初速度的增加而增加,在紧急制动初速度为500km>h-1时由制动风翼产生的制动合阻力约为160kN.此时的制动瞬时减速度约为0.33m.s-1,可知,列车高速运行时由空气动力制动产生的制动阻力对高速列车制动贡献很大,空气动力制动在高速时具有优良制动性能.     

关于货物列车制动力弱的原因分析和建议

分析和探讨了影响货物列车制动力的因素,从列车制动管系、车辆制动性能、司机操纵方法等方面系统分析了造成货物列车制动力弱的原因,并提出了有针对性的防范建议。     

探究列控系统对动车组制动系统故障后的安全防护作用

介绍了我国CRH系列动车组制动系统的结构、特点,并按照动车组制动系统故障后是否可以继续安全行车的分类原则,将制动系统故障归纳为4类,之后对涉及到运行安全的第Ⅲ、Ⅳ类故障进行制动距离计算,得出的结论:只要动车组的剩余制动力小于列控系统车载设备计算采用的理论制动力,即使列控系统处于完全监控模式,也不能保证动车组列车不冒进停车信号,而且列车速度较低时,冒进信号的几率较大,速度较高时,冒进信号的距离较大;另外,当制动力下降到一定程度后,列车在侧向进站的过程中还有可能超过道岔规定限速,存在侧翻的危险隐患.针对这些安全隐患,提出了CRH系列动车组可只考虑最多2辆车的制动系统发生故障的合理运营条件,并设计出将列控系统车载设备计算采用的理论制动力使用系数值调整到1-2/M(M表示动车组车辆总数)的解决方案,最后通过理论计算,分析了该方案对运输能力的影响程度.