摆式列车检测系统中的传感器容错研究

准确可靠地获得剩余离心加速度对于摆式列车正确倾摆和安全运行至关重要。设置多个并联的加速度传感器可以提高检测该参数的可靠性，文章计算了在给定可靠性下的最优并联单元数，针对传感器的失效过程和形式，确定传感器故障的决策逻辑和故障判断的门限参数。实例仿真表明，多模硬件冗件和相应的故障决策逻辑可以有效地容忍传感器故障，对于提高摆式列车剩余离心加速度检测的可靠性是切实可行的。     

摆式列车加速度检测系统中的传感器容错研究

准确可靠地获得剩余离心加速度对于摆式列车正确的倾摆和安全运行至关重要，计算了加速度检测系统在综合可靠性下的最优并联传感器数，针对传感器的失效过程和形式，确定了传感器故障的决策逻辑和故障判断的门限参数，实例仿真表明，多单元硬件冗余和相应的故障决策逻辑对于提高摆式列车剩余离心加速度检测的可靠性是切实可行的。     

基于RBF神经网络的传感器故障诊断研究

提出一种基于RBF神经网络的多传感器故障在线诊断方法。同时对该方法在摆式列车加速度传感器故障诊断中的应用进行了仿真研究。仿真结果表明此方法是有效的，不仅消除了零偏对故障诊断的影响，而且提高了故障检测率及可靠性。     

基于陀螺平台的摆式列车线路信息检测系统研究

针对各国摆式列车采用的检测模式存在的问题,提出了基于单轴陀螺平台的摆式列车倾摆控制检测方法。所用陀螺平台由一个二自由度的挠性动力调谐陀螺和一个石英挠性加速度计组成的单轴平台系统。测量时,借助安装在头车车体地板上的单轴陀螺平台和车体与二系悬挂之间的两个位移传感器建立测量的水平基准线,可测量出列车过曲线时线路的超高值和曲线的曲率值,通过简单计算便可得到摆式列车倾摆控制所需未平衡离心加速度的大小,为倾摆控制提供量的信息。此外,陀螺平台系统良好的动态响应特性,为实时判断列车进、出曲线提供了可能。试验和仿真计算表明,该检测方法能够避免对加速度传感器信号直接滤波带来的延迟,满足摆式列车倾摆控制实时性的要求。     

摆式列车倾摆控制系统故障检测诊断的试验研究

提出了采用小波变换对摆式列车倾摆控制系统的故障进行检测和诊断的方法；摆式列车实验台倾摆系统执行机构故障和传感器的故障试验证明，采用小波变换检测诊断倾摆系统的故障是行之有效的。另外还提出了一种确定故障检测的阈值的新方法。     

摆式列车倾摆控制信号预测及动力学仿真

为研究摆式列车倾摆控制信号预测方法,建立“动车＋拖车＋拖车”3辆车编组的摆式列车机电耦合系统动力学模型。建模中考虑了列车系统中存在的轮轨蠕滑力非线性、钩缓作用力非线性和悬挂力非线性。摆式列车通过安装于头车前转向架的陀螺仪在线检测曲线,对测出的横向加速度信号进行滤波和实时生成倾摆控制信号。为了补偿加速度信号的滤波延时,对倾摆控制信号的预测分别采用线性插值法和线性BP神经网络预测,并仿真研究摆式列车曲线通过性能。数值仿真结果表明：线性插值法预测和神经网络预测均能有效补偿加速度信号的滤波延时,使头车及时倾摆,大幅度降低未平衡横向加速度;在输入信号波动较大和预测时间较长时,神经网络预测效果更好;倾摆控制信号的预测方法对车辆动力性能影响不大。     

基于粒子滤波的电力机车电气故障诊断

采用分布式传感器网络(DSN)对列车电气系统的各种状态信息进行检测,根据动态空间模型理论建立系统状态方程和观测方程,采用粒子滤波技术对系统滤波状态进行估计,通过二值决策法对每个传感器获得检测信息并与阈值对比,对比结果由故障诊断中心融合并给出最终决策结果,如果确认处于故障状态则给出故障预警.由于传递给诊断中心的数据是二值结果,降低了通信量,提高了实时性能.实验仿真结果验证了诊断系统的适用性和可靠性,也验证了粒子滤波在非线性、非高斯系统中的适用性.     

摆式列车倾摆机构的故障检测和容错控制研究

提出摆式列车机电式倾摆机构的故障检测系统的构成，用自适应扩展卡尔曼滤波方法对倾摆系统的工作状况作出估计，推出了相应的故障检测律，针对实验室的摆式列车试验台作了计算机仿真。对倾摆系统控制器和传感故障提出容错控制方法，解决了故障发生后车体需要摆回正常位置的问题。     

列车电气系统分布式多传感器异常检测理论研究

研究针对采用多传感器的列车电气设备状态空间模型的故障检测理论,为列车电气设备故障诊断及预警提供相应借鉴及支撑。现代列车使用越来越多的传感器进行检测,通过各种网络将信息融合到控制及诊断系统,为限制网络通信的数据量,所有传感器仅将二值局部决策发送回信息融合中心以便中央系统诊断及安全导向。同时,本文提出一种有效的基于粒子滤波状态估计的分布式故障检测算法,并通过仿真试验验证本文提出算法的优越性,能适应不同的观测数据相关性,对于观测数据相关性小的情况,通过增加必要传感器数量可以提升诊断系统的性能,而对于观测数据相关性较大的场合,相对较少的传感器数量即可获得近似最优性能。     

利用转向架振动加速度监视车辆故障的方法研究

介绍了在1台转向架上安装1个或2个加速度传感器,以监视车辆零部件状态的方法。提出利用垂向振动加速度传感器检测轴箱减振器与空气弹簧衰减特性异常、空气弹簧破裂,以及脱轨等故障的建议。     

微机控制直通电空制动系统的FMEA和FTA分析

分析了系统可靠性分析法中EVIEA和FTA各自的优点,探讨2种方法相结合分析复杂系统可靠性的可行性,进而以某微机控制直通电空制动中的非常制动系统为研究对象,分别运用FMEA和FTA对其进行分析,给出了FMEA分析表并建立了系统的故障树模型;根据布尔代数的运算规则对故障树进行了逻辑简化,得出了系统部件故障的最小割集;利用最小割集对所建立的故障树进行定量计算,得出了系统的可靠性指标.     

基于人体头肩部与步态检测的闸机通行逻辑

城市轨道交通门式闸机通行逻辑算法的应用领域主要是自动售检票系统.由于闸机直接面对乘客,它的安全性、可靠性、准确性、稳定性等性能直接决定了地铁自动售检票系统的命运.针对现有的闸机通行逻辑遇到的问题,提出了一种基于人体头肩部与步态检测的闸机通行逻辑算法,通过步态检测传感器与人体头肩部检测传感器共同作用,很好地解决了尾随现象,以及人与物的所属关系及其区分.     

直线电机轨道交通车载网络系统设计与实现

设计了一种直线电机轨道交通车载网络系统。介绍了所研制车载网络系统的架构、设备选型、开发工具,以及车辆运行控制逻辑、人机界面和安全导向与故障诊断系统的设计与实现。设计的车载网络系统在试验运行中验证了其适用性和可靠性。     

铁路信号非线性系统故障诊断方法研究

基于二值逻辑的故障诊断方法将系统状态分为正常状态和故障状态。本文针对介于正常状态和故障状态之间的中间状态,提出一种基于模糊逻辑和粒子滤波的非线性系统故障诊断方法。模糊逻辑可以描述非线性系统的故障渐变过程,而粒子滤波可以评估系统状态。通过比较不同故障等级的实际系统状态与系统评估状态,所得到的残差可作为故障诊断标准。以某型铁路信号控制系统的非线性系统为研究对象,利用不同开关状态模拟各种系统故障,仿真结果表明:该方法比传统二值逻辑故障诊断方法的精度更高,且诊断结果能够体现系统故障等级,较准确地反映系统实际故障情况,可以提高信号系统故障诊断的准确性。     

地铁列车逻辑控制电路安全服役技术应用研究

为克服传统地铁列车继电器控制电路高故障率和无记录功能等诸多缺陷,提出了基于新型二乘二取二技术的无触点逻辑控制方案。完成了系统架构设计包括热备冗余、网络通信、故障诊断、日志分析等功能。针对既有地铁列车进行了控制电路技术方案设计和施工改造,首先在分析原有控制回路原理的基础上,完成无触点逻辑控制单元替代继电器点位设计;然后综合安全性和可用性提出了故障分级方案和大旁路方案;最后在运营线路完成了列车功能验证。试验结果表明改造后列车具备逻辑完整性,功能测试符合车辆技术要求,并可实现单板故障的自动无缝切换。具备自诊断健康管理功能,在满足高可靠性高安全性的同时,实现逻辑控制的网络信息化。     

组合导航系统容错方法的研究

目前组合导航作为一种比单一导航更优越的导航方式得到大量使用。但它也存在随着传感器增多,复杂性增加,而使得系统出错概率增加的缺点。因此,必须采用有效的故障容错方法以提高系统的容错性能。本文介绍了导航传感器的特点及常见故障类型,对其正常和故障时的数据进行了软件模拟。在传统的组合导航系统（GPS/2DR）的基础上,利用相同的传感器自行设计一种新的组合导航容错系统（GPS/3DR）,并通过仿真实验验证了设计的合理性。仿真实验成功地检测出模拟的故障,准确地定位出故障传感器,并在故障隔离后动态地重构了系统,基于动态检测和容错反馈算法融合了导航传感器的数据,最终得到比不进行故障检测时更好的导航效果。通过从3个方面对本文设计的组合导航系统和传统的组合导航系统进行比较,得出本文设计的组合导航系统在这3个方面都优于传统的组合导航系统的结论。     

基于交互式马尔可夫链的CTCS无线通信可靠性分析

CTCS无线通信的可靠性与整个系统的稳定性和安全性紧密相关,对其进行建模与分析具有重要意义。利用交互式马尔可夫链对CTCS无线通信的可靠性进行了建模与分析,主要解决了CTCS无线通信中存在的信道延时、通信故障、网络故障等随机事件与确定动作的分隔问题,以及带有同步的并发操作的实现问题。定义了交互式马尔可夫链的相关语义和逻辑刻画,给出了基于交互式马尔可夫链的模型检验算法。分析结果表明:在具有修复机制和双网冗余结构的条件下,系统在规定时间内完成数据传输的概率大于99%,24 h内连续正常工作的概率大于95%,满足系统要求。     

三值逻辑在电气设备故障检测中的应用

闸明了应用三值逻辑进行故障检测的必要性,较详细地介绍了三值逻辑故障检测电路的结构和工作原理。这种电路具有结构简单、价格低廉、工作可靠等优点,比传统的二值逻辑电路更能有效地反映设备的工作情况,更确切地检测故障、保护设备。     

基于行波理论的10kV自闭/贯通线路故障测距技术

由于线路长、环境恶劣,10 kV自闭/贯通线路故障频繁发生,传统阻抗测距原理和基于线路监控终端的定位方法尚不能可靠、准确的确定故障(特别是小电流接地故障)位置,故障查找费时费力。利用故障产生的行波信号测量故障距离的方法已在输电线路获得成功应用。本文将行波测距原理应用到自闭/贯通线路,分析了自闭/贯通线路在接地及短路故障时产生的行波及其传输特征,并针对其线路结构的特殊性,提出了利用故障产生的电压行波信号线模分量、基于双端原理测量短路和接地等故障距离的模式,分析了实际应用中面临的行波信号获取等关键技术及故障初始相角、接地电阻、混合线路等对检测可靠性的影响。应用该方法的测距系统已在现场进行人工接地试验,并投入试运行,效果良好。该方法有望解决自闭/贯通线路故障定位这一难题。     

城市轨道交通大分区中压供电系统保护方案研究及应用

针对城市轨道交通大分区中压供电系统,提出一种在不同运行状态及各种故障情况下均能满足保护选择性、速动性和可靠性的完整继电保护方案。区间电缆以线路差动保护为主保护,线路电流比较保护为第二套主保护,过流保护为后备保护;母线上以母线差动保护为主保护,母线电流比较保护为后备保护。介绍进出线、母联、馈线保护和断路器失灵保护的应用,以及备自投功能的实现方式。分析大分区中压供电系统保护的配置、原理和逻辑,对区间电缆故障、母线故障、馈线故障情况下的动作行为,论证该方案对于故障点电源切除、非故障点电源恢复的性能。最后,介绍该方案在实际项目武汉地铁6号线上的应用。