自动化车辆段内的车辆段信号系统与试车线信号系统整合方案研究

目前国内城市轨道交通的自动化车辆段中车辆段信号系统和试车线信号系统大多采用不同的联锁系统,导致出现试车线设备与车辆段联锁设备的接口设计方案多、外部接口电路复杂等问题。为此,提出了一种整合车辆段信号系统和试车线信号系统的改进方案:在既有自动化车辆段联锁以及ATP(列车自动防护)、ATO(列车自动运行)系统功能的基础上,扩大其控制范围,扩展试车线功能,完全将试车线纳入自动化车辆段控制范畴。该改进方案在自动化车辆段ATC(列车自动控制)系统的基础上增加了试车线特有的功能,并增加了部分特殊模拟条件,使得车辆段ATC系统与试车线ATC系统得以有效整合,满足车辆段和试车线的功能要求。该方案可减少信号系统及其附属工程的投资,并可减少运营管理接口,减少设备维修工作量。     

基于黄金比例遗传算法的动车组列车节能优化研究

为研究注重最小化能耗的动车组列车运行控制,针对列车单质点模型受力分析不准确问题,提出一种对附加阻力进行处理的多质点方法,进而以多质点模型为基础进行2次优化。为解决遗传算法寻优时容易陷入局部最优的问题,提出一种基于黄金比例遗传算法的优化方法,1次优化通过该算法为列车运行寻求一组满足约束条件的目标速度集合,获得列车节能运行速度曲线。考虑过电分相对列车运行的影响,进行2次优化,将运行区间划分为操纵固定段和操纵可优化段,并通过黄金比例遗传算法搜索出一组操纵可优化段内满意的工况转换点,结合1次优化得到列车最终运行曲线。以兰考南-开封北线路CRH3型动车组为仿真实例,列车运行能耗降低了10.83%,表明所提方法是可行的。     

信号电缆备用贯通芯线间增加整流元件的探讨

为确保信号电缆备用贯通芯线的良好,在应急处置中发挥作用,不仅要测试贯通芯线间的电阻值,还需在最远端方向电缆盒内人工断开芯线连接,定期测试备用贯通芯线线间综合绝缘电阻值。其测试工作劳动强度大、次生风险高,为提高安全检测效率,经模拟信号电缆备用贯通芯线4种绝缘不良的场景,使用实物测试方法,验证了在信号电缆贯通芯线最末端方向电缆盒贯通芯线连接处增加一个整流元件,可以完成对贯通芯线的三测试(芯线间电阻、芯线间综合绝缘电阻、芯线对地综合绝缘电阻测试),根据测试数据可以有效判断存在问题的芯线。     

北斗授时技术在高速铁路信号系统地面设备时钟同步中的应用

利用北斗授时技术实现高速铁路信号系统时钟自动同步,有利于提高系统信息安全和维护水平,但目前北斗授时技术在铁路信号系统中尚无应用先例。结合高速铁路信号系统地面设备时钟同步应用现状,分析信号地面设备时钟同步需求;通过分析世界上主流卫星导航系统优缺点,结合中国铁路信号系统需求,选择北斗授时技术作为高速铁路信号系统地面设备的时钟同步技术;构建基于北斗授时技术的总体方案和具体应用方案;最后对时钟同步设备功能、系统接口和测试方案进行说明。研究成果已在中国铁路广州铁路局集团有限公司广深线实施,实现了信号系统地面设备的时钟自动同步。     

城市轨道交通信号系统信息安全风险辨识

从城市轨道交通信息安全面临的严峻形势出发,介绍城轨交通信号系统组成,并对信号系统各子系统功能进行阐述。城轨交通信号系统是保证列车安全、准点、高密度运行的重要技术装备,主要由列车自动监控子系统、列车自动防护子系统、列车自动运行子系统、联锁子系统组成。根据信息安全风险分析模型,识别城轨交通信号系统信息安全的威胁来源及核心资产。由于城轨交通系统属于工业控制系统的典型系统,城轨信号系统则具备工控系统的一般性特点,继承工控系统的脆弱性。针对国内城轨交通信息安全研究的空白之处,结合工控系统不同层级结构的脆弱性,从技术和管理两个方面进行信号系统的信息安全风险辨识,通过分析发现存在物理安全、网络安全、主机安全和应用安全等层次上的风险。风险辨识结果反映出城轨交通信息安全存在大量的薄弱环节,以期为日后的研究和防护工作的开展打下基础。     

现代有轨电车一体化仿真系统设计与实现

城市道路交叉口的混合路权是影响现代有轨电车在交叉口通过能力的主要因素,也是工程设计的最大难点,因此设计并研发了一套具备全线路运行仿真评价功能的现代有轨电车一体化仿真系统。该系统具有混合交通环境建模、运行图与交叉口信号方案协调性分析、多交路及成网运行仿真、多用途评价指标输出及可扩展接口等特色功能。仿真运行过程反映有轨电车在区间运行的牵引动力学特征、安全追踪、列车折返以及过岔等作业细节,仿真结果可用于评价交叉口的混合路权及信号控制策略对现代有轨电车运行的影响效果,并结合具体案例展示该仿真系统的基本功能和部分输出指标。该系统有望为现代有轨电车规划设计方案的全面评估提供量化支持。     

基于GA-GM(1,N,α)幂模型的铁路客运量预测

针对在铁路客运量预测领域传统的灰色预测模型不能反映真实系统的非线性结构特点及其背景值的赋值不合理的问题,提出使用对系统相关因素引入幂指数且经过背景值优化的GM(1,N,)幂模型进行客运量预测。背景值优化时设置待定参数,利用线性组合结构重新计算背景值。对此模型产生的较多的待定参数,采用能够并行运算、全局寻优的遗传算法进行一次性求解。最后使用此模型对甘肃省铁路客运量进行建模预测,并与传统GM(1,N)模型、GM(1,N)幂模型进行对比分析。结果证明,GM(1,N,)幂模型具有更高的预测精度,对铁路客运量预测有一定的应用和研究价值。     

铁路调度区域内货物列车出发计划动态全局优化

为实现调度区域内货物列车出发计划的全局最优,提出1种基于车流不确定性的动态优化方法。影响货物列车出发计划的不确定性因素主要有事故、晚点、扣修等,将其中不确定性因素进行量化处理,并当作随机变量。以调度区域内货车中转停留时间最小为目标函数,以网络车流平衡、节点车流守恒、满轴限制、运到期限作为基本约束条件,以计划兑现率要求作为动态约束条件,建立制定列车出发计划的动态优化模型。利用确定性等价类将模型转化为确定性线性规划模型,采用编制的线性规划软件求解。通过算例证明该方法可以得到优化结果。分析计算结果可知:车流的不确定性会导致中时增大;计划兑现率要求越高,计划最后的执行指标就越差;考虑运到期限要求,会导致中时增大。     

等应力设计理念在轴箱橡胶弹簧结构改进中的应用

橡胶产品大量使用在减振降噪领域,其使用过程中的疲劳问题是产品设计需重点考虑的问题。文章对在机车车辆上使用的一款橡胶轴箱弹簧的疲劳问题,进行了基于结构分析与实验验证为特征的探讨,并在此基础上,提出了基于等应力设计理念的优化设计。分析与实验结果表明,通过等应力理念设计的产品结构,在确保结构获得等应力的同时,结构的疲劳寿命得到了成倍增加。     

SPWM逆变技术在铁路信号电源的应用

介绍了SPWM逆变的概念和基本原理,简要分析SPWM逆变器的两个关键技术:死区补偿、谐波抑制。最后对SPWM逆变技术在铁路信号电源系统的应用进行探讨,对提高铁路信号电源质量,保证铁路运输安全有着较高的现实意义。