城市轨道交通车辆总线对比分析

从列车网络设备模型、网络拓扑结构、数据传输等方面,对比分析目前城市轨道交通车辆上采用的由CAN、MVB和工业以太网3种车辆总线构成的列车通信网络,可为以后列车通信网络的设计与选择提供参考。     

基于CAN总线的列车综合管理系统

强大的处理能力和高度的实时性成为现代列车网络的两大主题。CAN总线具有低成本、高实时性、高可靠性等优点，广泛应用于工业、交通等各个领域。概述CAN总线的特点和层次结构，设计完成基于CAN总线技术的列车综合管理系统，详细阐述其工作原理和故障监控功能，为CAN总线技术在列车通信中的广泛应用提供理论支持。     

基于现场总线技术的城轨交通列车运行监控系统

针对地车密度小,无法应用轨道路路作为列车检测手段的城市轨道交通系数,提出了一种基于现场总线技术的Check方式城市轨道交通列车运行监控系统,并就其可靠性设计作了重点阐述。     

基于CANopen协议的城市轨道交通直线电机车辆通信网络研究与实现

分析了CAN总线的高层协议CANopen及其在城市轨道交通列车通信网络中的应用.以1辆国产化直线电机车辆为对象,设计研制了基于CANopen协议的轨道交通直线电机车辆通信网络,包括CANopen通信网络的构架与硬件选型、通信网络参数设计、网络通信流程,以及车载主控制器与制动单元的通信实现等.通过现场试验运行,验证了该通信网络的适用性和可靠性.     

采用大闭环控制方式的城市轨道交通列车制动控制系统研究

大闭环控制方式的城市轨道交通列车制动控制系统,以既有的城市轨道交通列车制动系统为基础,加以适当改造,构建大闭环,通过对减速度的精确控制实现对城市轨道交通列车制动力的精确控制。介绍并比较分析了大闭环控制方式的列车制动控制系统与既有列车制动控制系统的构成、主要功能和作用原理,从理论上推断出大闭环控制方式的城市轨道交通列车制动控制系统能够显著改善列车的制动品质,实现列车精准定点停车。     

基于滑模自适应鲁棒控制的城市轨道交通列车电空制动控制策略研究

针对城市轨道交通列车电空制动系统控制过程中外界干扰、执行机构时滞、基本阻力不确定等特性造成ATO(列车自动运行)系统速度跟踪及停车不准问题,根据李雅普诺夫稳定性理论提出一种基于SMARC(滑模自适应鲁棒控制)的城市轨道交通列车电空制动控制策略,设计城市轨道交通列车ATO系统基于SMARC的制动控制器。通过鲁棒控制将系统模型中非线性、输入时滞和外界扰动等所有不确定量减小到最小范围,同时也削弱了滑模控制器的抖振现象,增强了控制器的鲁棒性;进一步采用滑模控制减小列车制动过程中速度跟踪误差和减速度误差,从而获得较高的停车精度。仿真结果表明,基于SMARC的制动控制器的控制能完全满足城市轨道交通列车制动要求。     

电机械制动——“双碳”下的列车制动技术创新

在碳达峰、碳中和的目标下,中国城市轨道交通迎来蓬勃发展,同时也为列车制动技术发展带来全新的挑战。下一代城轨列车的制动技术,不但要满足现有列车日常运行所需的制动性能和安全要求,还要对制动系统的智能化和高效化进行针对性的提升。一种创新型的电机械制动技术,在满足城轨列车制动系统高安全性、高可靠性与降低维修成本的目标下,将引领下一代制动技术的发展。     

CAN总线在变电所综合自动化中的设计及应用

通过对城市轨道交通变电所综合自动化系统和现场总线CAN技术的介绍,分析指出传统综合自动化系统间隔层设备通讯方式的不足,提出利用CAN总线通讯技术的解决方案,并论述了系统的硬件、软件结构及其工作原理.     

新型城市轨道交通车辆的停放制动

地铁车辆从应用了三十多年的止轮器、手制动机发展到现代新型城市轨道交通车辆应用的停放制动技术,应该说是一个不小的进步。停放制动装置利用列车风源压力的变化,有风缓解、无风制动,与列车制动系统中踏面制动单元有风制动、无风缓解,优势互补、相得益彰,从而彰显出新型城市轨道交通车辆制动技术发展的新理念。     

基于CAN FD总线的制动控制单元在线程序更新的研究与实现

制动控制单元是轨道交通车辆制动系统核心部件之一，近年来CAN FD总线在轨道交通车辆领域已逐渐开始应用，在此基础上，文章研究了基于CAN FD总线的制动控制单元在线程序更新方法。针对目前列车制动控制单元通过传统CAN总线更新程序存在耗时较长的问题，文章充分利用CAN FD总线传输数据量大和传输速率快的特点，提出了不同于传统CAN总线的列车制动控制单元在线更新程序方法，通过CAN FD通信实现应用程序的更新，达到对轨道交通车辆制动控制单元在线程序升级的目的。该方法重点关注通过CAN FD总线下载应用程序数据传输过程中的数据解析和校验方法，同时制定了基于CAN FD总线的制动控制单元更新程序Bootloader协议。试验结果表明，基于CAN FD总线的制动控制单元在线程序更新方法可提高更新程序一次通过率，明显缩短更新程序时间，满足现场制动控制单元维护需求。     

基于安全及运营需求的城市轨道交通制动系统模式研究

从城市轨道交通制动系统设计原则出发,分别介绍了车控制动系统和架控制动系统的技术特点。分析制动系统故障类别不同对不同编组列车运营造成的影响,并给出相应的限速建议和制动系统控制策略。从技术层面给出了选用制动系统模式的合理化建议:4节及以上编组列车可任意采用车控制动系统或架控制动系统,3节及以下编组列车优先选用架控制动系统。     

城市轨道交通轨旁安全计算机平台设计

为了满足城市轨道交通对于轨旁安全计算机平台的通用技术需求,介绍了一种安全计算机平台的总体架构、安全原理和设计实现。该平台综合采用了基于安全以太网总线的安全自律技术,完整的在线自检和双通道故障管理技术,以及基于可靠通信的双系切换技术,自主研发,已通过SIL4等级安全认证,并成功应用在基于通信的列车自动控制系统、列车自主运行系统、有轨电车信号系统等多个工程项目中。实际运行情况表明,该平台完全符合安全性,可靠性和多种信号系统通用性的技术需求。     

城市轨道交通列车通信网络系统故障分析

介绍了城市轨道交通列车通信网络系统中的多功能车辆总线及列车通信网络故障的显示与定位方式。描述了紧挨着中继器的设备频繁离线故障的现象,并结合IEC61375标准分析了造成该类故障的原因。提出了针对该类故障的解决方案。     

列车综合网络控制系统一体化设计研究

介绍了城市轨道交通车辆基于以太网总线的列车综合网络控制系统一体化设计案例,提出自主开发的列车综合网络控制系统的功能及设备组成,并描述其设计思路及系统特性。列车网络控制系统及其以太网维护网络、车载乘客信息系统和制动系统内网一体化设计可优化车载网络设计、提高网络利用效率,改善轨道交通的整体运行水平。     

基于以太网的车载通信系统设计

针对目前城市轨道交通车载通信系统由广播、视频监控等多个子系统构成,存在车辆总线多、系统可靠性低等问题,提出车载通信系统的以太网解决方案:所有网络设备连接到车载局域网上,子系统之间的联动由系统主机控制,并可将各设备的状态传送至TCMS(列车通信管理系统),实现智能化列车功能。     

城市轨道交通车辆与铁路干线车辆制动适应性研究

通过对城市轨道交通车辆直通制动机与铁路干线货物列车自动制动机两种制动机制动指令的转换,及制动上升率、制动量和制动起始点的确定等适应性研究,解决两种制动机之间的制动指令的识别和制动性能的匹配。即采用直通制动机的城市轨道交通车辆能识别并执行干线铁路机车车辆所发出的制动指令,并使城市轨道交通车辆的制动加速度和铁路货物列车的加速度基本保持一致,从而实现城市轨道交通车辆通过联挂于铁路干线货物列车进行运输。     

WorldFip-CAN网关的设计

为解决重载机车、地铁列车FIP网络控制系统与带有CAN接口的车载电气设备(如制动控制单元、牵引控制单元)的互通、互联问题,设计了一款WorldFip-CAN通信网关,用于实现WorldFip总线与CAN总线通信数据的转换。介绍了网关的架构和可靠性设计,详细描述了网关的硬件实现方法和软件设计方法,利用WorldFip网络测试平台对该设备进行了互联、互通的测试。测试结果表明,该网关可实时、可靠地进行CAN网络与WorldFip网络之间通信数据的转发,并为推动我国基于WorldFip网络的轨道列车车载电气部件国产化进程提供了有力支持。     

城轨列车特性曲线计算系统的实现及应用

分析了城市轨道交通列车的牵引和制动特性。依托经验公式建立了城市轨道交通列车牵引计算与仿真的单质点模型。介绍了以MATLAB编程技术为基础,综合数值分析、数据处理等相关技术开发的城市轨道交通列车特性曲线计算系统的功能结构及主要模块的算法,并以实例来验证系统的可行性和实用性。     

基于车车通信的列车自主运行系统研究及应用

在中国城市轨道交通建设规模跃居世界第一的同时,如何探索研发更安全、更灵活、更高效的列车控制系统,满足当下5G(第五代移动通信技术)及智慧城市轨道交通的应用要求,是城市轨道交通未来发展的主要目标之一。对TACS(列车自主运行系统)的原理及系统架构进行阐述,从CI(计算机联锁)的优化、系统运算变量的优势、线路折返效率的提升、系统可靠性和灵活性的提高及在工程实施及改造项目中的优势等方面,将TACS与传统CBTC(基于通信的列车控制)进行对比,并对部分参数进行了实例验证。结果表明：基于车车通信的TACS是目前国际上城市轨道交通应用于载客的列控系统最前沿的技术。     

城市轨道交通列车碰撞防护系统设计与研究

城市轨道交通作为一个复杂系统,由基于车-地双向通信的列车运行自动控制系统来保证运营安全。为了弥补普遍应用的列车控制系统过度依赖地面控制中心和车-地通道的不足,提出一种新型的城市轨道交通碰撞防护系统(CASUMT),该系统叠加于既有列车运行控制系统之上,基于"车-车通信"技术实现列车碰撞防护。设计列车碰撞防护系统总体结构和工作原理,并详细研究系统的关键技术;通过合理简化,并对系统的可靠性与安全性进行建模分析对比,研究结果表明:增加碰撞防护系统的城市轨道交通列车运行控制系统可有效提高运营效率,保障运营安全。