基于FTA的城际铁路站台门控制系统风险分析及故障诊断研究

随着城际铁路“公交化”运营,铁路站台门控制系统已成为旅客上下车过程中保障安全的重要防护设备,为降低站台门控制系统风险隐患和提升日常运维水平,采用故障树分析（FTA）方法对站台门控制系统风险分析及故障诊断研究。在分析站台门控制原理的基础上,通过HAZOP方法分析站台门安全功能,选取站台门无法关闭功能作为典型顶事件,采用下行法得出故障树的最小割集,构建出该事件故障树并进行了定性与定量分析。结果表明站台门控制系统故障包括光耦故障、反相器故障、电机采样电路故障和继电器故障等,故障树可为站台门控制系统的故障诊断提供辅助参考决策,同时对站台门控制系统的优化设计具有一定的参考意义。     

基于4G网络的站台门远程监控与诊断维护系统设计

为了提高站台门系统的可维修性、降低故障维修时间和维修成本。设计以4G网络为载体、诊断维护服务器为核心、信息安全传输为关键的网络架构,实现对地铁站台门系统运行过程中的监视、故障诊断和维护,满足跨区域异地监控站台门系统各功能的运行状态。对发生的故障进行维护管理与决策,同时根据故障数据,诊断出故障原因,并生成指导性维修预案,从而提高故障诊断的准确性和现场故障的维修效率,代替人工完成对站台门系统的监控与故障诊断。     

故障工况下常导磁浮车辆悬浮架载荷特性研究

针对中低速常导磁浮车辆运行过程中可能出现的故障工况，对悬浮架的载荷特性展开研究。首先根据实际参数建立动力学模型并分析其振动特性，研究了悬浮架构架在电磁铁失效、空气弹簧失效等故障工况下的位移特点；然后分析故障工况下悬浮架的载荷特性，并对悬浮架各部件的强度进行评估。研究结果表明：磁浮车辆的车体与悬浮架通过滑台间接相连，使得振动形式比较丰富；在电磁铁失效故障工况下，悬浮架构架质心的位移相对较大，与轨道碰撞后使得悬浮架载荷发生突变；相对于正常运行工况，左侧电磁铁失效时纵梁的应力最大值增长为原来的3.87倍，左后空簧失效和紧急落车时托臂的应力最大值分别增长为原来的2.59倍和8.11倍。对故障工况下悬浮架的载荷特性进行研究，可以为疲劳寿命计算和结构强度设计提供参考依据。     

城市轨道交通安全门电磁锁的设计

针对地铁安全门系统中已有各型号电磁锁易卡壳、易误报、能耗高等问题,对其电磁铁、传动机制以及动作感应装置等核心部件进行了全新设计.一方面,通过理论计算来确定电磁铁的各项参数,使设计出的电磁铁在不同温度条件下都能满足电磁锁正常工作的需要,并实现低能耗;另一方面,对用于解决卡壳、误报等问题的新机械结构进行了图形化展示和功能性介绍.全新设计的电磁锁能更好地满足城市轨道交通安全门的安全使用要求.     

地铁信号与站台门接口故障分析

分析地铁信号与站台门系统接口故障对运营造成的影响以及地铁新线开通初期设备故障率较高的现状,对站台门状态未反馈及站台门不联动接口故障进行分析,阐述其发生的原因、处理办法。前瞻性地提出地铁新线建设时信号与站台门接口故障隐患防范措施和思路,减少设备故障率,最大限度降低信号与站台门接口故障对运营带来的影响,为新线正常运营奠定基础。     

提速道岔小波包能量熵故障诊断方法

将小波包变换应用于S700K型提速道岔转辙机故障诊断中,以微机监测系统采集的S700K型转辙机三相交流电流为信号源,基于小波包多尺度分析对道岔转辙机正常工作状态和各故障状态下的三相交流电流进行分解,并通过小波包能量熵提取故障特征,然后根据能量熵定义故障诊断指标,并对每相电流的故障诊断指标设定2个阈值,来定量划分故障类型。实验结果表明:道岔不同故障情况下,三相电流小波包能量熵分布有一定的规律,故障诊断指标阈值的设定能有效划分道岔故障类型,待测样本测试结果与现场诊断结果一致。     

地铁道岔电气故障的诊断方法及软件系统构建

地铁道岔故障处理一直是信号系统的重点工作。为构建道岔故障诊断系统,根据道岔故障类型,针对道岔电气故障展开了研究。通过对道岔启动电路、道岔表示电路原理的分析,确定道岔故障诊断所需的采集点和采集内容,研究汇集了一组道岔故障现象及故障定位的故障数据库,可对道岔三相电缺相故障、道岔启动电路故障、道岔表示电路故障进行有效定位,以方便故障排查,为道岔故障诊断系统的构建奠定了基础。     

全自动运行系统下站台门新增异物探测与控制功能方案研究

全自动运行(FAO)系统是城市轨道交通自动化的最高等级,站台门是全自动运行系统中与乘客直接接触的保障系统安全运行的重要设备,目前全自动运行系统下站台门新增功能需求与实施方案尚无规范标准可循。通过对全自动运行系统下站台门运营场景需求分析,得出站台门在全自动运行系统下间隙异物探测、车辆与站台门故障对位隔离和多就地控制盘(PSL)控制功能需求;针对传统的车辆与站台门间隙异物探测方案进行全自动运行系统适用性分析与比选,提出全自动运行系统站台门间隙异物探测技术要求及发展方向;对实现列车门与滑动门故障对位隔离控制功能的信息传输通道和控制模式进行研究分析,并对此运营场景的客流引导播报方案提出新的思路。同时,确定了全自动运行系统下站台门PSL位置和数量的设置原则。     

转辙机故障诊断在铁路信号集中监测系统中的应用

结合转辙机的电流曲线值、定位和反位表示、表示电压等采集值,设计了一种转辙机故障诊断模型,以实现对转辙机的故障诊断。该模型对转辙机的故障原因定位具有较高的识别率,可进一步推动信号设备由计划修到状态修转变的进程。     

铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理半实物仿真系统设计

针对铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理功能测试需求，设计了一套半实物仿真系统。通过分析动力集中动车组牵引主回路正常情况及发生接地故障时的电压电流关系，建立牵引主回路模型和故障注入模型，并利用该动车组牵引控制单元对设计的仿真系统进行了实时测试与验证。测试结果证明了该半实物仿真系统及模型的有效性，既可以用于正常工况下牵引回路控制性能仿真，也可以用作故障诊断与处理功能的仿真测试，具有较高的应用价值。     

福州地铁4号线车站单端风亭方案探讨

福州地铁4号线省立医院和远洋路站因拆迁原因,无法设置常规的双风亭车站。为此提出单端设置风亭的方案。经过SES模拟计算单端风亭车站正常工况下区间隧道温度及通风量,阻塞工况下单端风亭区间温度,火灾工况下单端风亭区间排烟、烟气过站、活塞风压对站台门影响,单端长距离送排风均匀性等问题,通过有效的技术手段,在车站前后站间距不足1 km,不存在列车追踪的情况下,全高站台门系统单端风亭车站通风空调方案能满足要求。     

频变特性下自耦变压器绕组FRA建模研究

以1台含梯级叠铁心自耦变压器的分裂式绕组为研究对象,通过数值计算和均质化建模获得频变下含梯级叠铁心的导磁特性;然后,运用有限元软件计算绕组电感和电阻的频变特性;再以变压器绕组线饼为单元,在MATLAB中建立考虑频变特性的绕组状态空间方程的解析模型,计算正常及轴向移位故障下绕组的频率响应;最后,通过实验验证模型的正确性....     

中央发送两端电流接收式无绝缘轨道电路的断轨态分析

分析中央发送两端电流接收式无绝缘轨道电路,必须考虑电流传感器参数及其接收电路等效阻抗对轨道电路的影响。通过电路变换,推导轨道电路接收端及轨道电路的等效电路,建立轨道电路断轨态等效电路及其二端口网络模型。根据等效电路,推导断轨态数学模型,给出传输矩阵参数以及接收端钢轨电流、感应电压和转移阻抗的计算公式。算例结果表明:电流传感器参数及其接收电路等效阻抗对轨道电路的影响,可以通过分析传感器等效阻抗参数对轨道电路的转移阻抗的影响得到;传感器等效阻抗越小,转移阻抗越小,则电流传感器处钢轨电流及其感应电压越大;当传感器等效阻抗为零时的算例结果与文献[4]的有关结果一致,说明给出的分析方法和结论是可信的,并且说明文献[4]是本文在传感器等效阻抗为零条件下的特例。     

DF7型机车电子励磁电流异常状态分析

通过对DF7型机车电子励磁工况下,电流异常状态进行的统计比较,归纳总结出电流异常的常见故障现象和故障处所,对重点故障在电路中产生的主要原因进行了分析,并提出了相应的处理措施.     

城际铁路列车通过地下站站台门时的风致效应仿真与试验研究

针对城际铁路列车高速通过地下车站时,站台门在列车气动载荷的作用下产生结构变形,且难以在运营线路上进行实时监测的问题,文章提出一种将计算流体力学、有限元分析和线路试验相结合的分析方法。该方法采用流体力学仿真技术计算出城际铁路列车过站风压,并通过模拟列车过站时的气动载荷,对站台门结构变形开展有限元分析,最后在具备列车160km/h高速过站工况的线路上进行试验验证。将试验与仿真数据进行对比可得,有限元分析和线路试验两者得出的应力变化趋势基本一致,且最大的标准差不超过0.43,从而验证城际铁路地下站站台门有限元模型加载方法的可行性,为进一步研究站台门在城际铁路以及高速铁路中的应用提供依据。     

活塞风对地铁车站影响特性及多因素分析

研究目的:为分析多因素下活塞风对地铁车站影响特性,本文以出入口及站台门的进风量为主要分析对象,通过数值模拟和理论分析来研究站台门风口开启面积、活塞风阀开启面积、行车周期及有无迂回风道下活塞风对车站的影响。研究结论:(1)出入口进风量随行车周期的增大先增大后变小,而站台门进风量随着行车周期的增大而减少;(2)单纯地改变站台门风口开启面积对增强活塞风对车站的影响是有限的;(3)屏蔽门单活塞系统模式,建议增设迂回风道,可根据需求调节迂回风道的开关,进而控制和利用活塞风效应对地铁车站的通风量;(4)活塞风阀开启面积越小,出入口进风量越大,活塞风对车站的影响也越大,配合控制站台门风口开启面积与活塞风阀开启面积,能很好地控制活塞风对车站的影响;(5)从方差分析结果可以得出,活塞风阀开启面积对出入口进风量影响最为显著,而站台门风口开启面积对站台门进风量影响显著程度最高;(6)本研究结果能很好地指导环控系统方案设计,为活塞风的控制和利用提供理论基础。     

基于DCNN-SVM的道岔智能故障诊断方法研究

针对道岔故障难检测、难分类、时效差等难题，以S700型转辙机道岔为研究对象，提出一种基于DCNN-SVM的道岔故障诊断方法。首先从道岔正常转换曲线和发生故障时的动作曲线入手，总结故障类型、故障原因和故障信号形态特征，并对道岔转换动作曲线进行预处理，即数据统一维度和归一化。然后计算标准电流曲线和功率曲线，根据道岔转换曲线与标准曲线的相似度来识别道岔转换正常和异常。再采用分区时域特征提取和ReliefF特征筛选，选取对故障分类具有明显效果的时域特征，以及根据深度学习算法获取的图像特征，形成有效特征向量空间。最后使用训练集对DCNN-SVM道岔故障诊断算法进行模型训练，并基于诊断模型实现道岔故障的实时诊断。实验表明：在样本数据量足够大的情况下，DCNN-SVM道岔故障诊断方法正确率达99.01%,相比SVM算法提高0.64%,对保障行车安全具有十分重要的作用。     

ATO模式下车地联动时序分析与站台门延时控制系统设计

分析轨道交通中列车门与站台门,在不同控制时序下的安全性问题的基础上,提出列车门与站台门开关动作时序方案。通过对现有站台门系统的控制方式,以及站台门与列车控制中心的接口条件进行逻辑分析,提出延时控制系统的功能设计方案,详细说明了其接口原理及工作流程。系统由安全继电器、中央逻辑处理单元构成,以“故障导向安全”为原则,具备完整的自检功能。在试验室环境下对系统功能进行验证,通过模拟列车控制中心的控制命令,延时控制系统能够准确地对控制命令进行延时、记录、故障处理。试验结果表明,该系统简单实用、安全可靠,提高了乘客出行的安全性和舒适度,为既有车站站台门系统升级改造起到了重要作用。     

全自动运行线路站台门 就地控制盒电路改进方案设计

为识别全自动运行线路接发车过程中站台门控制电路可能存在的安全风险,通过对控制自动接发车条件 的站台门控制系统相关外部接口控制电路、内部“门关闭并锁紧”状态安全回路、就地控制盒工作模式的分析, 同时结合站台门控制系统的结构和控制方式,剖析现有电路(特别是站台门就地控制盒电路)设计在全自动运行应 用中可能存在的风险,根据识别出的风险,提出全自动运行线路站台门就地控制盒既有电路的利弊分析和改进方 案设计,在兼顾安全和运营效率的前提下,给出适用于全自动运行线路的建议方案。     

道岔动作电流监测曲线分析

道岔是地铁最重要的行车设备之一。道岔动作电流及功率曲线是反映道岔运用质量的一个重要指标。通过对道岔动作电流的实时监测,能直接测量出电动转辙机的启动电流、工作电流、故障电流、动作功率及动作时间,并以此描绘出道岔动作电流曲线。日常微机监测数据调看时,应对每组道岔的动作电流曲线作详细调看。对照参考曲线进行对比、分析,以便随时掌握道岔的电气特性、时间特性和机械特性,从而发现转换过程中的不良反应。这对预防故障发生、消除不良隐患及故障应急抢险有着不可替代的作用。