高铁联络线不利条件下CTCS3-CTCS2等级转换方案研究

CTCS3-CTCS2等级转换是高速铁路列车运行控制系统的重要运营场景之一,在联络线长度过短或联络线存在大号码道岔等不利线路条件下设置CTCS3-CTCS2等级转换点时,由于在部分进路及临时限速场景下CTCS3系统与CTCS2系统计算控车模式曲线的逻辑存在差异,如果CTCS3-CTCS2等级转换预告点和执行点的位置设置不合理,可能导致列车在等级转换时产生超速制动的风险。对等级转换过程中车载计算控车模式曲线的差异、CTCS3系统与CTCS2系统控车逻辑的差异性进行分析;结合实际线路探讨列车在CTCS3-CTCS2等级转换中可能存在的问题,对选用线路中不同位置的应答器作为等级转换预告点或执行点的方式进行综合分析和测试,提出了解决方案;并通过理论分析及多种车型的仿真试验验证了方案的可行性,对CTCS3-CTCS2等级转换预告点及执行点的设置要求进行归纳和总结。     

CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术

从CTCS-3级列控系统工程建设角度出发,对包括基于多路速度传感器数据融合的测速测距策略、列车制动模型及CTCS-3/CTCS-2级动态转换机制等CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术进行研究。根据不同类型测速传感器的特点,采用车轮速度传感器与雷达相结合的方式实现列车速度的安全测量,并运用联合卡尔曼滤波理论提出基于多路传感器数据融合的测速测距算法策略。结合列车移动体的控制特点,在国际铁路联盟UIC 544—1标准的基础上,提出1种改进的分段式减速度计算的列车制动模型,可兼顾行车安全和效率。针对列车运营模式的兼容性与可靠性,采用兼容CTCS-3级和CTCS-2级的双模冗余设计,使CTCS-3级列控车载设备同时具有CTCS-3级控车功能和CTCS-2级控车功能,并通过输入信息共享和等级转换时信息交换等技术手段,实现CTCS-3/CTCS-2级之间的平滑动态转换。研究成果已在武广高速铁路上实施,满足了列车高速安全运行的要求,并提高了等级转换时的列车运行效率和旅客舒适度。     

CTCS-2至CTCS-3等级转换的研究及仿真

分析CTCS-2级转换至CTCS-3级的具体流程以及转换过程中的车地信息交互。以西南交通大学CTCS-3级列控系统仿真平台为研究对象,针对该系统CTCS-2级至CTCS-3级等级转换的功能空缺,在车载子系统中增加等级转换控制模块,完善地面子系统相关功能,并对CTCS-2级至CTCS-3级的等级转换功能进行仿真测试。结果表明,该平台能够正确地完成CTCS-2级至CTCS-3级的等级转换,实现等级转换过程中超速防护功能及司机提示功能,并对等级转换过程中车地仿真消息进行实时记录和显示。     

基于时间自动机的自主化ATP等级转换功能建模与验证

自主化ATP(列车自动保护)系统在国产化ATP系统的基础上,增加了一些新的功能需求。针对自主化ATP系统安全关键功能的安全性和正确性保障的问题,以自主化ATP系统中典型的C2等级转换C3等级的等级转换功能为研究对象,采用时间自动机形式化地分析等级转换功能的安全性、活性和实时性。研究时间自动机的数学理论基础,分析自主化ATP系统等级转换功能的逻辑和与其他系统的数据交互;采用时间自动机建模方法,从ATP、RBC(无线闭塞中心)和应答器3个方面,建立C2等级转换C3等级的时间自动机模型;研究自主化ATP系统等级转换功能需要满足的安全性、活性和实时性要求,利用UPPAAL软件验证等级转换功能的系统性质。结果表明,自主化ATP系统C2等级转换C3等级功能满足期望的系统需求。     

CTCS-3级列控系统RBC控车场景建模与验证

应用统一建模语言UML与模型检验工具PHAVer(Polyhedral Hybrid Automaton verifier)相结合的方法,研究CTCS-3级列控系统RBC控车场景:列车注册与启动、行车许可、等级转换、列车注销的混成性。首先通过UML支持的扩展机制,引入构造型(Stereotype)对UML进行面向混成性的扩展,建立RBC控车场景UML模型,实现对RBC控车场景混成性的描述。然后依据UML到PHAVer的转换规则,将UML模型转换成PHAVer模型。最后,依据CTCS-3级列控系统需求规范,总结RBC控车场景的功能需求,运用PHAVer进行验证,证明CTCS-3级列控系统需求规范的正确性。     

CTCS-3至CTCS-2等级转换应答器组布置

CTCS-3至CTCS-2级列控系统等级转换应答器布置非常重要。等级转换应答器布置不当,会引起列车紧急制动。通过对CTCS-3级列控系统应答器应用原则研究,介绍CTCS-3至CTCS-2等级转换应答器组布置原则,并详细分析特殊场景下引起列车紧急制动的原因。最后结合特殊场景,提出优化等级转换应答器布置的方法。     

城市轨道交通车-车通信系统融合设计

文章以青岛地铁6号线工程为例,通过对基于车-车通信的TACS系统展开研究,对列车控制系统方案进行简化统一,优化调整系统架构及功能分配,形成列车自主运行系统实施方案。该系统保持以列车为核心,基于车-车通信实现列车主动进路与自主防护功能;在系统降级情况下,由OC实现非通信列车追踪、行车资源回收以及进路安全防护等系统降级功能,这种功能分配可提高系统可用性,方案合理可行。     

上海轨道交通18号线首列全自动驾驶列车成功下线

正2019年10月17日下午,上海轨道交通18号线首列全自动驾驶列车下线仪式在中车株机公司举行。列车按照全自动驾驶标准EN 62290:2014中最高等级Go A4进行设计,是全过程无人值守的最高等级全自动驾驶列车。该项目列车为6节A型车编组,时速80 km,共计50列。上海轨道交通18号线全自动驾驶列车具有以下优势:1)全自动更省心。在实现自动唤醒、自检、自动洗车、自动出库、自动回库、自动休眠等库内作业的基础上,     

一起线路所CTCS-2/CTCS-3边界停车的案例分析

列控系统是保证高铁列车安全运行的核心设备,列车在正常运行过程中,在不同的线路中应该满足自动实现CTCS-2/CTCS-3（简称C2/C3）等级转换。通过对其中一种特殊场景下由于切换执行应答器之间的应答器组发送公里标/站名等C3等级使用的信息,导致C2/C3等级转换不成功停车问题进行探讨分析,并提出解决措施建议,为分析解决类似问题提供参考。     

基于车-车通信的CBTC系统方案研究

基于通信的列车控制(CBTC)系统已在城市轨道交通中得到广泛使用,并在工程实践中展现出较大的优势,但其具体实现方案仍是现阶段研究的一个重要方面。提出了一种基于车-车通信的新型CBTC系统,给出了系统构架和功能原理,并就相邻列车通信和全网列车通信两种实现方案进行了讨论。分析了该新型CBTC系统的核心——车载控制器的具体功能,对基于车-车通信的CBTC系统在实际应用中面临的问题及其解决方案进行了探讨。     

等级转换应答器组布置原则探讨

为了实现列车运行过程中不停车自动实施CTCS-3/CTCS-2等级转换,在特殊线路情况下需要更加明确等级转换应答器组布置原则。通过对CTCS-3总体技术方案研究,介绍等级转换的基本流程及等级转换应答器组布置的基本原则,并详细分析在特殊线路情况下等级转换应答器组布置应避免的情况,最后指出等级转换应答器组布置原则在工程项目中需要进一步研究完善。     

城市轨道交通车辆最高运行速度的选择

研究目的:通过对影响列车最高运行速度的几大要素进行分析,寻找轨道交通车辆选型时确定列车最高运行速度等级的一般规律,从而达到节约能源、减少车底数的目的.研究结论:确定城市轨道交通车辆最高运行速度等级时一般以平均车站间距作为首要依据,车站间距约为3.4 km时,推荐选择列车最高运行速度120 km/h;当车站站间距约为2.3 km时,推荐选择列车最高运行速度100 km/h;当车站站间距约为1.5 km时,推荐选择列车最高运行速度80 km/h.     

网络化条件下地铁车辆选型和列车编组研究

在网络化条件下,地铁车辆选型和列车编组关系到车辆运用、维修、资源共享和网络内地铁列车的互联互通等。以大运量常规地铁为研究对象,从车辆选型原则、A型车和B型车比较、列车编组的不同动拖比等方面对地铁车辆选型及其编组进行详细研究和分析,对网络化条件下地铁车辆选型和列车编组具有一定的指导意义。     

基于均衡运用原则的列车运营日计划编配研究

科学进行列车运营日计划编配对提高列车运营效率具有重要意义。提出了一种基于改进的最优-最差蚁群算法(BWAS)的车次车号匹配算法。对列车运营日计划表进行分析并对列车运营日计划编配问题进行描述;以车组号与车次匹配度最高为优化目标,以唯一性约束、早高峰指定车次约束、道岔转换最小时间约束、出库便捷性约束为约束条件,建立基于改进BWAS的列车运营日计划编配模型;结合实际车组、车次及股道信息进行仿真分析,结果表明,该算法可在短时间内收敛并使车组运用均衡性得到显著提升。     

中国推出自主化全自动“无人驾驶”地铁列车

<正>世界上自动化等级最高的地铁列车——全自动无人驾驶地铁列车于2016年2月26日在中车青岛四方机车车辆股份有限公司下线。该车满足IEC 62290国际标准中的GOA4级(世界最高自动化等级)标准,与常规地铁列车相比,其最大特点是具备"无人驾驶"功能。车辆从唤醒到自检、出库、停站、开关门、发车、回库、休眠、洗车     

动车组充电机输出冗余供电功能技术研究

某型动车组用充电机将辅助变流器AC 380 V交流电转换为DC 110 V直流电，主要为列车固定直流负载及碱性蓄电池供电，是列车安全、可靠运行的重要保障。整车顶层技术指标要求列车可在切除及恢复1台充电机的运营过程中实现列车直流供电的平稳过渡，保持直流负载正常运行。文章通过阐述某型动车组整列直流供电系统架构及负载配置，分析了充电机输出电气原理及碱性蓄电池温度补偿曲线、充放电转换策略；并对充电机输出供电特性进行论证，深入研究了某型动车组切除及恢复1台充电机过程中，充电机供电输出的变化机理，并进行相应实车数据测试，论证碱性蓄电池浮充工况及恒压充工况下，充电机切换及恢复过程中列车充电机动作特性；通过搭建充电机等效工作模型，佐证了充电机输出的特性差异。研究表明，在运用过程中存在充电机输出电流不一致情况为正常现象，且充电机本身具有限功率输出的功能，不会对充电机的使用、寿命等产生影响。     

基于车-车通信的全自动运行信号系统研究

分析我国城市轨道交通信号系统的发展现状,介绍传统的基于通信的列车控制(CBTC)系统存在的问题。介绍基于车-车通信的全自动运行系统,通过建立列车之间通信与协作,实现列车自主运行控制,具有架构简洁、地面轨旁依赖小、列车主动进路、列车自主防护等技术特点。对其系统架构、系统原理、关键技术及系统特点进行研究和分析,该系统对传统 CBTC 信号系统架构、原理进行优化,具有更高安全性、可靠性、运营效率,以及更低建设和运营成本,必将在未来有更广泛应用。     

80 km/h B型地铁列车隧道内运行空气动力学试验研究

为探明80 km/h B型地铁列车在隧道内运行时空气动力学效应,采用实车试验方法,在南宁某隧道直径为5.4 m的全地下线路开展空气动力学测试,分析列车在隧道内运行时,车内外气压波动情况以及车内耳压舒适度情况。研究结果表明：列车以80 km/h速度通过隧道内中间风井位置时,车内外压力波动剧烈,车外与车内测点峰峰值分别为1 452 Pa与923.4 Pa;列车在车内外压力波动剧烈时,车外各测点压力差异大,车内各测点压力差异小,车外各测点峰峰值的均方差值为车内各测点峰峰值的均方差值的9.6倍;列车在非风井区间运行时耳压舒适度良好,而在风井区间运行时有造成乘客耳压不舒适的风险。研究结果可为80 km/h速度等级地铁列车耳压舒适度的评估和改善提供参考。     

兰新客专通过能力研究

兰新客专开通后,采用了动车组与跨线普速旅客列车共线运行的组织模式。研究兰新客专不同等级旅客列车共线运行通过能力,对编制列车运行图具有重要的意义。本文在运用平均最小列车间隔时间法对兰新客专通过能力进行分析的基础上,提出采用直接计算法,根据运营初期实际列车运行图及不同等级列车随机分布理论,计算了兰新客专动车组、直达、快速列车共线运行时的通过能力,为编制列车运行图及计算通过能力利用率提供有益参考。     

基于灵活编组模式的城市轨道交通列车通过能力分析

为提高城市轨道交通运能与运量的耦合度，解决非高峰时段列车满载率低的问题，提出了列车灵活编组模式。结合城市轨道交通线路客流在时间上的不均衡性，对灵活编组模式进行了需求分析。通过对信号系统和车辆网络传输作业的分析，研究了列车解体和编组作业流程，得出列车解体和编组作业时间分别为84.2 s及103.2 s。结合全日客流时段的形态分布，提出城市轨道交通列车灵活编组转换衔接方案，建议早高峰前采用列车以小编组形式出段运行，高峰转非高峰过渡时段采用正线上列车解编的方式。针对高峰转非高峰过渡时段内列车不同运行场景，以“3辆编组A型车+3辆编组A型车”灵活编组列车为例，通过铺画车站作业图的方法进行列车通过能力分析，验证了灵活编组模式下正线上列车解编作业可以满足过渡时段的列车通过能力需求。对灵活编组条件下的重联列车中部不贯通的疏散问题，以及极限状态下列车救援问题进行了研究，提出了解决方案。城市轨道交通列车灵活编组模式可提高行车组织与客流时间分布的匹配度。