基于ATO的列车牵引计算算法设计与实现

为了实现基于自动驾驶(ATO)的列车牵引计算系统,将牵引计算自动算法设计为工况初选、回退优化和试凑3部分.工况初选在考虑列车运行坡段线路的实际情况下,结合列车的各种约束使列车运行;列车运行出坡时若列车的出坡速度不满足出坡检验,则选取相应的回退策略进行工况重新优化组合;在列车越过坡段后进行出坡速度试凑,列车进站时进行速度和距离试凑.模拟仿真显示该算法具有较强的实用性.     

货运列车通过变坡点时纵向性能研究

根据列车纵向动力学原理,用计算机语言编制列车纵向动力学仿真程序。用该程序对列车在通过变坡点时紧急制动和常用制动缓解工况的纵向性能进行研究。以列车在平直道上的紧急制动和常用制动缓解工况的纵向冲动计算值作为基准值,将列车在凹形线路纵断面的紧急制动纵向冲动计算结果和凸形线路纵断面的常用制动缓解纵向冲动计算结果与基准值比较,用以确定列车通过变坡点时最不利的变换工况位置。从而对列车运行的优化操纵有一定的指导作用。     

采用回退法、迭算法优化牵引计算周期制动工况

当列车运行在长大下坡道上,通常采用空气制动的周期制动调整速度。为了满足两次空气制动间充风时间和列车空走时间的要求,常常会造成列车的出坡速度与下一坡段的限制速度速差不合理。针对长大下坡道上空气制动工况优化问题,采用工况初选策略自动计算到换坡点,然后进行进出坡检验。若列车的出坡速度不合理则采用不同的策略回退到回退基点,舍掉回退基点后的结果,将其前的结果作为计算的当前解,以此产生一个更优的新解,不断重复该过程直到出坡速度合理时停止迭代。最后得到的工况组合是优化的。     

高速列车在不同运行工况下速度变化与坡度和坡长的关系研究

高速列车在上下坡时,如果速度变化过于剧烈,则会影响平均行车速度,同时会因频繁的加速和减速而造成运营费用的增加.列车的速度变化又与列车运行工况以及坡度和坡长有关.因此,分别在不同坡度上,对高速列车在不同运行工况下,速度变化与坡度和坡长的关系进行研究,对于高速铁路坡度和坡长的选取有着重要的意义.以CRH2-300和CRH3型电动车组为例,通过分析两种电动车组的牵引和制动性能,分别对两种电动车组在不同的坡度上,牵引、惰行、制动等不同的运行工况下,速度随坡长的变化情况进行了计算,从而为在综合考虑工程量和运营费用时,不同的地形条件下,高速铁路坡度和坡长的选取提供依据.     

铁路纵断面最小坡段度

本文在“铁路线路相邻坡段坡度代数差值及列车纵向力的研究”基础上，采用列车纵向非稳态运动模型，通过数字仿真，计算列车以不同工况在不同线路纵断面上运动时产生的纵向力。研究纵断面连接中的最小坡段长度对列车纵向力的影响规律，据此对《铁路线路设计规范》中相关规定提出了修改建议。     

过江隧道内地铁列车运行的可视化仿真

为了明确武汉轨道交通2号线过江隧道区间坡段对列车运行特性的影响,为运行方案设计提供理论依据,建立武汉轨道交通2号线过江隧道两列车在长大坡道上的动力学模型,展开两列车同轨道运行工况下正常运行和不同动力故障时相对运动的动态仿真,基于Simulink/Virtual Reality Toolbox,对两列车的相对运动实现可视化。结果表明,该分析揭示了隧道内复杂坡段对列车最大运行速度和发车间隔的影响,有效指导过江隧道复杂坡段列车运行的方案设计。     

边江隧道内地铁列车运行的可视化仿真

为了明确武汉轨道交通2号线过江隧道区间坡段对列车运行特性的影响，为运行方案设计提供理论依据，建立武汉轨道交通2号线过江隧道两列车在长大坡道上的动力学模型，展开两列车同轨道运行工况下正常运行和不同动力故障时相对运动的动态仿真，基于Simulink／Virtual Reality Toolbox，对两列车的相对运动实现可视化。结果表明，该分析揭示了隧道内复杂坡段对列车最大运行速度和发车间隔的影响，有效指导过江隧道复杂坡段列车运行的方案设计。     

基于离散微区间工况选择的列车节能运行优化方法

列车节能运行优化可降低列车的运行能耗，从而降低轨道交通运营成本，但对于坡度、坡长、限速等条件多变的线路，既有节能优化方法难以给出合理的工况组合方案，因此提出基于离散微区间工况选择的列车节能运行优化方法。首先，将列车运行区间离散为等距的微区间，建立节能运行优化模型；其次，通过考虑相邻2个迭代最优解之间差异的启发效应，对蚁群系统算法（ACS算法）进行改进，提出改进的蚁群系统算法（ACSd算法）；然后，采用ACSd算法在微区间中直接选择运行工况；最后，将节能和准时的要求同时纳入目标函数和算法的启发因子，并提出调节信息素浓度的时间补偿机制处理时间误差。以北京亦庄地铁线某个多坡段区间为例，将所提方法与既有能量分配法的优化结果进行对比，并对分别采用ACSd算法和ACS算法选择运行工况所获得的优化结果进行对比。结果表明：基于微区间工况选择的优化方法较能量分配方法降低能耗29.1%；采用ACSd算法进行列车节能运行优化较ACS算法降低能耗9.9%。     

新疆单线铁路土堤式挡风墙坡角优化研究

为提高新疆单线铁路土堤式挡风墙的防风效果,防止列车倾覆,提出只改变挡风墙的迎风侧坡角而背风侧坡角不变(方案1),以及挡风墙的迎风侧坡角和背风侧坡角相等且同步改变(方案2)的2种优化方案。采用数值模拟计算方法对比这2种优化方案对列车气动力系数的影响。结果表明:在列车处于静止状态下,方案1中挡风墙迎风侧最佳坡角为57°,方案2中挡风墙迎风侧和背风侧最佳坡角均为69°;在列车以20～120km.h-1速度运行的动态状态下,按方案1,为达到列车倾覆力矩为0的最佳防风效果,挡风墙迎风侧坡角也必须随着列车运行速度的增大而增大;而按方案2,挡风墙的迎风侧和背风侧坡角基本不随列车速度的变化而变化。因此建议在实际工程中采用方案2进行土堤式挡风墙坡脚的优化设计。     

基于极大值原理的电动车组节能操纵

为了研究电动车组列车的节能操纵策略,以列车牵引能耗最小为优化目标,基于极大值原理推导出列车节能运行的最优工况集。考虑线路限速,通过分析伴随变量的变化规律,得到最优工况的切换原则,并在此基础上设计求解列车节能操纵工况序列的数值算法。仿真算例验证了该算法的有效性以及将其用于在线计算电动车组列车节能速度模式曲线的可行性。     

中低速磁浮列车技术研究进展

文章介绍了中低速磁浮列车的技术特点,并从悬浮、直线电机牵引、走行机构三个方面讲述了中低速磁浮列车技术的现状.     

一种基于卫星导航的列车初始定位方法研究

在西北环境恶劣地区,线路区间往往较少设置实体应答器,列车在区间重启时需要长距离低速运行.经过实体应答器后才能确定列车位置。针对该问题.本文提出一种基于卫星导航系统和车载电子地图的列车初始定位方法。该方法利用轨道约束算法和概率学方法,设计满足铁路安全标准要求的列车初始定位方法。     

道岔牵引力间接测量的建模与实现

在铁路高速发展的背景下,列车提速与高密度运行已成为我国铁路运输的现状,尤其的提速区段、道岔转辙机的转换牵引力测量问题一直是电务系统工作的重点和难点,在此背景下对提速道岔的检测工作尤其显得重要。而传统的测试设备和手段无法确保牵引力测试的快速简便,安全可靠。     

地铁列车制动系统速度信号模拟的研究

速度信号是地铁列车制动系统的一个关键信号,对速度信号进行模拟是实现地铁列车制动实训系统和制动测试系统的基础工作。根据地铁列车架控式制动系统中速度传感器输出信号的要求,提出并实现一个实时可控的速度传感器输出信号模拟方案;利用STC15系列单片机输出高速脉冲电压信号,再将电压信号转换为电流信号,输出7 mA~14 mA脉冲电流信号,作为模拟地铁列车行驶过程中速度传感器的输出信号。仿真结果表明:该方案满足地铁列车速度传感器输出信号的模拟要求,有助于提高地铁列车制动测试系统和制动实训系统的可操作性。     

高速列车传动齿轮箱浸油深度对平衡温度的影响

传动齿轮箱作为高速列车动力系统的关键部件,随列车运行速度的提高,箱内的工作条件急剧恶化.本文针对中国南车集团开发的高速列车传动齿轮箱,采用经验公式,计算分析了在不同转速下,齿轮箱浸油深度对搅油损失的影响.并建立齿轮箱的传热模型,采用有限差分法,在模型验证有效的基础上,计算分析了不同浸油深度对齿轮箱平衡温度场的影响.为高速列车传动齿轮箱浸油深度的选取和运行参数优化提供了理论基础.     

严重初始延误与区间限速条件下高速列车实时调度模型

针对突发事件下列车正常秩序的快速恢复与调度优化方案的自动生成问题,现有调度优化模型与一般人工经验难以处理复杂事件场景,且求解效率较低.面向同时包括严重初始延误与区间限速影响的复杂突发事件场景,设计提出大面积列车延误和区间限速等针对性约束,构建基于事件活动网络的列车多目标非线性调度优化模型.为实现实时调度,采用添加中间决...     

高速动车组备用制动系统仿真分析研究

基于现代流体力学数值仿真技术,以高速动车组备用制动系统作为研究对象,建立了备用制动系统中分配阀等关键部件的仿真模型,研究了沿列车管长度方向的减压制动,再现备用制动实施的过程。研究工作为列车备用制动系统的设计、试验研究提供理论参考。     

120阀内孔径对制动系统性能的影响

使用基于气体流动理论的列车制动系统数值仿真方法定量分析了120阀的紧急阀III孔径、局减阀上的局减孔孔径、加缓风缸向列车管充气孔孔径对单编万吨列车制动、缓解特性的影响.仿真结果表明:紧急阀III孔径对列车的紧急制动特性有明显的影响。该孔径在2.3～2.7 mm范围内能够保证在常用制动时不发生紧急作用,同时紧急作用也能正常发生,并且该孔径越大,其制动波速越慢,在紧急制动时,该孔径由2.35 mm增大到2.65 mm,其制动波速由283.2 m/s降低到244.2 m/s,降低了14.2%;局减阀上局减孔孔径对常用制动时的制动波速有明显的影响,孔径越大,其常用制动的制动波速越快,在减压100 kPa时,孔径为1.5 mm时比0.5 mm时制动波速增大了77.4%;加缓风缸向列车管充气孔的大小对缓解波速有明显的影响,该孔径越大,缓解波速越快,在减压100 kPa之后缓解的过程中,随着该孔径由0.5 mm增大到1.5 mm,缓解波速增大了53.1%,小减压量制动后缓解时,该孔径大小对缓解波速影响较小。该结论为新阀的设计提供了参考。     

TDCS车站及基层信息采集系统典型故障分析及改进建议

TDCS系统在行车过程中的作用非常重要,对TDCS车站及基层信息采集系统结构进行介绍,并对典型故障分析总结,以加强管理并优化现有设备,压缩故障延时,提高设备可靠性。     

列车-轨道(桥梁)系统横向振动稳定性分析

论证列车脱轨力学机理是列车-轨道(桥梁)系统横向振动丧失稳定。基于系统运动稳定性能量增量分析方法,提出列车-轨道(桥梁)系统横向振动稳定性分析的能量增量判别准则:当列车-轨道(桥梁)系统横向振动极限抗力做功增量大于系统横向振动最大输入能量增量时,横向振动状态稳定;反之,系统横向振动状态不稳定;二者相等时,横向振动状态处于失稳临界状态。基于上述准则,提出系统横向振动失稳临界车速与容许极限车速分析方法,并结合实例证明方法的可行性。采用上述方法得到高速铁路板式无砟轨道列车失稳临界车速为607.5km/h,容许极限车速为486km/h,证明我国高速铁路运行安全度较高。