基于列车位置报告降低轨道电路分路不良风险的方法研究

轨道占用状态是列控系统保证铁路行车安全的基础信息,全国铁路自动闭塞区段均以轨道电路作为列车占用检查设备,由于线路钢轨与轮对间分路电阻达不到规定要求,存在列车占用检查功能失效可能,产生安全隐患。提出一种基于车载设备(ATP)向无线闭塞中心(RBC)发送的列车位置报告实现列车占用检查,降低轨道电路分路不良风险的方法,并对模型的应用效果进行对比分析。     

自主化无线闭塞中心安全性研究

无线闭塞中心(RBC)是CTCS-3级列控系统的地面核心设备,根据联锁、相邻RBC、临时限速服务器、调度集中系统提供的信息以及与车载设备交互的信息生成列车行车授权,并向车载设备发送行车许可,完成列车间隔控制和列车防护,保障列车安全追踪运行。自主化RBC在原基础上增加对道岔状态、信号机状态和轨道电路状态的处理,对进路状态及进路中的道岔位置、信号状态及轨道区段状态进行校核,校核不一致时,进行安全处理;增加站内轨道电路的CEM检查,当列车位于进路上时,列车前方的站内轨道区段占用,则向列车发送CEM信息,进一步加强了列车站内运行的安全性。     

GSM-R系统在CTCS-3级控车中的应用

1 CTCS-3级运行中与GSM-R的DSU模块相关的问题武广高速铁路运行的是我国自行生产、拥有完全自主知识产权的CRH2和CRH3型"和谐号"高速列车.在CTCS-3级列控系统控制下,列车能以350 km/h平稳运行,行车间隔可达3min.CTCS-3级列控系统通过信号无线闭塞中心(RBC)设备实现,而保证RBC设备向动车发送CTCS-3级控车交互信息的则是GSM-R系统.移动交换中心( MSC)作为GSM-R系统中电路域的核心,一方面通过有线方式连接RBC设备,采用PRI信令;另一方面连接无线子系统,从无线侧获取动车车载OBC设备消息,使RBC与OBC间实时信息交互,实现CTCS-3级控车.     

基于故障树分析法的RBC故障原因分析及对策

RBC作为CTCS-3级列控系统地面设备中的核心设备,需要对来自联锁、临时限速服务器、CTC和相邻RBC的信息进行计算处理,并生成行车许可发送给列车,控制列车安全运行。由于RBC涉及对外接口设备较多,当发生故障需要查找故障点时难度较大,因此,本文通过故障树分析法进行原因分析,从而提高故障处理效率;同时针对工区的实际情况和特点,提出了具体的措施对策,从而提高RBC设备的安全性。     

C3无线超时分析及处理方法

我国高速铁路采用CTCS-3级列车控制技术(简称C3),极大地提高了铁路运输能力.C3技术在保证高速列车运行安全的同时,存在最为突出的是无线超时问题.1 C3无线超时概述C3无线超时是指车载设备与RBC通信过程中,由于GSM-R网络、车载ATP或无线闭塞中心(RBC)等原因,引起车载与RBC通信异常中断,RBC无法对列车进行控制.     

特殊场景下RBC移交造成列车停车故障分析

无线闭塞中心(RBC)是CTCS-3级列控系统的地面核心设备,通过地面设备和列控车载设备提供的信息,生成行车许可,可保障RBC管辖范围内的列车安全运行.本文通过3起特殊场景下列车制动停车故障,深入分析故障原因,并提出相应的解决措施.     

无线闭塞中心系统安全风险分析及对策

通过分析无线闭塞中心(RBC)的系统结构和功能,从RBC的角度辨识出各种安全风险,并将它们分为列车超速和列车冒进两大类;采用故障树分析方法对2类风险分别建立故障树,进而求解故障树的最小割集,识别出所有可能导致这2类安全风险的原因。分析结果表明,导致列车超速的直接原因一是RBC向列控系统车载设备发送了错误的行车许可信息或与速度相关的信息,二是RBC未能向列控系统车载设备发送应该发送的行车许可或与速度相关的信息;导致列车冒进的直接原因一是RBC发送了错误的行车许可或有条件紧急停车信息,二是RBC未及时发出缩短行车许可以及有条件和无条件紧急停车信息。针对分析和归纳出的五大类共11项安全风险原因,给出对应的防范措施,并经在武广高速铁路应用,验证了防范措施有效且实用。     

无线闭塞中心主动发起挂断场景浅析

无线闭塞中心(Radio Block Center,RBC)是基于故障安全计算机平台的信号控制系统,是CTCS-3级系统的地面核心设备。RBC根据外部地面设备提供的信息以及与列控车载设备交互的信息生成发送给列车的消息。这些信息的主要内容是提供行车许可,使列车在RBC管辖范围内的线路上安全运行。当RBC判断与列车信息交互异常时,基于故障-安全的设计理念,RBC会主动挂断与该列车连接。     

基于参考应答器的列车位置和方向计算原理

在CTCS-3级和ETCS-2级列控系统中,车载设备基于参考应答器确定列车位置和运行方向,向无线闭塞中心报告列车位置,无线闭塞中心根据列车的位置向列车发送行车许可等控车信息,共同保障高速铁路列车安全高效运行.介绍基于参考应答器计算列车位置和方向的基本概念、基本原理和计算方法;阐述车载设备位置报告中的位置和方向的基本概念...     

基于有色Petri网的CTCS-3级列控系统RBC切换的建模与形式化分析

在CTCS-3级列控系统中,车载设备在执行RBC切换过程中所用时间的长短和切换成功概率的大小,严重影响着列车的运行效率。本文利用有色Petri网对车载设备进行RBC切换的两种方式分别建模,模型中引入GSM-R故障模型和非周期消息模型,模拟在GSM-R网络中消息的传输过程和重发机制。研究结果表明:基于两部车载电台的RBC切换方式比基于一部车载电台的RBC切换方式所用时间更少,效率更高。列车速度、消息重发时间间隔都会影响列车执行RBC切换的时间。消息重发时间间隔和RBC重叠范围又会影响车载设备进行RBC切换的成功概率。     

摘挂列车编组计划优化研究

合理的摘挂列车开行方案能够有效提高区段内车流组织水平和设备使用效率。摘挂列车开行方案除受区间通过能力、车站设备能力、车流量分布等因素的影响外,还与是否开行区段列车有关。根据区段列车和摘挂列车的运行特点,通过分析区段与摘挂列车运行过程中的车小时消耗以及对区间通过能力的影响,建立以区段列车和摘挂列车的集结车小时和运行车小时、摘挂列车在站停留车小时和停站次数最小化为目标函数的优化模型。最后结合数值算例,利用优化软件对模型进行求解,得出总车小时消耗最少的车流组织方案,验证了模型的可行性。     

点式模式下地铁列车运行与站台屏蔽门联动及防闯红灯的系统设计

合肥地铁1号线要求,列车在点式模式下能实现站台屏蔽门联动,在出站信号机为禁止情况下能防止司机误操作而闯红灯。为了实现该功能,增加了一套独立的车-地通信网络和一套后备情况下站台屏蔽门联动及防闯红灯设备,在列车与轨旁列车自动保护通信丢失后,在列车降级为点式模式的情况下,可实现站台屏蔽门的联动和防止闯红灯功能。     

基于可见光通信和接收信号强度检测的列车定位方法研究

精确的列车位置信息是CBTC(基于通信的列车控制)系统保障列车安全高效运行的关键因素.针对地铁独特的隧道环境和列车运营特点,提出一种VLC(可见光通信)和RSSI(接收信号强度检测)相结合的列车定位方法.首先,以朗伯光源模型为基础,构建LED可见光通信的CBTC系统的列车定位模型;其次,利用RSSI值计算隧道壁上LED...     

HX_D3机车制动机操控保护装置的研究

阐述了HXD3机车制动机及其操控设备的工作原理,分析了由操控设备引起的列车管异常自动减压的原因.采用基于时间戳的迭代算法实时更新闸位判定基准值,解决了由环境影响导致操控定位器输出产生误差而引起的异常制动问题,对保证列车运行安全起到了良好效果.     

基于视觉的地铁列车前向目标识别系统研究

为解决地铁列车前向运行环境中障碍物判断问题,提出基于视觉的地铁列车前向目标识别系统。该系统利用语义分割算法提取行驶轨道区域,结合轨道区域识别,基于SSD算法提取前向运行环境中轨道限界范围内的列车、行人等目标。针对上述场景,建立列车前向运行环境样本库,并基于该样本库完成模型训练。实验结果证明所得模型可有效识别列车前向行驶多目标。     

基于改进遗传算法的高速列车节能优化研究

为有效降低列车运行能耗,针对高速列车行进过程中的能耗优化问题,讨论了列车运行阻力的计算及列车停车点的设置,以此建立以列车能耗最小为优化目标的列车运行优化模型,提出3代逼近搜索的引导机制,改进了传统遗传算法中的算子,同时引入逆转算子提高算法求解能力.以CRH380B型高速列车和合福高铁(合肥—福州)数据为基础进行仿真,列...     

基于多目标遗传算法的地铁列车定时节能算法研究

针对地铁列车定时节能复杂多目标优化问题，建立以节能和准时为优化目标的列车定时节能模型，采用多目标遗传算法求出一组最优驾驶策略解。该方法通过具体分析列车行驶过程中的不同受力状态，充分考虑限速、最大加速度、定点停车等约束条件，采用分解协调的思想将复杂的多目标优化问题分解成多个阶段子问题，通过线性加权和多次迭代，求出最优解。最后通过算例和仿真结果表明该算法的有效性。     

基于自抗扰控制的高速列车自动驾驶速度控制

针对高速列车在复杂环境运行时,传统PID控制器受未建模动态及外界未知干扰导致列车速度追踪误差大的问题,提出一种基于自抗扰控制ADRC(Active Disturbance Rejection Control)的高速列车速度控制算法。基于单质点模型建立列车的状态空间方程,令列车方程中的未知部分作为扩张状态设计二阶自抗扰控制器,并利用CRH380A型列车参数进行仿真,对指定的目标速度曲线进行追踪,证明基于自抗扰控制算法的可行性;同时设置干扰量,与传统PD控制、非线性PID控制算法在抗干扰性能和追踪误差等方面作比较。结果表明,基于自抗扰控制的高速列车速度控制器具有抗干扰性强、追踪误差小的优点。     

列车高速运动过程中多普勒频偏及误码率分析

在列车高速行驶过程中,由于多普勒效应的影响,会对数据传输过程中的误码率产生影响。本文从单基站、多基站情况下列车直行过程中的多普勒频移分析到曲线行驶过程中的频移分析,推导出具体的定量频移公式,获得行车过程中的频偏变化规律,可用于无线通信多普勒频偏的矫正。在不考虑气候、地形等因素条件下,构建GSM-R网络无线信道传输误码率仿真模型,利用matlab的simulink工具箱对高速列车行驶过程中数据传输误码率变化进行仿真。发现靠近基站时,多普勒频偏值会减小,误码率呈振荡减小的趋势。该趋势得到武广线实测数据的支持,而且通过对比基站与钢轨距离不同时的情况,得出基站距钢轨越远,低误码率区越大的结论,为基站选址提供了依据。     

轮轨非对称接触及其对车辆动力学性能的影响

随着速度的不断提高,轮轨接触关系对列车运行安全性的影响越来越大。当轮轨型面发生损伤后,轮轨非对称接触现象就会产生。轮轨非对称接触现象不仅影响车辆运行的安全性,同时与车轮型面损伤问题也有着密不可分的关系。文章以SS3B型机车为例,建立了由轮轨型面磨耗和轮径差导致的轮轨非对称接触的模型。仿真结果表明当轮轨非对称现象发生后,机车的抗蛇行运动临界速度就会降低,同时,曲线通过的脱轨风险性也会显著增大。