德国轨道车辆信息安全通用架构模型研究

随着数字化技术在轨道车辆中的不断应用和推广,保障轨道车辆IT安全的重要性也日益凸显.文章在梳理德国铁路IT安全相关法规和标准的基础上,以轨道车辆作为IT安全研究对象,为其开发IT安全通用架构模型,用于对轨道车辆的IT安全状况进行实际分析和评估,以期促进IEC 62443标准系列在轨道车辆中的应用和实施,保证轨道车辆的I...     

城轨车辆框架式结构蓄电池箱设计

文章介绍了一种城轨车辆框架式结构蓄电池箱的设计,并且对该蓄电池箱结构进行了静强度和模态分析,验证了该种箱体结构具有良好的安全可靠性。     

混合动力型轨道车辆的现代化驱动蓄电池系统

正尽管进行了大规模的科研工作,但是铅酸蓄电池或镍镉蓄电池(Ni-Cd)在电力或混合动力型轨道车辆上的应用,仍然未达到成熟的水平。目前已经在轨道车辆上应用的包括镍金属蓄电池(Ni-MH)或锂离子蓄电池(Li-Ionen)。所谓混合动力型轨道车辆,就是驱动装置既使用接触网(或第三轨)电能,也使用蓄电池电能,或既使用内燃机,也使用蓄电池作为动力的有轨电车,以及铁路机车车辆。对装备蓄电池的混合动力型轨道车辆的要求是:根据车辆重量和工作半径配     

地铁动车组蓄电池箱通风与防火设计

基于EN 45545-2:2020 《轨道交通机车车辆防火第2部分：材料和零件的防火性能要求》，结合地铁动车组蓄电池箱的特点，开展蓄电池箱通风与防火安全方案设计。对蓄电池箱进行试验。试验结果表明，蓄电池箱防火性能满足要求，可为后续地铁动车组蓄电池箱防火安全设计提供参考。     

轨道车辆用镉镍蓄电池标准的对比分析——IEC 60623:2017和TB/T 3061—2016

基于轨道车辆用镉镍蓄电池标准的应用现状,在IEC 60623:2017《含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组方形排气式镉镍单体蓄电池》、TB/T 3061—2016《机车车辆用蓄电池》实施初期,对比分析这2个标准。重点分析蓄电池电气性能和检测要求,指出标准要求的差异,为标准的选用提供参考。同时提出修正TB/T 3061—2016中参数"I_t"定义的建议。     

ND200型蓄电池自转向机动平车的研究与设计

受京沈客运专线项目征地规划的影响,混凝土搅拌站至高铁轨道板生产车间的运输通道设计受限,最终采用了"呈十字交叉布置轨道"的设计方案,但该通道无法通行转弯半径较大的普通汽车或轨道运输车辆。为满足高铁轨道板生产过程中运输混凝土的需要和车间对空气清洁度的要求,须采用一种可以通过该通道的蓄电池机动平车给2个制板车间运输混凝土。本文介绍了一种蓄电池自转向机动平车的设计方案,该方案平车自转向动作灵活可靠,无需借助外部轨道车转向底盘,能够安全高效地完成轨道板生产过程中混凝土的运输工作。     

车辆-轨道-桥梁竖直耦合振动程序设计及仿真

为研究轨道交通车辆经过高架桥时的动态特性,以弹性支承块式无砟轨道为例,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了车辆-轨道-桥梁耦合系统的竖向振动矩阵方程,利用MATLAB软件编写了计算程序。数值算例验证了计算程序的可靠性。通过改变系统参数,探索了轨道不平顺、车辆速度和轨道结构竖向刚度对系统竖向振动响应的影响。结果表明:轨道振动频率分布在0~500 Hz范围内,以20 Hz以内的低频振动为主;桥梁振动频率分布在0~200Hz范围内,以一阶竖向弯曲振动为主;轨道不平顺所产生的轮轨高频冲击力可达轴重的3倍,是车辆-轨道-桥梁耦合系统重要激励源之一;轮轨力和轨道加速度响应对车速的变化敏感,车辆-轨道-桥梁耦合系统位移响应对车速的变化不敏感;扣件和支承块胶垫竖向刚度应根据设计要求在40~80 k N/mm之间进行合理匹配取值。     

长沙地铁2号线蓄电池电力工程车电气系统

阐述了长沙地铁2号线蓄电池电力工程车车辆的基本特性,主要介绍了电传动系统、辅助电源系统和网络控制系统的组成和特性,着重对电传动系统的主要设备及功能进行了详细的介绍,并对电传动系统采用的一些新技术进行了归纳总结。实践证明,该系统能够实现接触网和牵引蓄电池双电源供电,无论在车辆的控制性能、可靠性以及节能环保方面,都具有广阔的应用前景。     

轨道交通装备电线路绝缘试验标准分析与应用研究

轨道交通车辆电线路绝缘安全检验内容包括线路导通试验、绝缘电阻试验、耐压试验、高压耐压试验和局放试验等内容，导通试验和局放试验目前缺乏明确的检验标准，绝缘电阻试验、耐压试验、高压耐压试验正在运用的标准包括GB/T 32587—2016、TB/T 3153—2007、EN 50343:2014以及IEC 62995:2018等多个标准体系，各标准在技术要求方面存在一定的差异，给轨道交通车辆的电线路绝缘性能和安全性能预防保障产生了很大的困扰。文章对目前国际、国内和行业标准中导通和绝缘试验要求进行了系统的梳理和论证，总结归纳出其中存在的问题和推荐采用的指标，对明确轨道车辆布线的绝缘试验要求，确保电线路安全具有重要指导意义。     

100%低地板轻轨车辆用全封闭牵引电动机的研制

自通风开启式感应电动机在轻轨车辆上已广泛应用。在中修或大修时发现,其电机定子绕组表面脏,定、转子铁心通风道聚集有较多的灰尘,对电机的散热和清洗带来较大的困难。尤其对100％低地板轻轨车辆,因大部分轨道在地面上,运行环境比地铁车辆恶劣。为解决这些问题,开发了全封闭型异步牵引电动机。介绍了该电机的主要结构和轴承温升及噪声降低的措施。测试结果表明,该电机完全符合IEC60349—2标准要求。     

高铁轨道-车辆系统轮轨力辨识及应用

综合考虑监测的经济性、易于维护性等因素,发展基于车辆响应的轮轨作用力辨识技术具有较大的理论意义和实用价值。基于蠕滑理论、车辆动力学模型和轮轨几何接触关系,利用最优控制理论,建立全信息的轮轨力载荷辨识模型并进行试验验证。该模型可实现对轨道-车辆系统全部轮轨力的辨识,利用辨识结果可对轨道-车辆安全状态进行综合评判。     

聚乳酸材料应用于轨道车辆内饰的探讨

分析轨道车辆内饰常用的胶合板、玻璃钢、轻金属、织物4类材料的优缺点。总结近年来轨道车辆内饰材料的轻量化和环保安全发展趋势。根据聚乳酸材料的原料来源、性能及优缺点,分别从可用范围、性能分析、可加工性及成型能力3个方面分析,认为聚乳酸材料应用于轨道车辆内饰具有一定的可行性。     

盾构下穿引起的既有线路轨道变形与列车运营作用研究

地铁盾构下穿既有高铁线路施工时会对既有地基产生扰动,引起地层不同程度的沉降、路基下沉、轨道结构变形等病害,不仅对隧道和周边环境的安全产生不利影响,严重的会造成既有铁路破坏,影响线路的正常运营,给乘客带来安全隐患。利用有限元软件ABAQUS建立了轨道-路基-下穿隧道有限元模型分析了盾构施工对既有线路轨道结构的影响,并结合高速铁路结构间的相互作用关系,基于车辆-轨道耦合动力学理论对盾构下穿引起的线路变形、轨道结构层间离缝与列车运行相互作用进行了分析。     

轨道交通新型电-电混合动力驱动能量包技术研究

绿色、低碳、节能成为未来轨道交通装备的重要发展方向。文章针对轨道交通的运行需求和各种储能元件的特性分析,介绍了超级电容和蓄电池匹配集成的新型电-电混合动力驱动技术,提出了一种超级电容和蓄电池的新型匹配结构,并详细说明了该技术的功率分配方法以及部件关键技术要求,并针对再生制动能量回馈利用,提出DC/DC电压控制优化方法。该能量包方案可以有效提升轨道交通运行性能,可以为其他绿色动力驱动系统设计提供参考。     

基于功能转化原理的车辆—轨道系统脱轨安全性研究

车辆-轨道系统具有非线性和随机性的特点,评价车辆-轨道系统的脱轨安全性时,必须同时考虑车辆和轨道二者的动力特性.根据功能转化和能量守恒定理,将车辆-轨道系统的响应过程视为轮轨力做功与能量的转化过程,对轨道不平顺波长-脱轨系数关系曲线归一化处理,建立权函数,用以表征车辆动力学特性,再用轨道不平顺的功率谱密度表征轨道的能量输入特性,给出评价车辆一轨道系统脱轨安全性的能量系数算法.分析结果表明:能量系数算法克服了脱轨系数基于准静态评价的不足,解决了传统轨道管理体系安全评价方法缺乏对轨道复合不平顺的评估问题.     

随机振动过程中轮轨系统内的能量研究

研究目的:振动的传递实质上是振动能量的传递,但是目前在轨道交通减振降噪研究方面,从能量角度进行研究的却并不多见。为了揭示随机振动过程中轮轨系统中各结构的能量分配关系,继而实现更合理的减振降噪设计,本文基于哈密尔顿原理,建立车辆-轨道耦合振动模型,用以统计分析轨道不平顺引起的车辆、轨道与轮轨接触三个子系统随机振动的能量大小,并探讨轨道不平顺、车辆轴重、轨下支承刚度与阻尼对轮轨系统能量关系的影响。研究结论:(1)轨道不平顺激励引起的车辆子系统随机振动能量最多,而传递到轮轨接触子系统上的能量最少;(2)车辆子系统与轮轨接触、轨道子系统的能量呈负相关,轮轨接触子系统与轨道子系统的能量呈强线性相关;(3)各子系统能量的关系不受轨道不平顺激励的影响,但是轨道子系统的能量随着车辆轴重的增大或轨下支承刚度、阻尼的减小而增大;(4)该研究结论可为轨道交通减振降噪设计提供一定的理论依据。     

基于载荷辨识技术的轨道-车辆系统状态安全综合评判

随着我国高速铁路的快速发展,如何对轨道-车辆安全运行状态进行评判是一个复杂课题。结合动力学仿真及数据分析,提出基于轮对抬升量及脱轨系数的综合指标对轨道-车辆安全运行状态进行实时监测、评估。考虑到车轮抬升量不好获取的问题,基于载荷辨识技术,提出车轮抬升量的辨识方法并提出整套轨道-车辆安全运行状态监测、评判流程。基于评判流程对轨道-车辆的安全运营状态进行初步评估。     

电传动混合驱动系统的研究及应用

内燃电传动系统、蓄电池电传动系统已在铁路领域大面积应用,文章介绍了2种系统的应用现状、国内铁路的环境条件,通过内燃电传动系统和蓄电池电传动系统混合驱动与单一内燃动力传动系统的对比分析,得出电传动混合驱动系统设计具有明显优势。同时为适应长大坡道线路,该设计在 GCD-100Ⅱ型混合动力轨道工程车上成功进行应用,表明电传动混合系统在提升工程车运用范围和节能环保方面,与单一内燃动力传动系统相比,也具有明显优势。     

城市轨道交通信号与车辆融合控制技术研究

基于青岛6号线项目背景,提出一种信号和车辆的融合技术,该技术重新界定信号和车辆的边界,以“安全可靠、高效便捷、绿色环保”为目标,重点对轨道车辆以及车载核心系统进行智能化升级,构建列车智能控制一体化解决方案。融合系统包含如下功能及优化：单车及多车节能运行控制功能;融合智能控车优化;融合全自动联挂解编功能;车厢载客量实时追踪引导功能;融合智能自检功能。对城市轨道交通信号与车辆融合控制技术设计及实现方法进行详细介绍。     

车辆-轨道系统时-空随机分析模型

车辆-轨道耦合系统具有时-空域的随机特征。为了更好地研究车辆-轨道系统的时-空随机演化过程,提出车辆-轨道系统时-空随机分析模型。该模型将车辆-轨道耦合系统分为车辆子系统、轨道子系统及轮轨界面系统,可考虑车辆系统、线路系统参数的随机性及轨道随机不平顺的时变性,同时采用数论法实现不同动力参数的组合,用概率密度演化方程解决系统激励输入与响应输出的概率密度传递问题。最后,采用该模型分析了不同变异系数下的车辆-轨道系统时-空随机振动,分析中假定系统动力参数服从正态分布,并基于实测数据进行轨道不平顺的时-空随机模拟。结果表明:依据本文模型得到的计算结果符合物理概念;由于动力参数的随机变异性直接与时间相关,使得利用此随机分析模型,探讨系统动力响应的随机演化机制、制定考虑长时效的系统动力指标限值及养修计划成为可能。建议完善车线系统参数的基础检测资料。