动车组运行可靠性评价方法研究

针对我国动车组运用维修特点,按照分层、分级、分类的原则对动车组故障进行统计分析;针对动车组现场数据复杂性、多样性特点,制定了故障数据收集方法;给出了动车组整车寿命周期故障率计算方法,实现了动车组运行可靠性规律定量描述;从数据收集、故障率计算、故障规律分析、故障规律优化等方面规范了动车组运行可靠性评价流程;结合实例分析说明了方法的合理性和有效性。     

动车组整车可靠性的验证方法

基于我国动车组实际运用状况,按照故障后果危及动车组运行安全的严重程度,将动车组故障划分为安全类故障、运用类故障、隐患类故障和一般类故障;依据可靠性理论和现场数据统计分析,验证了动车组整车可靠性服从指数分布的规律;提出了将动车组整车故障率划分为10级的建议。依据可靠性抽样检验理论,计算不同置信度、不同故障率等级要求下的动车组允许故障发生次数和最小累计运行里程,据此给出动车组整车可靠性的验证方法:①根据动车组的累计运行里程、期间发生的故障次数,在一定置信度水平下对其故障率等级进行评定;②针对动车组可靠性验证要求,确定故障率等级,选择动车组参试列数、试验时间、评判准则等参数,制定验证方案。     

动车组健康指数体系构建研究

建立动车组健康指数的评价体系有利于各级运用部门宏观掌握动车组的行车安全规律,并及时关注潜在风险较高的系统以保障运输效率。按照现有动车组功能分类中子系统的划分,根据各车型故障规律,包括百万公里故障率、事故率、事故故障转化关系等建立车型—子系统级健康指数体系,并以年为周期发布。考虑各因素对各系统进行权重赋值,对动车组健康指数进行试算。运用模糊神经网络系统进行建模,通过参数调整得到故障数据对最终健康指数取值的贡献。为纳入整体高速铁路安全指数体系,动车组健康指数最终需与电务、工务及供电等健康指数协同考量,进行归一化处理。     

动车组故障率统计分析方法

针对我国动车组故障影响特点和运用管理要求,按照故障严重程度不同对动车组事故和故障进行分类,制定了动车组A类、B类、C类和D类故障的可靠性指标;依据可靠性工程理论,给出动车组百万km故障率指标定义及其计算式;提出动车组故障率统计分析方法,并对某型动车组寿命周期内故障率变化规律、高级修效果和特定部件周期性故障规律进行分析。结果表明:动车组的早期惯性故障经过有效整治后,故障率显著降低并持续平稳;高级修前故障率呈逐渐上升趋势,高级修后呈微弱的早期故障期,随后明显下降;空调系统的季节性故障率变化趋势分析表明,在每年夏季的6—8月间具有明显的故障率峰值,应强化维修保养措施。示例分析表明,此方法可基于运用维修大数据对动车组故障规律进行验证和分析。     

动车组受电弓可靠性数据分析

为研究动车组受电弓在不同运营阶段的故障分布规律,文章以CRH3型动车组受电弓在不同运行阶段的两组故障数据为基础,运用最小二乘法分析故障数据的分布规律。计算结果表明,动车组受电弓故障数据服从威布尔分布;动车组受电弓在早期运营阶段故障率高,后期运营阶段故障率逐渐降低。本文的分析结果可以为不同运营阶段的动车组检修与故障预测提供理论依据。     

动车组牵引系统部件故障分布规律评估方法研究

基于可靠性理论和动车组牵引系统故障特点,对动车组牵引系统的故障分布规律的分析方法进行了探讨,阐述了用可靠性理论识别系统故障分布规律的模型。提出对动车组牵引系统故障样本极少的部件采用平均故障率描述,对故障规律不明显的部件采用经验分布函数方法,对多种故障模式相互作用部件采用理论分布估计,可以得到较为理想的部件寿命规律。     

基于状态维修的动车组关键部件寿命预测

随着社会科学技术的发展,动车组维修技术得到了提高,动车组运行时间越长相应的故障率也越高。通过状态维修策略中采集实时数据,与正常值进行对比,就可以发现非正常值,然后预测关键部件的寿命,使动车组达到最优状态。利用状态维修策略建立关键部件的寿命预测模型,通过MATLAB计算数据。结果表明,所研究的模型方法可用于故障性动车组将要运行时间的确定。     

时速350公里中国标准动车组接地系统性能测试研究

我国拥有多平台多型号的高速动车组列车,不同平台的列车接地方式也不尽相同.2015年开展速度为350 km/h中国标准动车组接地系统科学试验,获取了大量试验数据.文中对该动车组的接地方式进行简要介绍,详细分析相关试验数据,并构建等效电路模型.通过对试验与仿真数据的对比分析,掌握了其接地系统的特性,并对其中存在的问题进行了...     

动车组安全规律分析系统设计与实现

动车组故障数据呈现体量越来越大,来源日趋广泛,相关信息几何形态增长的特点.为研究动车组安全规律,挖掘海量历史故障的数据价值,基于动车组安全大数据平台,利用多源数据采集、融合处理及大数据机器学习技术,设计了动车组安全规律分析系统架构与功能.目前,该系统已研发完成,并针对CRH380系列动车组进行了安全规律验证.系统的建设...     

五型动车组数据分析及故障处理

五型动车组故障率较高,结合生产实际,从不同方面对其数据分析及应采取的措施进行了论述,以真正找准故障点,排除故障,保证动车组安全运行。     

基于空簧气动响应的高速列车交会动力学分析

空气弹簧的动态特性受其内部压力影响较大,为了更深入地分析动车组高速交会时的运行安全性,需要考虑空气弹簧在交会流场下的气动响应。将空气弹簧的气动流体力学模型与某型动车组的整车动力学模型相结合,以列车交会气动流场压力的时间历程作为空气弹簧与车体的外部激励,分析了动车组以不同车速交会时的动力学特性。研究结果表明,交会车速越高,空气弹簧的内压波动幅度越大;会车中车体的垂向平稳性优于横向平稳性;轮轨垂向力与轮重减载率受会车流场的影响较小,在会车时有较大的安全余量;当两车以450km／h车速交会时,空气弹簧内压波动可达30．78％,且轮轴横向力与脱轨系数会在车头鼻端通过观测点的瞬间超过安全限制,影响列车的运行安全性。     

关于正线出站信号机处有源应答器设置的探讨

客运专线上的单方向车站,其正线出站信号机处不设置有源应答器,这对采用C2级模式控车的动车组在正线出站跨线运行时会因缺少线路数据,导致触发制动或降低运行效率的问题,同时在站内存在因缺少有源应答器防护动车组冒进信号的隐患。针对上述问题,建议通过增设正线出站有源应答器来解决,以提高动车组安全高效运行的系数。     

基于灰色GM(1,1)残差修正模型的动车组故障率预测

以某分析类别动车组百万公里故障数据为基础,研究建立了基于灰色GM(1,1)残差修正模型的动车组百万公里故障率预测模型.在优化模型中背景值的基础上,对残差进行修正,用t-3,t-2,t-1时刻的残差构造输入数据,t时刻的残差作为输出数据,用支持向量回归机对残差进行拟合,采用等维信息灰色GM(1,1)模型对建模数据进行更新...     

基于回声状态网络速度预测的高速动车组优化控制

精确的速度预测控制是实现高速动车组安全、准点、节能优化控制的基础。然而,高速动车组运行过程干扰因素多、动力学非线性复杂,难以通过数学分析的方式建立其精确的速度预测模型。文章充分利用回声状态网络在非线性时间序列预测方面的优势,进行高速动车组运行速度的在线预测,同时采用多目标粒子群优化算法对预测控制输入进行多目标优化,实现高速动车组运行速度的精确控制,并基于某型号高速动车组的现场运行数据,仿真验证了本文方法的有效性。     

动车组运行接地回流特性分析及优化

动车组运行工况复杂且车体结构具有差异性,车下各轴端接地电流分配不均,给接地碳刷维护带来不便。为探究动车组接地回流的基本分布规律,找出改善接地回流的方法,基于PSCAD仿真软件建立动车组在高速铁路上过吸上线动态仿真模型,并结合现场实测数据验证仿真模型的可靠性,探明动车组与吸上线的相对位置移动时动车组接地回流变化规律。通过分析动车组运行过程中不同车体的各个轴端接地装置处工作接地和保护接地接地电流大小变化趋势,提出对动车组头尾车保护接地加装接地电阻器以及在部分保护接地回路串接阻值不同的接地电阻器两种接地方式优化方案。仿真结果表明:优化方式一保护接地电流较大的1车接地电流整体降低了50%;优化方式二使各车保护接地电流大小限制在72 A以内。优化后的接地方式抑制了保护接地电流大小并使各轴端接地电流分布均匀,以上结论为设计更优良的接地方案提供了理论基础。     

CRH5A动车组制动安全环路优化方案研究

针对CRH5A动车组运用过程中安全环路多次异常断开导致紧急制动施加且无法缓解的问题,阐述了CRH5A动车组紧急制动控制和制动安全环路的工作原理,对各触发源断开安全环路导致的紧急制动通过旁路实施缓解的可行性进行了分析,归纳了既有安全环路方案通过旁路实施缓解方面存在的问题,提出了在CRH5A动车组既有制动安全环路中增设旁路开关的优化方案,可在特殊情况下旁路安全环路中的故障点对其触发的紧急制动实施缓解;同时还对旁路开关投用后动车组安全环路控制功能受限情况及其对行车安全影响进行了分析,给出了应急处置操作建议。     

CRH380BL型动车组塞拉门故障分析及改进措施

边门系统是高速动车组的重要组成部分,对于动车组安全、正点运行起着至关重要的作用。针对CRH380BL型动车组塞拉门在运用过程中的典型故障,重点分析故障发生的原因及处理方法,并对塞拉门在运用与检修中如何降低故障率的问题提出相应的改进措施及建议。     

CRH_2型动车组牵引变流器运用故障分析

动车组牵引变流器作为牵引传动系统的关键部件,其性能质量直接关系到动车组的安全正点运行。在动车组运用检修时,必须对牵引变流器发生的故障进行全面的故障分析,记录故障现象,找到排除方法,深入分析原因,制订预防措施,从而减少动车组牵引变流器故障率,提高故障判断处理效率,最终达到提高动车组运用质量的目的。     

接触网网压波动下动车组恒速控制策略的仿真研究

动车组运行时,接触网网压会在一定范围内波动.为使动车组在接触网网压波动范围内实现在0～250km/h范围内任意速度下稳定运行而引入了一种恒速控制策略.此恒速控制策略通过牵引控制与恒速控制之间平滑过渡,防止在不同控制方式之间切换时引起较大的转矩和电流波动.仿真模型采用直接转子磁场定向控制系统,牵引整流器采用正弦脉宽调制控制的带中点箝位二极管的三电平拓扑结构,牵引逆变器采用空间电压矢量控制的带中点箝位二极管的三电平拓扑结构,仿真结果验证系统具有良好的动、静态特性,并能够很好的实现接触网网压波动下动车组恒速控制.     

CRH380A型高速动车组谐波电流特性分析及动态建模研究

动车组谐波特性及谐波建模对牵引供电系统电能质量评估与分析具有重要意义。基于CRH380A动车组实测数据,根据谐波幅值分布特点将动车组注入电流谐波分为低次(3~17次)谐波和高次特征(43~57次)谐波,分别分析低次与高次谐波在复平面的幅值、相角特性。采用一种实测数据与Norton等效模型相结合的方法,对此类动车组系统建模。对比不同工况、功率下的谐波幅值,并在统一建模中考虑工况、输出功率对谐波幅值的影响。通过误差分析验证模型的准确性与有效性,利用实测数据模拟动车组动态谐波过程,对比计算得到的动态模型与实测数据的谐波幅值概率分布。结果表明:该方法能够有效还原动车组谐波电流注入的波动过程,且具有相似的谐波特性。