计及驾驶风格的氢燃料电池有轨电车自适应能量管理策略

半独立路权运行模式下,氢燃料电池混合动力有轨电车驾驶员的驾驶风格影响锂电池荷电状态,从而对整车运行经济性有较大影响。提出一种结合驾驶员驾驶风格的自适应能量管理策略,以提高能量管理策略对工况和驾驶风格的适应性。首先,考虑不同的道路工况对驾驶员驾驶风格的影响,通过K-均值聚类算法对行驶工况进行识别,将行驶工况分为低速、中速、高速3类;引入冲击度和加速度标准差构建基于模糊逻辑的算法,对驾驶风格进行识别,将驾驶风格分为迟钝型、标准型、激进型3类。其次,建立系统瞬时氢耗量最优的目标函数,在满足约束条件的前提下,引入锂电池荷电状态等效因子修正系数,针对不同驾驶风格调整传统等效氢耗最小策略中相应的等效因子,以实现等效因子随驾驶风格的改变实时变化。最后,将该策略与传统等效氢耗最小策略、庞特里亚金极小值策略进行仿真对比分析,结果表明：该策略能实现3个动力源功率分配最优;锂电池和超级电容荷电状态波动曲线相较于其他2种策略最为平滑;在续驶里程结束时混合动力系统氢耗量为1.39 kg,具有最为优越的燃油经济性;母线电压最大偏移率最小;能使3个动力源平稳出力,具有较强的系统稳定性。研究结果为进一步提高有轨电车实...     

基于速度优化与粒子群优化算法的插电式燃料电池有轨电车能量管理策略

以燃料电池有轨电车为研究对象,采用分层控制的方法,以能耗经济性最优为总体目标,开展基于速度优化的能量管理策略研究。该策略中的上层基于车与交通设施之间的通信(V2I),以驱动能耗最小为目标,考虑交通信号灯的影响,设计基于伪谱法的速度优化策略;其下层基于上层得到的最优速度,以及基于粒子群优化(PSO)算法对燃料电池有轨电车能量进行优化分配。仿真结果表明,基于速度优化的有轨电车能量管理策略能够避免列车的急变速和红灯怠速行为;基于速度优化与PSO算法的插电式燃料电池有轨电车能量管理策略能对动力电池和燃料电池的功率进行优化分配,相比基于速度优化与规则的有轨电车能量管理策略下的燃油经济性提高了3.72%。     

基于粒子群的有轨电车混合储能参数匹配研究

目前,混合储能式有轨电车作为一种高性价比的交通工具已得到广泛应用。混合储能系统承担着有轨电车供能任务,合理配置储能元件对于保障有轨电车正常运行具有重要的现实意义。以混合储能式有轨电车作为研究对象,在多目标、多约束条件下,利用粒子群优化算法,求解混合储能系统最优参数匹配方案;以广州海珠有轨电车THZ1线作为实例进行仿真验证,结果表明:最优配置混合储能系统在降低储能系统的体积、重量及成本、发挥储能元件充放电能力方面具有明显的优越性。     

基于ATP的有轨电车模拟驾驶仿真设计

结合公共路面交通的特性和地铁ATP技术的实际应用分析了适用于有轨电车的ATP系统结构和功能,并对基于ATP的有轨电车的运行场景进行了三维模拟驾驶仿真。有轨电车模拟驾驶仿真系统基于C#编程语言和VS 2013开发平台开发。其中,三维视景仿真模块基于3ds Max三维建模工具和Unity3D游戏引擎进行设计开发。实现了有轨电车在ATP防护下模拟驾驶,并能很好地以三维视景的方式展示给使用者。     

混合动力有轨电车电制动功率控制方法研究

介绍了一种混合动力有轨电车电制动功率控制方法,解决了储能系统无法完全吸收电制动功率的问题,在保证列车电制动减速度的前提下,通过与制动电阻串联的IGBT斩波电路,实时调节消耗在制动电阻上的功率,将电制动功率最大程度地回馈给车载储能系统,同时又不超过储能系统的功率限值,保护储能系统,提高了能量利用效率,增加了车辆续航里程,同时解决了氢燃料电池系统、内燃机发电系统等单向供电系统和车载储能装置混合供电时输出功率响应速度无法满足牵引系统对功率响应速度的需求问题。该方案在氢能源有轨电车项目上得到验证,取得了良好的控制效果。     

城市轨道交通地面储能系统的能量管理策略综述

地面式储能系统是城市轨道交通中回收和利用再生制动能量的有效方式之一,可实现节能、稳压、削峰和紧急牵引等功能,储能系统的能量管理策略是实现这些控制目标的基石.首先简要介绍地面储能系统的组成与控制构架;然后,基于设计思路和问题目标归纳总结地面式储能系统能量管理策略的研究现状,并分析不同类型能量管理策略的特点.在此基础上,对地面式储能系统能量管理策略未来的研究方向和发展趋势进行展望.通过对现在和未来能量管理策略进行探讨,为地面式储能系统的发展提供借鉴和参考.     

基于车路协同技术的自动驾驶有轨电车路口通过优化技术

引入V2X(车路协同)技术,提出基于该技术的自动驾驶有轨电车路口通过系统和方案。该方案可以改善有轨电车在通过平交路口时,依靠目视驾驶或视觉信号检测导致视距受限而降低有轨电车通过效率和舒适性的问题。实际运行线路测试验证了所提方案的有效性。     

储能式有轨电车运营过程能量优化方法的研究

针对储能式有轨电车运营过程中的能耗问题,提出基于车辆的牵引计算模型,对车辆节能运行模型及操控策略进行研究。利用最快控制、最经济和综合优化等3种速度控制策略对车辆能耗进行仿真,结果表明降低最高限速可有效地降低车辆的运营能耗。     

基于FBS模型的CBTC司机驾驶显示单元界面设计

司机驾驶显示(TOD)单元作为CBTC车载设备与司机重要的交互平台,指示司机安全高效地监督和驾驶列车;FBS(功能-行为-结构)框架模型广泛应用于产品设计当中;重点介绍FBS在建立司机驾驶显示单元界面模型设计的应用.     

沈阳浑南现代有轨电车超级电容器储能装置的设计及验证

介绍了基于超级电容器技术的用于沈阳浑南现代有轨电车的储能装置,并根据车辆应用要求,对储能装置所需能量进行了计算。通过对计算结果的分析及主要部件参数的计算,设计了一套用于车载的超级电容储能装置;并对储能装置所用超级电容器在所需工况下的电压、电流等输出及输入参数进行了仿真验证,证明了计算结果正确、计算方法满足现代有轨电车储能装置的设计要求     

基于模拟仿真的动车组驾驶培训系统

随着我国高速铁路的快速发展,急需大批理论知识丰富、操作技能精湛、紧急情况下应变能力强、综合素质高的动车组司机。目前,世界各国广泛使用的以计算机网络系统为平台、采用软件方式实现的基于模拟仿真的动车组驾驶培训系统,有利于安全、节能、快速、高效地培训动车组司机,特别是在培养动车组司机非正常情况的操纵技能和应急故障处理能力上具有无可比拟的作用。     

安装储能器的有轨电车在德国投入运营

2009年底,德国海德堡开始运营庞巴迪制造的、装有储能器的新型低地板铰接式有轨电车,每列配备3个由高功率电容器构成的MITRAC储能器,每个高功率的储能器可以容纳1kW·h。有轨电车在制动过程中吸收能量,在运行和加速阶段再输出能量。     

洛桑无司机驾驶的自动化地铁

瑞士洛桑新地铁M2线线路全长5．906km，于2008年9月18日投入运营，这是瑞士第一条无司机驾驶的自动化地铁。采用充气轮胎车轮，并辅以传统铁路车轮（见下图），以发挥导向作用。平均坡度57‰，最大坡度114‰，轨距1435mm，轮胎车轮轨距1993mm，护轮轨轨距2500mm，线路最小曲线半径78m。     

基于Radau伪谱法的储能式有轨电车速度优化控制

优化有轨电车运行状态是一种简单、可靠、有效降低有轨电车能耗的方法。鉴于有轨电车站间红绿灯对其运行状态的影响,以及通过优化有轨电车的速度轨迹使其在不停车的前提下顺畅通过交叉口等仍缺少研究的现状,以储能式有轨电车为研究对象,建立了基于场景的环境模型和列车运动学模型。以有轨电车在行驶过程中的总能耗为优化目标,根据其出站时和到站时的状态以及红绿灯的配时信息建立模型约束,采用Radau伪谱法优化有轨电车的速度轨迹,实现行驶过程中的总能耗最小。仿真验证表明,该算法能使有轨电车平顺地通过信号交叉口,避免因在红灯时间窗到达停车线造成的急加速、急减速等行为,总能耗减少了23.45%。     

混合动力储能部件测试平台的开发与特性测试

针对有轨电车混合动力系统储能部件工作特性,开发了混合动力储能部件特性测试平台。介绍了测试平台的工作原理、系统总体结构,以及平台软硬件系统的组成,阐述了储能部件电压、电流等参数的测试方法。运用该平台,对超级电容、蓄电池产品进行了充放电特性测试,得到了储能部件产品的充放电特性曲线及相应的数据库,为储能部件的选型提供了数据支持。     

混合动力机车动力系统建模及能量管理研究

针对混合动力内燃机车,基于车辆动力性分析软件ADVISOR,建立包括6个牵引电机联合驱动模型和轴重转移模型的串联式混合动力调车机车模型。以此为基础,建立恒温器控制与功率跟随控制相结合的混合动力内燃机车控制策略。在机车手柄位操纵的基础上,该控制策略可根据列车所需求的功率调节内燃发动机及驱动电机的输出功率,并引入电池荷电量(SOC)补偿方法,通过控制电池充放电,保证电池SOC维持在一定范围内,使发动机工作在最优区域,从而减小了燃油消耗。     

基于DP优化的有轨电车用燃料电池混合电源系统协调控制

为了降低有轨电车用燃料电池/锂电池混合电源系统的氢气消耗、改善燃料电池功率变化速率以及避免锂电池荷电状态(state of charge,SOC)出现积累式缺电或供电过剩,文章提出了一种基于动态规划(Dynamic Programming,DP)优化的有轨电车用燃料电池混合电源系统协调控制策略.基于燃料电池混合电源系统...     

基于无线电能传输供电方式的有轨电车能耗分析研究

结合有轨电车实际运行工况与牵引动力系统效率等参数对车辆牵引动力系统能耗进行仿真分析研究.提出了有轨电车系统效率计算方法.结果表明,车辆基本运行阻力造成的能耗和车载辅助供电系统用电之和占车辆总能耗的2/3左右,其余能耗由车辆动力系统产生.定量分析了车辆运行中产生的各项能耗,为车辆能量利用效率的提升研究提供依据.     

基于智能手环的动车司机疲劳驾驶检测系统

基于智能手环的动车司机疲劳驾驶检测系统可对疲劳驾驶行为进行报警,对高速铁路行车安全至关重要。本文阐述系统的整体设计和各模块功能,分析智能手环的工作原理和手部加速度信息的采集过程。在分析动车司精神状态与手部运动关系的基础上,给出手部运动系数的概念,并运用K-means聚类算法进行分析处理,提出一种动车司机疲劳驾驶检测模型。在动车组驾驶室搭建原型系统,阐述系统的实现过程,并在高速铁路试验段进行试验,试验结果表明,该系统对司机疲劳驾驶检测的准确率达到93.6%。