京沪高速动车组速度目标值与列车能耗问题的研究及探讨

动车组能耗水平是决定高速铁路运营成本的关键因素,其大小取决于运营速度目标值的选择。依据新一代高速动车组京沪先导段的能耗测试结果,提出一种长距离多工况下列车牵引能耗估算方式。估算不同速度级直达开行方式下京沪全程高速列车的牵引能耗,比较不同速度级下总牵引能耗大小、牵引能耗组分、运行时间,以此作为选定京沪高速动车组速度目标值的部分依据。能耗估算结果表明,京沪高铁高速动车组一站直达开行方式选择300km/h作为速度目标值相比其他速度级具有较优的能耗水平和经济效益。     

动车组运行能耗影响因素的量化分析

动车组能耗对铁路运输成本具有重要影响,列车性能和运营状况是影响动车组运行能耗的主要因素。针对目前对于动车组能耗影响因素以定性分析居多,以大量数据分析为基础,以各CRH型动车组为实例,以计算机仿真技术为手段,分别设置不同的仿真环境,从坡道设计、曲线半径、车站分布、动车组质量和限速5个主要方面,定量分析各影响因素对动车组运行能耗的影响,得出各因素对能耗的重要度和灵敏度。实现动车组运行能耗影响因素的量化分析方法,解决由定性分析到定量分析的关键问题。为合理确定动车组能耗水平、优化高速铁路线路设计、高速铁路节能运营组织和宏观把握高速铁路节能方向提供了更为直观的参考和依据。     

动车组寿命周期效益分析与评价

针对我国动车组技术特征和运用、维修、管理特点,分析动车组寿命周期费用(LCC)主要影响因素;构建兼顾不同车型特点的模拟动车组及其技术经济参数,提出动车组寿命周期总费用、年均费用、日均费用、单位列车运行里程费用、单位客座运行里程费用等评价指标,并开展模拟计算、分析和评价;针对动车组购置、能耗、维修等主要费用单元,从研发、...     

京沪高速铁路牵引供电系统能耗分析

牵引供电系统是高速铁路的动力来源,其安全、可靠、高效、节能地运行是高速铁路稳定运行的重要保障。本文基于在京沪高铁进行的能耗测试,对比分析了不同型号动车组、不同速度级、不同工况条件下的能耗水平,为动车组及牵引供电系统工程设计和应用提供技术依据,并结合日常运营管理需求提出了节能及能量合理利用的措施。     

一种基于能耗分析的高速动车组节能算法

高速动车组在两个停车车站之间运行,如按照时刻表规定的运行时间计算的区间平均速度为目标速度,则必然晚点。如按照轨道设计限速运行,则必然早于时刻表到站。在这两个速度之间,存在一个“理想目标速度”能确保高速动车组准时到站。文中通过建立并分析高速动车组的能耗模型,认为高速动车组的能耗方程是速度的3次方。因此,通过迭代算法找到的“理想目标速度”,就能同时满足高速动车组准点到站和能耗最低两大要求。通过仿真对比,证明该节能算法完全能满足这两大要求。     

基于概率分布函数的动车组车轴应力谱试验分析

根据EN 13103标准分析计算车轴表面应力分布规律,据此在车轴应力较大的距车轮内端面113和163 mm处的动车组车轴表面各布置2个测点,由此得到京津城际铁路和既有线路动车组的车轴应力时间历程,然后进行数据处理后得到车轴弯曲应力谱子样,再由估计的最大应力幅值得到动车组车轴8级程序应力谱.结果表明:动车组车轴应力幅值的分布符合三参数威布尔分布,并且既有线路动车组的车轴应力变化幅度比较大,而京津城际铁路的则比较平缓;在相同速度下,既有线路动车组的车轴应力最大值比京津城际铁路的大1倍左右;动车组以240km· h-1速度运行时其车轴应力幅值最小,在其他速度级下,车轴应力除最大值稍微有差别外,其他应力水平基本一致.     

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。     

不同速度条件下高速铁路动车组振动响应和平稳性分析北大核心

动车组车体振动加速度是表征车辆运行状态的重要参数,也是评价车辆平稳性的关键指标。本文基于实车试验和仿真计算数据,研究不同速度条件下动车组车体振动加速度分布及时频域响应特征,得出了车体振动加速度和出现频次之间的函数关系,获取了轮对周长、轨道板长度、简支梁跨度等车体及线下基础设施周期性不平顺激励引起的车体振动响应与动车组运行速度的相关性特征。通过平稳性分析,得出了动车组平稳性和舒适度指标随动车组运行速度提升的变化规律。研究成果可为线路全程舒适性评估和线路方案优化提供支撑。     

动车组牵引能耗测算研究

在分析动车组能耗现状和现有文献的基础上,阐述了测算动车组能耗的经验公式法和受力分析法,选取特定线路利用两种方法对动车组能耗进行了比较研究,得出了特定线路条件下不同速度下经验公式的系数,测算出特定线路条件下的能耗。测算结果表明:动车组的行驶距离越长,用经验法计算得到的能耗误差越小;同样条件下,列车加速阶段能耗大于匀速阶段能耗,在同一运行阶段,列车合力能耗最大,基本阻力能耗次之,附加能耗最小。故列车在实际运行中,应尽量避免不必要的起停。     

兰新铁路迎来高铁时代

<正>2014年11月16日兰新高铁乌鲁木齐—哈密段开通运营,标志着新疆迎来了高铁时代。兰新高铁乌鲁木齐南—哈密段全程用时不到3.5 h。运用车型为CRH5型动车组。CRH5型动车组采用8辆编组,5动3拖,最高设计速度250 km/h,总定员622人,客流量大时可采用两列重联运行。CRH5型动车组采用了先进的航空隔音材料和结构,是国内同速度等级噪声指标最佳的动车组;采用车顶单元式空调,车内始终保持20~24℃舒适温度。除此之外,CRH5型动车组安全智能,可     

城际动车组气动设计方法的研究

针对城际动车组运行速度及运营环境,从舒适性和经济性2个方面提出城际动车组气动设计面临的主要挑战。根据高速列车气动设计经验,从头型外形气动优化设计和车体表面平顺化2个方面开展气动设计,形成4个速度等级的城际动车组头型,并基于数值模拟、风洞试验及线路试验进行设计验证。研究表明,仿真结果与试验结果误差较小,满足工程计算精度要求。风洞试验表明3辆编组的城际动车组气动阻力较原始设计方案减小了约13.2%,远场气动噪声满足设计要求。线路试验表明,城际动车组的气动阻力达到CRH2水平,隧道通过及交会压力波幅值均小于±4 k Pa,各项气动设计指标均达到预期要求。     

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。     

动车组节能运行控制策略仿真分析

依据动车组运行速度、牵引制动特性及运行区间线路特征构建运行能耗数学模型,输出包含最大级位牵引、最大级位制动、小级位牵引、惰行和小级位制动等运行工况的节能运行控制曲线;对运行区间进行离散分区,构成区间分区序列,分区间的运行速度转换点构成速度转换序列;根据最优速度转换序列,组合最大牵引、匀速、惰行及最大制动运行模式,得到最优节能运行控制策略;采用实际线路及列车参数对最短运行时间能耗、司机操作运行能耗和节能策略运行能耗进行仿真分析,输出速度-能耗-里程关系曲线。通过对仿真计算结果与实车测试数据进行分析对比,验证了动车组节能运行控制策略的有效性。     

欧洲动车组无障碍环境现状调查研究

为了解当前世界上先进的动车组无障碍设计技术,分别对德国ICE1、法国—意大利TGV、意大利AGV、奥地利Railjet等动车组车内无障碍环境进行调研和介绍,总结提出一些关于动车组无障碍设计的规律。     

动车组转向架可靠性试验方法

动车组转向架对车辆运行安全至关重要。通过对动车组转向架实际运营的故障数据处理,采用极大似然估计对故障数据进行分布拟合,得出了最佳分布参数值。以转向架的可靠寿命为特征指标,根据抽样检验理论制定了可靠性试验方案,研究结果为动车组转向架可靠性试验提供了理论依据。     

动车组能耗和节能技术研究

分析了影响动车组能耗的主要因素,提出了应用新型电力电子变压器技术、新型变流器技术等新型牵引传动技术,以优化动车组能耗。     

CRH380BL型动车组受电弓系统可靠性分析

基于CRH380BL型动车组受电弓的历史故障数据,利用可靠性数据分析方法,针对4种主要故障零件,研究其故障分布规律,进而评估受电弓整个系统的可靠性水平。在受电弓零部件中发生故障的主要是ADD及供风管、供风管路、10-X01继电器和升弓气囊4个部分。研究表明,ADD及供风管与10-X01继电器的故障分布规律为两参数威布尔分布,供风管路与升弓气囊的故障分布规律为指数分布。利用可靠性分析的方法找出受电弓系统可靠性的薄弱环节,为动车组故障检修与预警提供理论依据。     

城市轨道交通能耗影响因素及测算研究

指出城市轨道交通是一种资源节约型、环境友好型的绿色公共交通方式,同时又是城市的用电大户。讨论城市轨道交通车辆能耗、车站能耗的影响因素,剖析单位车公里、单位人公里、单位吨公里等能耗指标及其特征,建立城市轨道交通线网能耗测算模型。基于各线路能耗统计数据,测算北京市轨道交通网络的全年总能耗量,分析不同线路条件下车辆能耗、车站能耗的特征和规律,为进一步优化线路规划设计、节约系统能耗等提供参考。     

动车组停站方案对运行效能影响仿真分析

动车组停站方案是制定高速铁路开行方案的关键,对动车组运行效能影响最大。为了直观分析不同停站方案对动车组运行效能的影响,为确定合理动车组停站方案提供依据。采用计算机仿真技术,以成渝客运专线为实例,从运行时分、运行速度、运行工况、运行能耗、速度距离和运行时分曲线等多方面,对站站停、跨站停和一站直达3种主要停站方案进行仿真计算和分析,从量化角度得到3种不同停站方案对动车组运行效能影响。分析结果表明,跨站停和一站直达停站方式更为优越,仿真计算方法也为确定合理的动车组停站方案提供更为直观和可量化的参考和依据。