时速350 km双层动车组相关技术参数对车体模态的影响

以某时速350 km、16辆编组的双层动车组为研究对象,考虑车辆平衡对车辆布局进行优化,并对动车组除车体外的其他部件进行轻量化设计。建立车体有限元计算模型,采用控制变量法分析车体相关部位参数变化对车体模态的影响,优化车体结构,确定车辆整备状态下的模态频率。结果表明,通过合理的列车布局方案及编组形式,相比于16辆长编组单层动车组,双层动车组的定员可提高31.8%;通过对动车组其他部件质量进行有效控制,质量降低2.4 t;车辆整备状态下菱形模态振动频率可达10.318 Hz。     

城市轨道交通信号系统信息安全风险辨识

从城市轨道交通信息安全面临的严峻形势出发,介绍城轨交通信号系统组成,并对信号系统各子系统功能进行阐述。城轨交通信号系统是保证列车安全、准点、高密度运行的重要技术装备,主要由列车自动监控子系统、列车自动防护子系统、列车自动运行子系统、联锁子系统组成。根据信息安全风险分析模型,识别城轨交通信号系统信息安全的威胁来源及核心资产。由于城轨交通系统属于工业控制系统的典型系统,城轨信号系统则具备工控系统的一般性特点,继承工控系统的脆弱性。针对国内城轨交通信息安全研究的空白之处,结合工控系统不同层级结构的脆弱性,从技术和管理两个方面进行信号系统的信息安全风险辨识,通过分析发现存在物理安全、网络安全、主机安全和应用安全等层次上的风险。风险辨识结果反映出城轨交通信息安全存在大量的薄弱环节,以期为日后的研究和防护工作的开展打下基础。     

地铁站台门系统设备健康管理研究与应用

综合研究地铁机电设备运行特性,实现从被动故障修和计划修向主动智能状态修的跨越。提出一种地铁机电设备健康管理评价方法,通过失效实验验证机电设备状态量的门槛阈值,利用数学模型对设备状态进行量化,并基于状态量健康指标评判设备状态的优劣。在此基础上,运用MATLAB拟合时间与设备健康指数之间的非线性关系模型,求解并预测设备健康状态及维护时间节点,对科学规划设备检修周期、提前预判设备状态具有重要的理论及实践指导意义。研制设备状态量智能采集装置,通过上位机实时计算验证、预判,并在郑州地铁1号线进行充分验证,达到预期效果。     

抑制共模干扰的矢量控制技术研究

通过分析三相四桥臂逆变器工作原理及工作模式,推导出三相四桥臂逆变器共模电压的计算公式,由此提出一种运用于三相四桥臂逆变器的改进型SVPWM调制技术。针对新的调制技术,运用Matlab/Simulink进行建模仿真。仿真结果表明,采用三相四桥臂逆变器改进型SVPWM控制技术在不改变直流电压利用率和输出电流谐波含量的情况下,能有效地抑制变流器共模干扰。     

单相电压型脉冲整流器中二次谐振电路的研究

从单相电压型脉冲整流器工作原理的介绍着手,分析了脉冲整流器输出存在的二次谐波电流现象,提出了二次谐振电路的设计方法,并对二次谐振电路及参数偏移时对系统产生的影响进行了详细分析,最后采用仿真与试验对分析结果进行了验证。     

旅客列车过站径路优化模型与算法

在给定铁路客运站站形布局和列车运行图的前提下,研究旅客列车过站径路优化问题。过站径路由列车的接车作业进路、占用的到发线和发车作业进路拼接而成。以旅客列车的接发车作业进路为决策,以道岔和到发线占用相容性为约束,以最大化接发车作业进路效用和到发线运用效用为优化目标,建立旅客列车过站径路优化的0-1规划模型。设计基于极大列车过站径路方案k剔除邻域系的模拟退火算法。以某客运站为例验证该模型和算法的合理性。结果表明:模型对实际问题的描述准确,算法效率较高,适用于求解大规模铁路客运站旅客列车过站径路优化问题。     

空调列车硬座车厢内污染物扩散规律研究

目前的检测手段很难从整体上了解列车车厢内污染物分布情况。本文以空调列车硬座车厢为研究对象,采用κ-ε湍流模型和组分输运模型,对车厢内污染物CO2的扩散情况进行模拟研究,结果表明:在现有的条缝通风模式下,车厢内在地板上方110 cm到170 cm的高度范围内,CO2质量分数基本上都超标,除了座椅间通道,整体上处于客车空调设计规范TB1951-87的上限1.7倍左右;靠近座椅间通道的两列乘客区受送风气流旋涡的影响,在110 cm的高度上,CO2浓度沿车厢长度方向呈脉动状分布;在靠近车窗的乘客区,由于上升气流的带动,乘客头部高度上的CO2浓度低于车厢中上部的浓度;在同一高度上,车厢中部CO2浓度高于端部的浓度;双人座位乘客区的CO2浓度低于同排相同高度上三人座位乘客区的浓度。研究结果可为空调列车硬座车厢内污染物的检测测点设置和气流组织改善提供参考。     

CTCS-3级列控系统车-地无线通信端到端通信安全增强技术的研究

为实现与CTCS-3级列控系统相关的安全信息在GSM-R系统中安全、可靠地传输,提出车-地无线通信端到端通信安全增强解决方案。该方案改进CTCS-3级列控系统的数据通信安全功能,可根据用户安全需求的不同等级,实现通信系统双向认证,或通过可信任认证中心使车载移动终端和地面无线闭塞中心（RBC）之间实现端到端认证。通过收发方的数字签名以及签名验证来提供信令完整性保护机制,防止信令被有效破坏。给出灵活的端到端信息加密解决方案,防止信息泄露、窃听,并阻止恶意入侵和干扰,使整个通信通道都得到安全保护。     

基于客运专线运行调整的列车运休模型

列车运休需要解决运休地点选择、运休列车确定、运休后接续列车安排、运休后旅客换乘组织及运休后动车组调配等相互作用的5个问题。以列车正常运行及临时限速运行时间、列车从车站出发时间、相邻列车间的最小运行间隔时间、列车在终到站的晚点时间和列车在始发站的接续方式为约束条件,以列车终到站总晚点时间最小为目标函数,建立列车运休问题的数学模型。利用计算机模拟的方法,根据列车当前状态反复迭代对模型进行求解。以京沪高速仿真实验系统中沪宁段为背景,对该模型进行仿真实验。结果表明,在改变原动车组交路计划的基础上,通过运休模型合理安排列车接运及接续,可以显著地提升列车运行调整的效果。     

横风中不同行驶工况下高速列车非定常空气动力特性

通过三维大涡模拟(LES)数值计算方法,对横风中不同行使工况下高速列车的非定常空气动力特性进行研究。计算得到各工况下高速列车车体所受非定常空气动力的时域特性、频域特性、脉动特性,以及列车周围非定常流动结构。分析结果表明,横风中高速列车所受空气动力存在明显的非定常性。从各工况高速列车所受空气动力脉动的均方根值来看,各节车的非定常现象基本随着合成风向角的增加而增大。在高速列车所受非定常空气动力的频域特性方面,其峰值频率集中在斯托劳哈尔数0.05~0.2范围内,这一范围对应实车情况的频率为0.5 Hz~2 Hz,这与高速列车系统本身存在的一些固有振动频率接近,存在由横风引起高速列车系统共振、降低高速列车行驶安全性乃至引发高速列车脱轨倾覆的可能性。