城市轨道交通车辆制动车载储能系统研究

通过分析建立轨道交通车辆制动车载储能系统的必要性,提出使用超级电容型储能系统的合理性。建立了城市轨道交通车辆制动车载储能系统模型,介绍了制动车载储能系统的工作原理,分析了主要器件参数的选取依据,其中包括超级电容电压范围的选取、超级电容器容量、超级电容器数量和电感量的确定。通过仿真计算再生制动能量的大小,从基于功率—容量约束确定最优初始充电电压,完成了超级电容阵列优化配置,为后期储能系统的整体结构设计以及电感和电容的选取提供了理论依据。     

城轨列车再生制动能量回馈系统研究

为了对城轨列车再生制动能量回馈系统的功能及系统可靠性进行验证,阐述了能馈变流器数学模型、双闭环控制策略及SVPWM调制模式,进行仿真及现场带车试验。仿真及试验结果表明：该方案能够很好地稳定直流母线电压,保证车辆的安全运行,能可靠、稳定地实现制动能量回馈功能,回馈的交流电能质量良好。     

直线电机驱动的地铁车辆防护曲线研究与验证

直线电机驱动的地铁车辆在牵引或电制动时不受轮轨黏着的限制,将电制动介入紧急制动能提升制动性能。出于安全性考虑,车辆依据防护曲线实时监测电紧急制动性能。为准确计算防护曲线,分析执行装置的施加过程,对紧急制动性能建模;拟合并分析各执行装置的理论性能,得出瞬时理论紧急制动性能;结合性能模型和瞬时理论性能,推导出电紧急制动性能的临界条件;从安全性和可用性角度出发,对临界条件进行优化,求解出车辆的防护曲线。通过北京机场线车辆试验表明,车辆在110 km/h速度等级下,判定系数取0.92,调整系数取–0.12时,减速度安全余量为2.7%,制动距离安全余量为5.3%,验证防护曲线的安全性和可用性。     

电子机械制动在商用车平台应用的优势与挑战

电子机械制动（EMB）系统采用高度集成化架构,可以减少零部件数量、提升空间利用率、优化制动效能、易于与其他整车电控功能集成,已成为线控制动的研究热点。文章首先介绍商用车平台气压制动系统和 EMB 系统的组成和特点,对比分析两种系统的差异,得出EMB 系统在商用车应用过程中的环保、高效、安全、轻量化和智能化等优势,同时梳理 EMB系统推广面临的系统不稳定、成本高、标准化难度高和整车匹配受限等挑战。最终提出解决方案,为该系统在商用车领域的进一步发展提供指导意见。     

汽车列车在对开路面上的制动失稳机理研究

为研究半挂汽车列车在彩色沥青对开路面上的制动失稳机理,提高半挂汽车列车行车安全性。文章测试分析了对开路面附着系数特性,建立了 5 自由度半挂汽车列车模型,仿真分析了半挂汽车列车在对开路面上的制动稳定性及其影响因素。附着系数测试结果显示,干燥条件下,沥青路面比彩色路面和对开路面分别高 19%和 9%;潮湿条件下,彩色路面比沥青路面和对开路面高 1.4%。仿真结果显示,半挂汽车列车最大铰接角 ψm 和最大横摆角速度差ωm 与制动力和车速成正相关,其峰值与载荷成负相关;ψm 和 ωm 对制动力的敏感性高于车速;对开路面会导致车辆横摆角速度差和折叠角提前发生“突变”,进而增加车辆横向失稳的风险。文章对探究分离路面附着系数特性及提高半挂汽车列车行车安全具有积极意义。     

高速铁路列车制动曲线计算精确度与效率分析

在高速铁路列车控制系统中,车载设备依据行车许可、线路数据和列车制动参数计算目标距离连续速度控制模式曲线,对列车位置和速度进行实时监控,保证列车安全、高效运行。在不同速度下,高速铁路列车具有不同的制动能力。在现有的高速列车控制系统中,对速度进行有限数量分段,分段内采用固定减速度,以较少速度分段计算速度监控曲线。如何对列车速度进行分段并确定分段内制动减速度,将直接影响高速铁路列车车载设备计算制动曲线的精确度和计算效率,进而影响列车行车安全和铁路运输效率。建立高速铁路列车制动曲线计算模型,研究速度分段个数、速度分段点位置、速度分段内减速度的选择对制动曲线计算精确度和计算效率的影响,提出减速度曲率分段和等间隔分段相结合的速度分段方法。仿真结果表明：根据列车制动减速度与速度的变化规律对速度进行分段,提高速度分段个数,速度分段内采用平均减速度,对速度进行有限分段,可以提高制动曲线的计算精确度。采用减速度曲率分段和等间隔分段相结合的速度分段方法,得到7段速度分段,使用有限数量的速度分段计算列车制动曲线,可以降低计算量,提高高速铁路列车制动曲线的计算效率;由于速度分段合理,采用7段速度分段简化模型计算列车制动曲线,可以保证列车制动曲线的计算精确度。     

重载智能驾驶列车空气制动力强弱评估方法研究

“3+0”编组的重载智能驾驶列车在循环空气制动控制过程中,由于空气制动力的大小受到线路条件、车辆载荷、闸瓦摩擦特性、管路差异性和空气制动间歇工作特性等多种因素影响,难以对列车进行准确规划和精准控制,甚至存在行车安全隐患。针对这一问题,文章提出一种基于改进粒子群-支持向量机（ImprovedParticleSwarmOptimization-SupportVectorMachine,IPSO-SVM）的空气制动力强弱预测方法,采用IPSO对SVM的参数进行最优搜索,将影响空气制动力大小的主要因素作为SVM的输入,对空气制动力强弱进行评估,并基于神朔铁路现场实测数据进行了分析验证,验证结果显示文章所提出方法的预测精度可达90%以上,证明了该方法的合理性和有效性,验证结果表明该方法具有良好的实际工程应用价值。     

新一代智慧型牵引供电系统关键技术与应用示范

针对城市轨道交通牵引供电系统存在的系统复杂、设备种类多、再生制动能量浪费等问题,介绍新一代智慧型牵引供电系统及其显著技术特征。新一代智慧型牵引供电系统具备大功率四象限变流、混合式牵引供电、分散式无功补偿、分布式协同吸收、在线智能融冰、故障诊断及剩余寿命预测等多项关键核心技术,并且根据应用需要,主电路可采用多种典型应用方案。最后给出目前在北京、郑州等城市已经取得的一些工程应用成果,为进一步全面推广应用奠定基础。     

基于改进模糊PID-Smith控制器的高速动车组停车方法

为解决动车组制动过程中电制动与空气制动切换时控制模型参数变化和空气制动延时大的问题,以提高动车组停车的精确性,提出了一种改进模糊PID-Smith控制器;通过分析动车组制动过程中单个车厢的力学模型,考虑列车制动过程的特点,建立了关于运行速度和制动力的二阶纯延时传递函数;将离散化的二阶纯延时传递函数与单个车厢的力学模型结...     

机车制动系统流量计数值仿真与试验分析

将STAR－CD与Solidworks软件相结合,根据可压缩黏性流体的N－S方程和k－ε两方程湍流模型,采用有限容积法对机车制动系统流量计内流场进行数值模拟和试验分析。模拟结果与试验结果对比, “V” 锥前后差压值及流量值基本吻合,误差在10%以内,表明所设计 “V” 型内锥式流量计是合理的,所建立的仿真模型是正确的,能够准确测量并显示制动系统充风流量,能够准确判断折角塞门开闭状态及闭合具体位置,从而达到保证列车主管畅通,安全行车的目的。另外,该设计还可用于其他流量测量场合。