提高列车可用性的冗余备份控制电路研究

城轨车辆的稳定运行直接影响乘客的乘坐体验,而车辆稳定可靠的运行与控制电路可靠性息息相关,关键控制电路单点故障导致车辆丧失运行能力的故障现象屡见不鲜。目前大多车辆通过LCU替换关键控制继电器和接触器,设置旁路、大旁路等方式来提高车辆硬线电路的冗余性,可以在关键电路故障后进行冗余控制,但人工驾驶模式下,司控器的电路未设置冗余备份电路,司控器的单节点故障往往会导致车辆无法行车,最终救援回库,影响运营效率。文章介绍了司控器单节点故障导致列车无法行车的风险点,并介绍了一种冗余备份控制电路,有效解决司控器单节点故障无法行车的问题,补足了列车冗余控制电路的关键一环。

基于组合定位技术的自动过分相系统设计

针对目前机车车载过分相方式存在的问题,文章提出一种不依赖地面设备、基于组合定位技术的自动过分相系统,从系统工作原理、定位模式判断、组合定位模型、分相点捕获等方面阐述了设计原理,并介绍了装车验证情况。验证结果表明,该系统在多数应用场景中能准确实施列车自动过分相。

制动利用率对高速列车节能操纵策略的影响

基于高速列车最小能耗计算模型,利用庞特里亚金极大值原理分析出最大牵引、匀速、惰行与最大制动4种操纵策略的应用是高速列车节能运行的必要条件。在此基础上,研究制动利用率对节能操纵策略的影响,针对国内既有高速列车制动利用率较低的特点,确定既有高速列车节能操纵策略,并通过启发式算法离线求解得到各操纵策略转换点。验证了本文所利用牵引计算和能耗计算模型的正确性;在此基础上,以国内某高速线路和高速列车为例,对本文提出的既有高速列车节能操纵策略进行仿真验证,量化分析发现:当运行时间增加约2.1%,若制动利用率为0,最高可节约5.05%的能量,随着制动利用率的提高,能量节约率逐渐下降,当制动利用率接近1时,本文所提出的节能操纵策略已不再适用。

重载组合列车分布动力机车重联控制系统无线传输同步性研究

为提高重载组合列车各重联机车无线控制的同步性能,基于800MHz无线电空间波无线传输模式,建立重载组合列车分布动力机车重联控制无线传输同步性的马尔可夫决策模型,并采用有限阶段向后递归迭代算法进行求解。利用给出的决策模型和算法构建重载组合列车分布动力机车重联无线同步控制系统,并安装于神华线万吨重载组合列车的机车上进行测试。测试结果表明:机车间重联信息无线传输的平均周期仅为2.5s,小于美国GE公司LOCOTROL系统3s的平均周期,能够满足神华线重载组合列车运行的基本要求;采用800MHz双频点组成双网传输,在无线电波弱场区能克服空间波传输受到干扰的影响,减少延迟时间。

基于极大值原理的电动车组节能操纵

为了研究电动车组列车的节能操纵策略,以列车牵引能耗最小为优化目标,基于极大值原理推导出列车节能运行的最优工况集。考虑线路限速,通过分析伴随变量的变化规律,得到最优工况的切换原则,并在此基础上设计求解列车节能操纵工况序列的数值算法。仿真算例验证了该算法的有效性以及将其用于在线计算电动车组列车节能速度模式曲线的可行性。

高速列车操纵运行的数值仿真

根据世界各国发展高速列车的经验和中国京沪高速试验列车预研究的进展 ,应用先进的数值仿真方法 ,深入详细地开展高速列车操纵运行的研究。以京沪试验列车运行的可行性方案为基础 ,建立了京沪高速线路库、高速列车机车车辆数据库和高速列车制动系统的数学模型 ,研制了高速列车操纵运行的数值仿真程序 ,对京沪高速试验列车操纵运行的关键技术问题进行了较全面的分析和研究。同时还对京沪高速列车进行了不同牵引重量、不同运行速度和不同停车方式的操纵运行的数值仿真。比较了京沪高速列车不同运行方案的运行时分、制动距离和能量消耗。

高速列车节能运行优化控制方法研究

高速列车节能运行控制对高速列车节能降耗至关重要。基于现代最优控制理论,考虑列车再生制动能量反馈,建立高速列车在定时约束条件下最小能耗计算模型,利用极小值公式推导得到最佳控制原则为最大牵引、匀速、惰行及最大制动这4种运行方式组合。在此基础上,依据高速列车牵引特性和阻力特性曲线,提出一种列车节能运行控制方法,基于此方法求解得到列车运行能量消耗最低所对应的最大速度值,从而计算得出整个运行过程中列车运行能量消耗最小时最大牵引、匀速、惰行及最大制动的转换点。为验证所提方法的有效性,以京津城际CRH3型动车组为例,采用本文所提出的节能运行控制方法,列车运行能耗比试验测试值降低了约14%。研究结果为高速列车节能运行控制提供了依据。

基于遗传算法对高速列车速度曲线的优化

为了保证列车运行安全、提高运输效率,满足旅客舒适性和列车节能等要求,必须对高速列车的运行速度进行优化。文章在完成列车自动运行系统中列车速度曲线多目标模型的基础上,选择和运用遗传算法完成了列车运行速度曲线的优化。根据工程实际的需要,尝试从编码方案、复制算子、交叉算子、变异算子和适应度函数的尺度变换等角度来改进遗传算法。最后在Visual C++6.0平台上完成了遗传算法的验证。

冗余结构的电力机车自动过分相方案设计

分析了电力机车目前两种车载自动过分相系统的弊端,通过冗余监控装置和地感器两个独立的信息源,采用双机并联结构,使原有系统的优点得以互相补充,既为自动过分相提供了准确的位置信息,又保证了操作过程的平稳性.文中通过理论计算得出基于冗余结构的混联系统的失效率仅为原有系统的1/40,可靠性明显提高,同时,现场试验也说明了该系统极大提高了自动过分相过程中列车定位的准确度,为电力机车准确完成自动过分相提供了可靠保证.

基于控制参数化方法的列车节能操纵优化研究

以列车运行全过程牵引能耗最小为目标,综合考虑定时、变坡道、线路限速、牵引力和制动力限制以及驾驶舒适度等约束条件,建立列车节能操纵最优控制模型。基于控制参数化方法,将列车节能操纵最优控制问题转化为以线路子分段上的列车控制力为优化参数的非线性规划问题。为克服常规方法不能有效处理阶梯状线路限速的不足,提出一种离散化方法,使无限维状态约束简化为有限维不等式约束。针对牵引力上边界约束随速度非光滑变化的特点,利用二次函数对列车牵引特性曲线进行光滑化近似,进而将上边界约束转化为不等式约束,最终得到的非线性规划问题可由序列二次规划算法求解。仿真结果表明:该算法能够在精确满足所有约束的前提下,有效获取列车节能最优操纵序列及相应的参考速度曲线。

摆式列车倾摆机构的故障检测和容错控制研究

提出摆式列车机电式倾摆机构的故障检测系统的构成 ,用自适应扩展卡尔曼滤波方法对倾摆系统的工作状况作出估计 ,推出了相应的故障检测律 ,针对实验室的摆式列车试验台作了计算机仿真。对倾摆系统控制器和传感器故障提出容错控制方法 ,解决了故障发生后车体需要摆回正常位置的问题。

摆式列车倾摆机构控制系统可靠性分析

介绍了影响倾摆机构可靠性的故障树,用控制系统冗余作为系统可靠性优化模型,改善了可靠性的公式,提出用自动转换装置和网络技术来实现倾摆机构控制系统冗余,分别给出自动转换装置和网络技术的具体实现方法。用网络技术实现冗余是一种既方便又提高系统可靠性的较好选择。

神朔铁路SS4B机车无线重联系统技术研究

机车无线重联系统技术是开行万吨组合列车的关键技术。为了提高运输能力,根据神朔线实际情况,借鉴大秦线的重载运输经验,自主研发了适合SS4B机车的机车无线重联同步操控技术。运行实验表明,机车无线重联同步控制系统能够满足神朔线开行万吨组合列车的需要。针对试验中暴露的问题及理论验证与实际批量装车还存在一定的距离,还需要对该技术的可靠性、安全性、经济性、扩展性、维护及检修工艺等进行工程化研究。

列车专家控制系统的知识表示研究

首先提出了一种列车专家控制模型，然后就列车专家控制系统的知识表示及推理进行了分析，并给出其结果。

列车总线控制系统的CAN—485总线网关设计

介绍了列车总线控制系统中的CAN总线与485总线之间的互联网关,CAN总线控制器INTEL82526的基本工作原理和功能,给出了CAN—485总线网关的软、硬件具体实现方案。

基于PLC的机车司机控制器检测装置

分析了机车司机控制器的故障现象和检测方法,根据司机控制器的开关动作逻辑关系,采用PLC设计了司机控制器检测装置,并给出了详细的外部接线和程序设计.该装置现场运用效果良好,保证了司机控制器的生产质量.

列车节能操纵中最优方案的算法

本文在给出列车节能操纵关键方程的基础上，对优化型运行方案给出不同的算法，并对不同的算法进行比较。

轨道车辆电气配线系统设计要素分析

对轨道车辆电气配线系统设计过程中涉及到的产品及与产品性能直接相关的设计项点,进行了工艺分析,提出了与电气布线结构、空间和布置方面相关的工艺要素及需求,以提高电气设备、布线结构布置的合理性。

有约束优化中遗传算法的应用

以列车操纵优化中为每个行车子区间分配时间片段这一实际问题为背景，详细介绍了用遗传算法（ＧＡ）利用引进惩罚项解决这一类有约束优化问题。同时给出了ＧＡ对于有约束问题的几点改进方法：用交叉基始位加快进化进程。

适应于200km/h动力分散列车的LSK型列车控制系统车载设备

列车控制系统是保障列车安全、高速、高效运行的重要设备。介绍了适应于 2 0 0km/h动力分散列车的LSK型列车控制系统及其车载设备的结构。