基于角度传感器的弓网相对坐标检测技术研究

在电气化公路弓网相对坐标的检测中,基于机器视觉的非接触式检测技术的检测精度受图像采集环境的影响较大,基于光电传感器的接触式检测技术的检测精度受传感器安装密度限制。提出了一种基于角度传感器的接触式相对坐标检测技术,用于电气化公路的弓网相对坐标检测。首先,基于双接触线的电气化公路接触网,搭建弓网相对坐标检测实验台,建立弓网相对坐标与角度信息关联函数;然后,研究系统刚度、角度传感器线性度对实验台检测误差的影响规律,建立多项式修正函数对关联函数进行修正;最后,基于修正的弓网相对坐标关联函数,进行弓网相对坐标检测实验,得到实验台检测的绝对误差为±1 mm,相对误差为±0.5%,具备较高的检测精度。

定时约束下有轨电车区间节能速度曲线优化算法

[目的]考虑能耗因素的有轨电车运行控制方案计算需要进行大量节能曲线计算。为建立精确、高效的区间节能速度曲线寻优模型,需要针对有轨电车车速慢、区间间距短和较少长大坡段的特性,研究定时约束条件下基于时间步长搜索的节能速度曲线优化算法。[方法]在实现基础遍历搜索的基础上,通过边界分析缩小可行解搜索范围;针对有轨电车加速时长给定的情况,提出基于定加速时长的节能优化算法,避免在陡下坡段时执行非必要的制动,并采用二分法加快方案搜索速度;针对有轨电车加速时长未定的情况,在有轨电车巡航段及惰行段不产生额外制动的前提下,给出基于能耗变化敏感度的改进搜索方法,有助于快速锁定最优加速时间。[结果及结论]与既有数值分析法相比,本算法基于步长搜索替代复杂的积分过程,简化的运算流程;测试数据显示,算法在典型有轨电车运行区间单次运算时间不超过1ms,相比常规的遗传算法,计算速度有较大的提升。算法可通过变更步长方式来调整运算精度和速度指标,可作为有轨电车线路节能运算的基础算法。

有轨电车通过平交路口车路协同速度控制系统

[目的]为解决有轨电车在平交路口必须降速的问题,提出一种有轨电车通过平交路口车路协同速度控制系统。[方法]分析了有轨电车平交路口运行特征;介绍了有轨电车通过平交路口车路协同速度控制系统的设计思路,以及控制算法模块的实现流程;对所提控制系统的实施效应进行分析。[结果及结论]所提控制系统通过车辆定位技术和清空区冲突检测技术,结合与路口交通信号机的通信,判定有轨电车通过路口的方式。当有轨电车获得通过路权且清空区无冲突时,采用可控实体隔离设施临时性地创建有轨电车通行的独享封闭区间,保障有轨电车安全高效地通过平交路口。所提控制系统可以实现有轨电车在信号绿灯条件下不减速通过路口。所提控制系统对于前后站台相距250 m以上的无站台平交路口适用性较好,其能提高约15%的运行速度,减少40%的区间运行能耗,同时还能减少因平交路口干扰造成站间运行时间的随机偏差。

不同级别横风下虚拟轨道车辆动力学性能研究

为了研究虚拟轨道车辆在不同级别横风下的动力学性能,基于非线性胎地耦合关系建立了3编组虚拟轨道车辆多体动力学模型,研究虚拟轨道车辆在AW0和AW3状态下,不同级别横风对其胎地垂向力、抗倾覆稳定性、抗侧滚性能等主要动力学指标的影响。结果表明:AW0状态且低速工况下,不同风级的风载和运行速度对各编组车辆影响较小,车辆动力学性能等指标基本一致;AW3状态下,各个指标值均随着运行速度和风级的提高而增大,且AW0状态下车辆的抗倾覆稳定性总体上优于AW3状态;针对各编组车辆而言,中间车的抗侧滚性能优于头车和尾车,其中尾车的抗侧滚性能最差,但各编组之间的抗倾覆稳定性相差不大。

基于轮轨定位数据的有轨电车区间驾驶特征分析

为分析人工驾驶条件下有轨电车区间速度及可靠性特征,基于轮轨定位数据,计算有轨电车在加速段、巡航段、制动段和交叉口的运行特征指标,分析人工驾驶决策对各指标的影响机制;并建立区间运行速度的多因素回归分析模型及概率分布模型。结果表明:由于人工驾驶的模糊控制特点,司机无法实现充分加减速;终点速度和制动系数对区间运行速度贡献度总占比达57%,是驾驶行为优化的重点;区间运行速度呈高斯混合分布(Gaussian Mixture Model,GMM),对常见绿波带宽有较高的偏出率,是造成线路时间可靠性低的重要原因。

现代有轨电车小半径曲线轮轨关系改善及噪声控制

以某市有轨电车项目为依托,研究分析典型小半径曲线的轮轨噪声特性和发生机理,通过钢轨打磨改善轮轨关系;研究弹性车轮、轮缘润滑、轨道润滑轮轨曲线对于噪声控制的影响规律。研究表明列车通过曲线半径时,弹性车轮产生的轮轨噪声明显低于传统车轮;轮缘润滑可在有轨电车小半径曲线地段广泛使用;通过测试发现在轮轨之间加入轨顶摩擦改进剂,可使摩擦系数控制在恒定合理范围内,从而降低轮轨间蠕变,有效降低噪声。

能同时停靠地铁列车和有轨电车的复合车站站型及其线路布设方案

[目的]大运量轨道交通与中低运量系统的互联互通,在一些城市的主城区与副中心衔接区域内逐渐显示出必要性。为此,有必要对既能停靠地铁列车又能停靠有轨电车的复合车站站型及线路布设进行研究。[方法]以不接入出入段线的地铁B型车、100%低地板有轨电车为研究案例,根据地铁和有轨电车间的接驳需求,分析了两种制式间无缝衔接的技术难点。从折返形式上提出了4种复合车站站型方案,分别为方案1(有轨电车站前折返+地铁列车站前折返组合方案)、方案2(有轨电车站后折返+地铁列车站前折返组合方案)、方案3(有轨电车站前折返+地铁列车站后折返组合方案)、方案4(有轨电车站后折返+地铁列车站后折返组合方案)。在此基础上,根据岛式站台、侧式站台的布置要求,进一步细分了各方案的组合方式,并对各种组合方式的车站布置型式、配线设置、折返方式、换乘距离等进行分析。[结果及结论]复合站台站型及线路布置形式可为大运量轨道交通系统与中小运量轨道交通系统的衔接提供参考,为乘客同站台换乘两种制式轨道交通提供了具体的技术方案,也为有轨电车和地铁间跨线运行及场段资源共享等提供了线路条件。

路面胶轮导向系统发展历程综述及未来展望

[目的]路面胶轮导向系统已在世界上部分城市开通运营。为了更详细、更全面地认识该系统,有必要对其发展历程及不同发展阶段的技术特点进行系统总结。[方法]从路面胶轮导向系统的导向方式和编组模式两方面,将该系统的发展历程分为4个阶段——1.0阶段、2.0阶段、3.0阶段及4.0阶段。逐个分析了每个阶段路面胶轮导向系统的主要技术特征、应用场景及应用案例,对各个阶段呈现出的不同技术特点进行了总结。对路面胶轮导向系统未来的5.0阶段进行了展望。[结果及结论]该系统4个阶段的发展历程是逐步实现无导向到刚性导向、刚性导向到柔性导向、单编组到多编组的过程,呈现出运行方式轨道化、基础设施简易化、导向模式智能化、车道使用复合化、编组模式增量化的发展特点。5.0阶段的系统应具备虚拟编组、柔性导向的技术特征,干线路段通过车辆之间的虚拟连挂增加运量、提高运输效率,以满足具有“一干多支”特点的城市公共交通出行需求。

基于圆曲线最小通过宽度的无轨电车轨迹跟随点选择

[目的]研究某型三模块虚拟轨道列车轨迹跟随点的选择对车辆道路通过宽度的影响,为循迹控制跟随点的选择提供理论依据。[方法]推导稳态圆曲线车辆的轨迹左右侧偏差量和通过宽度计算公式,讨论满足偏差量相等和最小通过宽度的车辆位姿条件;建立车辆圆曲线通过模型,仿真分析车辆在不同跟随点工况下的曲线通过性能。[结果及结论]多编组虚拟轨道列车的道路通过宽度是衡量车辆通过性的重要指标;选择车辆铰接点为循迹控制轨迹跟随点,可使车辆的通过宽度指标最优。

德国布伦瑞克市有轨电车线网规划特点分析及启示

[目的]有轨电车为德国布伦瑞克市唯一的城市轨道交通系统,也是该市公共交通骨干系统。总结其2013年启动的线网扩建项目线网规划阶段工作主要特点,对于我国有轨电车规划建设具有重要意义。[方法]分析线网扩建项目线网规划阶段工作的主要内容,对其中的理念和方法进行总结。[结果及结论]线网规划研究过程可分为三个阶段,主要内容分别为线路方案筛选、客流效益评价和经济效益评价,最终确定线网形态和线路廊道,为下阶段的线路设计提供依据。根据线路的路权形式初步确定各级政府对项目的投资补贴额度,明确项目的建设资金来源。线网规划阶段工作主要特点及给我国带来的启示为:坚定推行“公交优先”发展战略,因地制宜地打造以有轨电车为骨干、常规公交为补充的层次分明的公共交通体系;建立健全分级财政支撑体系,为项目建设提供资金保障;保障有轨电车的专有路权,提高有轨电车的服务水平;统筹考虑有轨电车建设对于整个城市交通系统的影响;注重有轨电车项目的经济效益分析,为决策提供定量化依据。

有轨电车地面充电装置内循环散热系统优化方案

[目的]为解决现有有轨电车地面充电装置存在外壳防护性能不稳定、散热系统装置复杂、散热效率低等问题,设计了一种有轨电车地面充电装置内循环散热系统。[方法]介绍了地面充电装置的组成及散热原理,分析了其散热效率低的原因;针对密闭柜体整体内循环的散热系统,介绍了内循环散热系统优化方案,利用FLOTHERM仿真软件对原方案与优化方案散热系统的风速及温升情况进行对比,并进行了试验验证。[结果及结论]基于空调冷却整体内循环的散热系统无法有效解决大功率高热损耗集中发热器件的散热问题,这与制冷系统的制冷量大小无关,而与散热系统的风道回路有关。所提内循环散热系统优化方案在空调出风口、电抗器及空调回风口之间形成闭环风道回路,大幅降低了大功率集中发热器件的温升,有效提升了散热系统的散热性能,优化后充电装置中的电抗器温升降低约20.1%。所提优化方案能够满足内循环散热系统的温升要求。

有轨电车扣件式无砟轨道60R2槽型钢轨与60 kg/m钢轨抗倾覆特性仿真研究

[目的]为了给有轨电车不同地段的钢轨、扣件的选型和设计提供理论支撑,须研究扣件式无砟轨道60R2槽型钢轨与60 kg/m钢轨的抗倾覆特性,并分析影响两者抗倾覆特性的因素。[方法]利用有限单元法建立了60R2槽型轨和60 kg/m钢轨分析简化模型。分析了不同轨下垫板垂向刚度、扣件横向刚度、扣件间距以及弹条松弛2 mm和5mm对钢轨横移、弹条竖向位移、扣件承受横向力及钢轨与垫板接触长度的影响。[结果及结论]仿真研究表明:60 kg/m钢轨扭转刚度约为60R2槽型轨的1.73倍,60 kg/m钢轨竖向力偏心距比60R2槽型轨大,同等工况下,60R2槽型轨横移和弹条竖向位移大于60 kg/m钢轨,但扣件承受横向力60R2槽型轨小于60 kg/m钢轨。轨下垫板刚度越小,扣件间距越大,钢轨横移和外侧弹条竖向位移越大。小半径横向力较大地段,应适当提高轨下垫板刚度,加密扣件间距,并应适当提高弹条疲劳试验振幅。扣件承受横向力的影响因素主要有钢轨轨型、横向刚度、扣件间距,而轨下垫板刚度对其影响较小。弹条松弛2 mm和5 mm在本计算工况下,钢轨横移变化较小,对于小半径地段不易检查的有轨电车埋入式轨道,应定期翻挖检查并拧紧螺栓,以保持弹条规定的离缝值。

蓄电池储能式有轨电车运用车数计算方法

[目的]为解决传统运用车数计算方法不适用于蓄电池储能式有轨电车,以及列车运行图铺画过于繁琐的问题,提出一种运用车数计算公式修正方法。[方法]介绍了不受充电影响的传统运用车数计算方法;在此基础上,考虑有轨电车充电过程的影响,提出一种满足运营计划的蓄电池储能式有轨电车运用车数计算方法;提出计算假设,并介绍了各相关参数的计算方法;以某城市蓄电池储能式有轨电车线路的运用车数计算为例,用所提运用车数计算方法对列车上线运行达到续航里程后下线充电的情况进行分析。[结果及结论]将列车运行过程分为高峰前列车集中上线过程、列车线上运行过程、列车集中下线并向线上补充替换列车过程这3个阶段。通过计算所得的运用车数与通过列车运行图铺画的结果误差约为5%,说明所提运用车数计算方法能够满足运营要求并保有一定余量。

灵活编组智能列车的钩缓装置选型设计

第二代智能地铁列车具备灵活编组的能力适应多编组同线运行,可实现“运力-运量匹配”,但对钩缓装置提出更高的吸能要求。该文基于某具备灵活4编组、灵活4+4编组能力的第二代智能列车的钩缓装置选型设计,对灵活编组列车与既有列车同线运行时各类连挂、碰撞、救援工况进行一维动力学仿真分析,为第二代智能地铁列车的钩缓装置设计提供参考。

现代有轨电车近期建设规划研究——以丽江市有轨电车为例

现代有轨电车线网建设是一项复杂的系统工程。文章通过分析目前我国有轨电车建设和发展中存在的瓶颈问题,结合城市实际发展需求,从充分发挥线路服务功能、提升客流支撑、提高公共交通服务水平、确保有轨电车线网发展可持续性的角度出发,指出有轨电车建设时序的重要性,尤其是能否合理筛选近期建设项目,关系到能否充分满足城市近阶段的实际出行需求,能否紧跟城市经济发展及人口增长的步伐,提高公共交通服务水平,以较少的投入获取综合效益的最大化。基于此,以丽江市有轨电车为例,着重探讨现代有轨电车近期建设项目的筛选思路,并提出近期建设方案,以期为国内同类城市的现代有轨电车建设规划提供借鉴和参考。

现代有轨电车平交路口信号系统控制方案研究

结合丽江市有轨电车1号线的线路特点及实际情况,对现代有轨电车平交路口信号系统控制方案进行研究,详细阐述路口控制系统结构、功能、接口,以及平交路口信号设备布置设计,对有轨电车通过平交路口的全过程进行深入分析。侧重介绍对于不同类型的路口,通过设备布置及有轨电车路口控制系统与市政交通控制系统完成信息交互,实现有轨电车安全高效的通过平交路口,对同一线路平交路口种类较多的情况提出解决方案,说明针对不同类型路口的不同路口通过处理逻辑,充分保障有轨电车行车安全和运营效率。

有轨电车与市政道路改造协调问题研究

有轨电车具有安全、可靠、环保、舒适、快捷、成本低等优点,其系统采用电力牵引,能节省基础设施建设的投资、运营和维护成本。针对有轨电车与市政道路改造协调问题,依托深圳龙华有轨电车项目,从有轨电车与道路平面设计协调、钢轨引入后的交叉口竖向设计、共享路权硬化段路面结构的做法等方面,对龙华有轨电车与市政交通紧密结合方案进行重点论述,以期为后续有轨电车项目建设提供参考和借鉴。

有轨电车制动晃动问题的研究

有轨电车在制动时,车辆左右晃动明显。对这一问题产生的原因进行研究,并提出优化方案。分析了有轨电车转向架停车制动过程和受力情况,应用Simpack多体动力学软件对比分析多种优化方案的制动结果。研究表明,通过切除一端动力转向架的制动装置,能够有效减小车体晃动幅值,并且对制动距离的影响较小。

有轨电车端部转向架心盘偏置最优距离研究

Skoda 15T有轨电车的端部转向架采用心盘偏置结构,心盘偏置会影响端部转向架前后轮对的轮轴横向力分配,进而影响车辆的曲线通过性能。为探究端部转向架心盘偏置的合理距离,基于整列车辆的轮轴横向力因子最小原则,根据有轨电车通过圆曲线受力分析模型推导轮对横向力因子达到最小值时的端部转向架心盘偏置的最优距离。使用动力学仿真分析转向架心盘偏置距离对车辆曲线通过性能的影响。仿真结果表明,当端部转向架心盘处于理论推导的最优偏置距离时,整列车辆的轮轴横向力因子和脱轨系数达到最小值,车辆曲线通过性能达到最优。

智轨电车虚拟联挂运行安全防护技术研究

为兼顾智轨电车虚拟联挂编组行车的高效性与安全性,文章分析了汽车CACC与列车虚拟联挂跟车间距的控制方法,从智轨电车安全制动模型出发,考虑了车辆牵引/制动特性、车车通信延迟、控制器响应时间、测速相对误差等因素,详细推导出了联挂编组安全行车速度与最小安全追踪间距的数学模型;结合典型参数进行了定量仿真计算与分析,得出了运行安全防护的关键数据与优化措施,实现了联挂编组在0~60 km/h速度范围内跟车间距均可保证在10 m以下,能有效防止社会车辆加塞,在保障编组运行安全性的前提下进一步提升了线路运能,为智轨电车虚拟联挂的工程化系统设计与安全运行控制提供了坚实可靠的理论依据。