基于滑模和径向基函数神经网络的城市轨道交通列车速度跟踪控制算法

[目的]针对城市轨道交通列车运行控制系统中传统ATO(列车自动运行)速度控制算法在速度跟踪控制方面存在的控制精度不高和抗扰动性差的问题,提出了一种新的速度控制算法来提高控制精度。[方法]首先,建立了列车运行的单质点动力学方程,针对牵引和制动系统在执行指令时存在的时滞现象设计了时延补偿模块;其次,在控制器设计部分采集速度和位置误差建立滑模切换函数,并通过微分方程推导建立滑模控制器;最后,为了抑制滑模控制器固有的抖振现象,将其输出的切换控制量采用径向基神经网络进行目标训练从而优化控制器。[结果及结论]基于徐州地铁3号线二期改造列车参数在Matlab软件上进行仿真试验,其仿真结果证明该算法保证了列车在运行过程中,控制器输出的速度可以更高效精确地跟踪给定的推荐速度曲线。

快速轨道交通列车分段制动防滑控制仿真

轨道交通列车的防滑控制性能过差会影响列车的制动性能和稳定性能,为了提高轨道交通列车的安全性,以分段制动的方式控制轨道交通列车的滑动状态,提出快速轨道交通列车分段制动防滑控制仿真方法。通过分析轮轨间粘着力和滑移变化曲线建立轨道交通列车的纵向运行学模型,并以上述模型为基础,将轨道交通列车的整体制动过程分割成多组制动区段,通过将单位制动区段与滑模控制器结合,实现轨道交通列车的分段制动防滑控制。仿真结果表明,无论是在轨道粘着条件始终维持在较低水平的工况条件下,还是在轨道粘着条件发生突变的工况条件下,所提方法控制下的实际行驶速度均与目标行驶速度吻合,验证了上述方法具有较好的控制效果。

城市轨道交通列车运行图编制系统功能研究

以实现城市轨道交通列车运行图的统一编制和管理为目标,保证列车的安全运行,设计城市轨道交通列车运行图编制系统。系统的基础层通过TUXEDO中间件作为通信系统,传输城市轨道交通列车运行信息;数据层接收传输的信息后,分类、整合该信息后,提供数据调用支撑;应用层通过对外接口连接数据层,并调用该层中的相关数据,构建城市轨道交通列车运行图编制优化目标函数以及约束条件,通过微粒群算法求解,获取最优运行图编制结果;在线调整单元依据该优化结果,自动调整轨道交通列车运行图编制结果,并完成结果可视化,满足城市轨道交通列车运行图编制需求。

灵活编组的城市轨道交通列车运行模式研究

目的:为解决目前城市轨道交通客流不均衡造成运营成本高的现状,提出了一种能够灵活编组的城市轨道交通列车运行模式。方法:通过对现有城市轨道交通现状的调研分析,分析现有车辆配置和扩大运量的方案和缺点,提出了相应解决方案。灵活编组是解决现状的有效办法,即高峰期采用大编组高频次、平常时段期采用小编组高频次,低客流量线路采用小编组;根据不同时段客流需求,大小编组混跑。灵活编组车辆推荐以2辆或3辆为基本编组,选择2+2重联或3+3重联。灵活编组类型分为场段内进行编组和正线车站进行编组2种。灵活编组的实现方式包括后车以低于3 km/h的速度撞击前车进行连挂和后车停在距前车300 mm处通过车钩伸缩进行连挂2种类型。结果及结论:该研究发现,如果要实现城市轨道交通车辆的灵活编组,还有待解决一些难题。例如:可伸缩车钩的精准伸缩连挂设计,该设计可以满足车辆在300 mm距离停靠后,2个头车车钩各自可自动伸出150 mm以完成连挂;信号系统如何对车辆进行精准控制而不发生意外碰撞等。

城市轨道交通列车空调冷凝气流仿真研究

冷凝气流影响城市轨道交通列车空调制冷性能。为了分析冷凝气流流动情况,建立列车空调冷凝气流流动及换热计算模型。计算结果表明:有少量从冷凝风机出口流出的高温空气,没有经过充分的散热,再次进入空调冷凝器进风口。为避免或减少这部分高温气流进入冷凝器进风口,提高空调制冷性能,将空调两侧盖板上靠近冷凝风机的2排开孔取消。对改进后的空调进行仿真计算;根据模拟仿真结果,对改进后的空调进行性能试验。试验结果表明:改进后空调通风量降低0.2%,但制冷量提高1.4%,功耗降低3.7%,空调能效比提高2.7%,证明改进措施有效。

基于模糊逻辑的城市轨道交通列车牵引供电系统关键结构故障诊断研究

据数据统计,截止到2023年,我国共建成1083条城市轨道交通线路,共计18668个车站。城市轨道交通作为一种高效率、低成本、节能环保的交通运输方式,也受到了人们的重点关注。本文将以模糊逻辑为出发点,分析城市轨道交通列车牵引供电系统关键结构的高发故障,并且对故障诊断进行深入分析,希望能够为城市轨道交通列车牵引供电系统的高效运行提供支持。

城市轨道交通列车紧急自牵引方案研究

目前,城市轨道交通列车的行驶完全依赖于外部电力供应,这就限制了断电情况下列车移动的灵活性。提出了基于车载储能装置的运营列车在外部供电瘫痪的紧急情况下的自行牵引移车方案,并对系统架构、储能装置的设计及列车运行工况等进行了分析。该方案可极大地提高列车移动的灵活性,将会在紧急救援中发挥积极作用。随着储能技术、电力电子技术日益成熟及其成本的降低,自牵引技术将会在列车上逐步得到实际应用。

轨道交通列车前端吸能结构碰撞研究

利用LS-DYNA软件建立列车前端吸能结构的有限元模型,通过仿真分析对试验台车吸能结构进行优化以及试件材料选择;通过受力对比分析确定整车模型与试验台车模型对于吸收结构碰撞试验的一致性。台车吸能结构碰撞试验结果及其分析表明:利用台车吸能结构碰撞试验可以替代整车碰撞试验,用于验证列车前端吸能结构设计的合理性。采用仿真分析与台车试验相结合的方法,对列车端部吸能结构的耐碰撞性能进行验证,可以有效地压缩设计与试验的成本和周期。

城市轨道交通列车运行噪声预测模式的确定

根据声学理论及我国城市轨道交通列车运行噪声的实际情况 ,提出了适合我国城市轨道交通列车运行噪声的预测模式 ,文中还明确了各预测参数 ,以利于环境影响评价中的实际应用。同时通过北京、广州地铁地面和高架线路实测结果与预测结果的验证比较 ,表明应用该预测模式计算误差在 1.6dB(A)范围内 。

城市轨道交通列车司机心理素质测试标准的研究

在城市轨道交通快速发展的形势下,安全始终是轨道交通运营的生命线。在所有与城市轨道交通安全运营的相关人员中,列车司机是最重要的组成部分,其良好的心理素质将是确保运营安全的有效手段之一。基于对轨道交通列车司机调研和国家、行业标准,得出司机心理素质评价指标包括个性特征、心理适应和心理认知,并建立了相应的测评方法与测评标准。

扣件失效对城市轨道交通列车-浮置板式轨道系统竖向振动响应的影响

利用基于横向有限条与无砟轨道板段单元的车轨系统竖向振动分析方法,研究1对和多对扣件失效时城市轨道交通列车-浮置板式轨道系统的竖向振动响应。研究结果表明,当列车通过扣件失效的轨道时,轮轨相互作用增大,其中钢轨竖向位移及加速度增长最明显,且随着失效扣件数目增加,动力响应增长越明显;即使毗邻轨道的扣件工作状态良好,也受到失效扣件的影响,钢轨竖向位移及加速度增长显著;扣件失效会加速轨道结构破坏,甚至危及行车安全。

基于ZigBee-GPRS技术的城市轨道交通列车关键设备监测系统

在对关键设备的监测中,目前运营单位普遍采用串行通信技术(如RS 232、RS 485等)作为主要的数据传输手段。如果被监测设备离监测中心较远,则需要花费大量的人力物力铺设电缆、光缆及配套设施;并且由于通信距离长,一旦链路出现故障,难以在短时间内准确定位。国内一些科研院所及行业领军企业相继提出基于Zig Bee-GPRS(低功耗局域网协议-通用分组无线服务)模型的数据通信方式,并在农业微灌、油井监测、电力设备监测等系统得到成功应用。结合GPRS网络技术和Zig Bee传感器网络技术的优势,以嵌入式Linux系统为平台,提出一种适用于城市轨道交通列车关键设备监测的复合型Zig Bee-GPRS系统模型。与红外、蓝牙等技术相比,节约能耗,传输距离远;与传统有线传输方式相比铺设成本低。

城市轨道交通列车实时无线传输技术的应用

随着城市轨道交通技术的发展,远程无线传输技术已开始应用于运行中的列车信息传输。实时无线传输技术可将列车运行状态及列车故障等信息可靠地传输到地面,以方便地面运营维护人员及时了解车辆运行状态,从而为列车运行提供远程技术支持和远程故障诊断。

城市轨道交通列车基础制动装置温度测试方案

分析了城市轨道交通列车基础制动装置在线温度测试的重要性,介绍了温度测试技术,提出了基于热电偶、红外测温仪和热成像仪的多平台温度测试方案,以解决单一温度测试方法存在的不足。热电偶、红外测温仪和成像仪组成的多平台协同温度测试方案是获取踏面制动过程中车轮-闸瓦摩擦副温度场较理想可行的方案。该方案有利于基础制动装置的失效分析,可为城市轨道交通列车的安全运营提供参考。

城市轨道交通列车车钩螺栓连接有限元仿真分析

以城市轨道交通列车车钩装置的高强度螺栓为研究对象,建立了整个车钩螺栓的三维装配模型。利用Abaqus软件建立了完整的、与实际相符的车钩螺栓接触非线性有限元仿真分析模型,并在模型中考虑了材料的弹塑性及接触非线性等因素。通过仿真分析获得了车钩螺栓的应力及应变大小,并分析比较了螺栓预紧力大小及金属垫片使用方案对车钩螺栓应力的影响。

城市轨道交通列车舒适度评价系统研究与开发

设计了一套接入列车车载网络的轨道交通列车舒适度评价系统,能够实现对列车相关数据的监测,对舒适度进行量化评价,从而为列车舒适度评价提供依据和数据支持。开发了列车舒适度评价系统仿真软件,并进行了测试实验。

沃尔新——执轨道交通列车自动清洗系统之牛耳

沃尔新(北京)自动设备有限公司(以下简称。"沃尔新")是新联铁的全资控股子公司,专注于高速铁路和城市轨道交通车辆清洗设备的研制、生产,以及清洗系统的设计和系统集成;是高速铁路动车组列车清洗设备供应商,已为高速铁路4个动车组维修基地和8个动车组运用所,以及2 0多个城市的停车场或车辆段提供了沃尔新专用清洗设备。

160 km/h新型中速磁浮交通列车的车体强度分析

以160 km/h新型中速磁浮交通列车铝合金车体为研究对象,介绍了该磁浮交通列车车体的断面、结构及材料,利用有限元分析软件着重对车体强度、刚度进行仿真计算,对车体的静强度进行了试验验证。通过有限元仿真计算和静强度试验,验证了该磁浮铝合金车体满足EN 12663标准对车体结构的要求。

基于牵引计算的储能式轨道交通列车牵引负载特性与模型技术研究

阐述了储能式轨道交通列车的牵引计算数学模型,对列车牵引负载特性进行了分析。通过构建列车牵引负载仿真模型得到了列车运行工况曲线,为列车的正向设计提供了参考依据。

城市轨道交通列车牵引制动性能集成测试平台设计与应用

针对目前城市轨道交通列车牵引制动系统型式试验的测试需求,设计了一套具备牵引系统和制动系统参数同步采集及数据处理能力的便携式测试平台。介绍了该平台的硬件组成原理、采用专用数据采集模块和数据处理终端光纤通信的系统架构,其将传感器供电、信号调理、信号采集等功能高度集成,降低了系统复杂性,提高了平台便携性。说明了软件功能和特点,根据IEC 61133—2006标准规定的试验项目和方法,设计专用交互界面和处理算法,实现了流程自动测试。最后,通过在某有轨电车上的实车测试,验证了测试平台的应用效果。