不同牵引特性城轨列车车轮磨耗与疲劳研究

针对列车频繁牵引起动对车轮磨耗与疲劳损伤产生的影响问题,在恒定牵引力的基础上,探究了不同牵引特性曲线恒功率区转折点速度对车轮磨耗与疲劳的影响规律。采用SIMPACK和MATLAB软件进行联合仿真,建立了不同牵引特性下城轨列车动力学模型和基于Archard的车轮磨耗模型,分析在牵引电机不同起动转矩下牵引特性曲线恒功率区转折点速度对城轨列车轮轨蠕滑率、车轮磨耗深度、磨耗面积以及疲劳指数的影响规律。结果表明:列车牵引起动过程中,电机起动转矩越大,轮轨蠕滑率、车轮磨耗深度和磨耗面积也越大,而疲劳指数则越小;电机起动转矩一定时,随着列车牵引特性曲线恒功率区转折点速度的增大,轮轨蠕滑率、车轮磨耗深度和磨耗面积也增大,疲劳指数则有所减小;当电机起动转矩从800 N·m增大到1400 N·m,车轮磨耗深度和磨耗面积增长率最大为6.9%和12.6%,而疲劳指数下降率最大为7.2%;当恒功率区转折点速度从50 km/h增加到80 km/h,车轮磨耗深度和磨耗面积增长率最大为4.4%和4.3%,疲劳指数下降率最大为1.9%。本文研究了车辆起动转矩与恒功率转折点速度变化对车轮磨耗与疲劳的影响规律,可为车辆牵引特性设计和电机控制以及车轮运维提供参考。

面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行仿真研究

城市轨道交通是解决城市交通拥堵问题最强有效的绿色交通方式,其高峰期客流激增且客流时空分布不均,而面向虚拟连挂的城轨列车动态灵活编组和群组追踪运行能有效满足复杂多变的城轨运营需求。本文剖析面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行过程,给出虚拟连挂列车群组最小安全追踪距离计算公式;以单列标准车长的线路路段为一个元胞单元,设计速度及位移更新规则,构建基于元胞自动机的城轨列车群组追踪运行仿真模型;以某市地铁2号线为背景,多角度仿真刻画面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行性能。仿真结果表明:面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行模型能有效缩短列车最小安全追踪间隔时间,城轨线路通过能力较移动闭塞制式提高78.4%;头车延迟引起的后续列车晚点总数量及总晚点时间更小,呈现出更佳的抗干扰性与恢复性能,且宜采用小编组列车实现虚拟连挂;动态混合编组的城轨列车群组追踪运行性能最佳,单一小编组的次之,大编组列车群宜在小编组列车群前面运行;城轨列车群组旅行速度总体上与平均站间距呈正相关;当列车发车间隔大于延迟时间时,平均站间距对列车群组的延迟影响不敏感,相反,则影响较为显著。研究结论能够为面向虚拟连挂的城轨列车群组追踪运行决策提供技术支撑。

高职院校城轨交通类专业课程思政实施路径

课程思政建设是新时代高职院校实施专业课程教学改革与落实“三全育人”的重要内容。以建强师资队伍、挖掘思政元素、构建课程体系、形成联动机制等为切入点,探索高职院校轨道交通类专业课程思政建设的新路径,对于促进高职院校城轨交通类专业高质量发展和提升技术技能人才培养质量具有一定的现实意义。

高职院校课程思政的探索与实践——以《城轨信号系统运行与维修》课程为例

探索高职教育课程思政融入课堂和实训教学的方式方法,全面落实立德树人的要求,将思想政治学习工作贯穿高职教育教学的全过程,是当前教师思考的首要问题。本研究以《城轨信号系统运行与维修》课程为例,从顶层设计理念转变、课程体系构建、教学标准修订、教学内容设计、教学方法和手段改进、师资队伍建设和教学评价体系转变等方面进行设计,充分发挥职业教育教学的优势,探究符合高职教育教学的课程教学体系,达到思政教学的育人要求。

基于绿色城轨的北京地铁车辆基地分布式耦合供热方案研究

结合北京地铁既有车辆基地的供热能耗特点,建立了新建车辆基地的供热模型,从绿色低碳角度分析了分布式耦合供热方案的节能降碳潜力。该供热方案满足北京市的相关供热政策,且达到了《中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案》规定的绿色能源利用指标要求,是未来寒冷地区车辆基地低碳供热发展的方向之一。

城轨项目基坑施工对综合管廊盾构井的影响分析

本文以广州市天河智慧城科韵路段综合管廊K4井为研究对象,进行临近城轨项目基坑施工对综合管廊盾构井的影响分析。利用岩土工程专用软件Midas/GTS进行有限元模拟,通过对关键施工步骤的数据统计,分析了临近基坑开挖对K4井地层位移、地连墙位移、内支撑轴力的变化及其影响规律,并提出了合理的建议和措施,保证了基坑的安全施工。

高职城轨类专业课程诊断与改进的现状调查

高职课程诊断与改进是保障高职课程质量的一个重要手段,也是提升人才培养质量的关键要素。目前职业院校关于课程诊断与改进仍处于初始阶段,基于对实际课程教学的研究,文章通过对湖南省三所高职院校城轨类专业课程诊断与改进的现状进行调查分析,了解目前湖南省高职城轨类专业课程诊断与改进情况,为未来推进课程诊断与改进提供一定的参考。

“岗课赛证”模式下城轨车辆检修课程实践教学改革研究

近年来我国城市轨道交通系统发展迅速,运营规模继续保持高增长势头,城市轨道交通蓬勃发展的局面使行业内的车辆检修与车辆驾驶等工作岗位人员的需求大幅增加,城轨交通车辆专业技术技能型人才缺口较大。为更好地服务行业发展,为城市轨道交通运营企业不断输送合格的高技术技能人才,高校需要积极推动城轨车辆专业核心课程“岗课赛证”综合育人模式的实践教学改革,解决传统专业课程教学过程中存在的与企业需求不匹配、与行业新技术脱节等问题。以城市轨道车辆应用技术专业核心课——城轨车辆检修为对象,结合“岗课赛证”综合育人模式,研究信息化教学环境下教学实施模式的优化及改革措施,渗透理实一体化的思想,培养学生职业素养。所获经验可为后续其他专业课程改革提供参考依据。

基于OBE理念的高职城轨类专业课程诊断与改进的运行机制及保障措施研究

随着高等职业教育的快速发展,基于成果导向教育(OBE)理念在课程改革中发挥着越来越重要的作用。城轨类专业作为高职教育的重要组成部分,其课程诊断与改进的运行及保障研究具有重要意义。基于以上实际情况,本文旨在探讨基于OBE理念的高职城轨类专业课程诊断与改进的运行及其保障的研究,以期为高职教育改革提供有益的参考。

数字化背景下的课程思政——以《城轨暖通空调与给排水系统维护》为例

课程思政在所有学科专业全面推进,而在不同的专业课如何融入是值得探讨的。以城轨机电技术专业的《城轨暖通空调与给排水系统维护》课程为例,在数字化背景下如何进行课程思政教育进行了探讨,需要建立课程思政数字资源库,合理对数据进行分析等等,从而促进课程思政好的教学效果,达到数字化技术促进教育高质量发展。

城轨列车再生制动能量回馈系统应用方案综述

城轨列车在制动过程中产生大量的能量,当不能完全被其他车辆吸收时,导致牵引用电网电压升高,危害牵引设备、车辆安全和缩短使用寿命。由于轨道交通制动再生能量处置是一个复杂、综合的过程,如何对其进行合理的控制成为学者研究的热点,为此,综合分析了能耗型、储能型、逆变回馈型等四种再生能量处置方案的优缺点及逆变回馈方案中的三种并网形式,通过分析认为逆变回馈型再生制动能量吸收系统是目前解决地铁列车制动时网压升高及节能问题的最优方案。

探索“低空+轨道”新模式 多地城轨交通企业发力“低空经济”

日前,合肥、深圳、青岛、苏州、济南等地城轨企业探索“轨道+低空”发展技术路径和产业方向,培育“低空+轨道”多元化新业态,努力开辟新质生产力新赛道。

城轨展暨高峰论坛圆满举行城轨业主汇聚南京

2024北京-南京国际城市轨道交通展览会暨高峰论坛(简称MetroTrans 2024)在南京掀起城轨交通热浪,509多家国内外展商搭台竞秀、200余位海内外演讲嘉宾同场分享,持续擦亮城轨行业“最有价值展会”的底色,众多业主齐聚南京,展现了各地城市轨道交通的风采特色。

监测数据驱动的城轨列车轴箱轴承剩余寿命预测

城轨列车轴箱轴承的运行工况复杂多变、外部随机干扰频繁,导致其监测数据中包含大量测量噪声乃至“脏”数据,进而制约了剩余寿命预测模型的精度.为解决上述问题,提出了一种监测数据驱动的动态多重聚合剩余寿命预测方法.首先,通过度量短时数据的幅值分布相似性自动识别并清洗“脏”数据;然后,将健康指标按不同时间尺度进行动态聚合,预测出各类潜在的未来退化轨迹,进而获得轴箱轴承的剩余寿命预测均值与方差;并使用现场实测数据与加速寿命实验数据对提出方法进行验证.结果表明:所提方法能有效剔除监测数据中的空采数据和强干扰数据;剩余寿命预测均值随累计行驶里程的增加逐渐收敛到真实值,且95%置信区间越来越窄;相比于单指数预测模型和混合预测模型,提出方法的累计相对精度平均值分别提高了29.78%和27.63%,预测收敛速度平均值分别增加了10.56%和10.20%.

160 km/h城轨快线限界关键技术研究

城轨快线工程最高运行速度达到160km/h,为解决现行国家标准中限界主要技术参数未覆盖该速度等级的问题,通过对国内外限界体系及计算方法的调查研究,选取理论分析结合动力学仿真的研究方法,对《地铁限界标准》(CJJ96—2003)中的计算公式进行调整,使其适用于160km/h的快线工程。在限界基本参数研究的基础上,结合快线工程特点,制定了车站、隧道的最优建筑限界:(1)与停站工况相比,列车以100 km/h越行过站时,站台与线路中心线的距离可保持1 600 mm不变;(2)圆形隧道断面取决于设备布置空间需求,当采用柔性接触网时最优隧道内径7.5 m (限界圆直径为7.2 m),采用刚性接触网时最优隧道内径7.1 m (限界圆直径为6.8 m)。

面向城轨云平台边界安全防护的动态信任管理方法

针对城轨云平台边界数量多、边界安全防护薄弱的问题,分析了城轨云与工业控制网络协同交互过程,提出了一种面向城轨云平台边界安全防护的动态信任管理方法,包括异常行为识别、信任评估、信任更新、基于信任值的动态访问控制。根据城轨云的综合监控系统网络拓扑,分析了未经授权控制指令、违规控制指令、干扰正常控制指令三类异常行为。结果表明,所提出的动态信任管理方法能够有效抵御恶意节点发起的异常行为;对于不同节点、不同异常行为的信任值变化不同;符合“缓升快降”的规则,能够保障城轨云平台细粒度的边界安全防护。

城轨列车自动驾驶积分反步线性自抗扰控制

针对列车在外部干扰和不确定动态下的速度控制问题,设计了融合积分反步法和线性自抗扰的复合控制方案.首先,考虑列车具有强耦合性,为了更加符合列车真实的纵向动力学特性和受力情况,建立了具有时变系数的多质点模型.其次,为了降低参数调节的难度,跟踪微分器和扩张状态观测器均采用线性形式.跟踪微分器用于求取微分信号,同时具有滤波作用.利用跟踪微分器对虚拟控制量进行求导,正好可解决反步法中存在的“微分爆炸”问题.扩张状态观测器用于实时估计总和扰动.此外,利用积分反步法改进了误差反馈控制律,设计了一种积分反步线性自抗扰控制(IBS-LADRC)算法.最后,证明了观测误差的收敛性及闭环系统稳定性.结合杭州地铁6号线AH型动车组参数和实际线路数据进行仿真,并将IBSLADRC与反步法、线性自抗扰算法、PID控制进行对比,结果表明:IBS-LADRC方法下各动力单元速度误差均处在±0.04 km/h以内,加速度处在±1 m/s2以内,加速度和速度误差均变化较平稳;车钩力相对其他3类方法最小,变化也最平缓,最大车钩力仅为2 320 N;本文控制策略对列车期望速度具有较高的跟踪精度,有利于保证车钩安全,防止车钩断裂,并提高列车运行的安全性、平稳性及乘客舒适度.

基于人工免疫的城轨列控系统信息安全态势评估方法

针对城轨列控系统面临的信息安全风险日益突出的问题,提出基于人工免疫系统的态势评估(AISSA)方法,即利用城轨列控系统数据特性,设计检测器成熟机制和攻击检测方法,实时感知城轨列控系统遭受的网络攻击;设计检测器克隆和变异机制,进一步丰富检测器种群,提高城轨列控系统感知网络攻击的能力;仿真试验模拟城轨列控系统遭受不同强度身份认证拒绝服务攻击和TCP拒绝服务攻击,采用AIS-SA方法感知网络攻击并实时量化系统的安全态势。结果表明:AIS-SA方法感知网络攻击的能力较强,当检测器进化至25代时,对身份认证拒绝服务攻击的检测率为96.81%、误报率为0.25%,对TCP拒绝服务攻击的检测率为98.46%、误报率为1.32%,与其他方法相比检测率较高且误报率较低;此外,AIS-SA方法能表征不同攻击强度下城轨列控系统安全态势,当攻击强度增大时实时态势量化值升高,反之减小;仿真结果验证了AIS-SA方法的有效性和准确性。

城轨车辆镍氢电池负极材料的研究

镍氢电池负极材料对电池的低温放电性能和循环寿命至关重要,稀土-镁-镍系储氢合金容量高、易活化、倍率放电性能好,符合城轨车辆镍氢电池长寿命、低温放电的需求。本文采用感应熔炼法制备了La_(0.55)Sm_(0.20)Nd_(0.10)Mg_(0.15)Ni_(3.60)Al_(0.10)合金,进行了退火处理,并研究了合金的微观结构与电化学性能。结果表明,铸态合金由Ce_(2)Ni_(7)型、Ce_(5)Co_(19)型和LaNi_(5)型相组成,经过退火处理后,Ce_(2)Ni_(7)型与LaNi_(5)型相发生包晶反应,合金中的物相转变为Pr_(5)Co_(19)型相、Ce_(5)Co_(19)型相和LaNi_(5)型相。退火合金的放电容量可以达到380 mAh/g,经过100次充放电循环后,合金的容量保持率仍可以达到84.5%,略高于铸态合金。由于表面与晶体体相内部缺陷与非平衡组织的存在,铸态合金的表面电荷转移速率与内部氢扩散速率均较快,因此倍率放电性能和低温性能略高于退火合金。铸态储氢合金5C下的高倍率放电性能可达到76%,-40℃的放电容量可以达到208 mAh/g。以铸态合金为负极活性物质制备镍氢电池,所有测试均满足碱性电池相关的标准规定,且循环2350次放电容量仍可达91.8%,-40℃低温放电保持率达到97.0%。

基于改进ADE的城轨列车运行节能优化方法

城轨列车运行环境复杂,模式多变。为准确描述列车的实际运行状态,首先基于实际线路条件建立城轨列车动力学模型和多目标优化模型。然后,基于反三角函数logistic映射的初始化改进策略和基于logistic模型的控制参数自适应策略,提出一种改进自适应差分进化(adaptive differential evolution,ADE)算法求解优化模型,可实现列车安全、准点、精确停车,节能、平稳运行。与传统高斯模型相比,通过采用钟形模型构建新的舒适度指标,能更好地改善舒适度。还针对多站间运行普遍采用固定运行策略的问题,结合专家经验和实际线路条件来自动选择站间运行策略,可缩小算法搜索范围并提高算法求解效率。最后,基于实际线路数据和车辆数据的仿真实验结果表明,所提方法有效降低了运行能耗,改善了乘客舒适性。