基于云平台的中低速磁浮票务系统

票务系统是保证中低速磁浮线路正常运营的关键。传统城市轨道交通的票务系统通常采用五层结构,具有结构复杂,建设成本高等特点。针对中低速磁浮线网规模小的特点,提出一种基于云平台的中低速磁浮票务系统架构,将票务系统架构精简为3层结构。然后,基于微服务化思想对票务系统进行架构设计,并对各模块的功能进行详细设计,提高系统的可扩展性和可维护性。最后,以用户权限管理功能为例详细阐述微服务架构中主要模块的作用。

医院高效机房改造:溴化锂机组向磁悬浮机组的转型

以宁波大学附属妇女儿童医院高效机房改造为例,将溴化锂机组替换为磁悬浮冷水机组,达到节能降耗效果。通过对医院原有溴化锂机组系统的深入分析,揭示其存在能效低下和蒸汽成本高等问题。并详细阐述了磁悬浮机组的优势及改造方案,包括主机选型、系统配置调整及智慧能源管控平台搭建。对改造后的综合性能进行评估,结果表明经济、性能及节能成效显著,可供医院节能改造参考,具有推广价值。

高速磁浮列车制动控制器综合测试平台研制

针对高速磁浮列车制动控制器研制、试验、生产等环节的测试与故障诊断需求,设计研发了可移动式综合测试平台;硬件上采用PXI总线形式,根据测试需求选择测试资源板卡,通过板卡模块完成流程控制、仪器控制及通信对接等,软件上采用自动测试程序集(TPS)技术,通过模拟相邻控制器失效、电磁铁故障以及异常工作状况等,对制动控制器进行出厂检测,验证制动控制器的故障处理、检修维护等能力;经试验测试,该测试平台具有小型化、模块化、高效率、高精度的可移动便携性优点,实现了制动控制器的电气接口、极限工作能力、设备功能及性能指标的测试与验证,满足高速磁浮列车制动控制器检测与维护的工程应用。

基于RTLinux的高速磁浮列车车载通信平台

为满足高速磁浮列车车载诊断系统通信平台的要求,提出了一种基于RTLinux(real-time linux)的通信平台设计方案.该方案包括基于RTLinux通信平台的结构设计、实时和非实时处理模块的设计与实现.通过讨论CPCI-CAN(compact peripheral component interconnect-control area network)卡在RTLinux下驱动程序的开发过程,给出了驱动程序的具体实现.最后,借助调度时间模型和传送延时模型,分析了该车载诊断系统通信平台的实时性.实时仿真结果表明:基于RTLinux的通信平台中,所有节点完成网络更新的时间平均为290 ms,满足高速磁浮列车通信平台响应时间小于500 ms的要求.

混合励磁直线磁悬浮同步电动机磁极结构研究

针对数控机床的加工进给损耗问题,提出了一种混合励磁直线磁悬浮同步电动机(HELMSM)作为驱动装置,使运动平台悬浮于导轨之上,实现无摩擦进给;根据HELMSM的特殊结构和运行原理,建立了HELMSM的数学模型;并通过对空载和负载条件下,不同磁极结构的HELMSM模型的气隙磁密进行傅里叶分析,得出该电动机的气隙磁密更接近正弦,削弱高次谐波,减小谐波损耗;并比较和分析该结构和现有的其他不同拓扑结构的HELMSM的电磁推力与悬浮力,验证了该HELMSM磁极拓扑结构不但具有更高的电磁推力和悬浮力,而且调节范围更大,控制相对简单,更适用于数控机床的加工进给。

低速磁浮列车磁悬浮系统仿真平台设计与控制

低速磁浮列车采用电磁型(EMS)悬浮控制系统。由于系统的本质非线性和开环不稳定,使控制系统的设计成为磁浮交通的关键技术。文中首先建立了磁悬浮系统非线性动力学模型,并搭建了磁悬浮系统仿真平台,该平台可用于控制策略的设计与验证。然后利用线性化模型,设计了带有加速度反馈的PD控制律。通过仿真平台中非线性模型的仿真结果,优化了控制器结构和参数。最后通过整车试验验证了所设计的控制系统的有效性。

基于UML的磁浮交通仿真平台研究

在高速磁浮交通系统中,运行控制系统承担着磁浮列车自动运行控制与安全防护的核心任务,可以通过构建磁浮交通仿真平台进行运行控制系统相关理论的研究。文中首先分析磁浮交通现有的运行控制系统的结构,指出磁浮交通中存在的运行控制问题,给出磁浮交通仿真平台的开发思路和原则。之后,基于UML统一建模语言,在Rational Rose环境下采用面向对象的分析方法,建立了磁浮交通仿真平台的可视化模型,主要包括用例图、类图、顺序图和活动图。仿真平台采用VC++实现,初期应用的研究结果验证了仿真平台结构的正确性以及利用仿真平台进行运行控制系统研究的可行性。

考虑恐高心理的磁浮列车乘客疏散模型与分析

为研究高架桥上中低速磁浮列车乘客的恐高心理对疏散效率的影响,将疏散平台划分为8个不同分区,建立疏散网络,构建从车厢至疏散楼梯的最短路径网络,在此基础上引入恐高系数,建立考虑乘客恐高心理的中低速磁浮列车疏散模型。基于Any Logic开展模拟仿真,将虚拟现实技术的试验结果与Togawa经典模型结合以验证建立的中低速磁浮列车疏散模型,统计分析不同恐高系数、不同疏散平台宽度及不同恐高乘客比例条件下的乘客疏散时间。结果表明:恐高心理是影响乘客疏散效率的重要因素,恐高系数越大,乘客行走速度越慢,疏散效率越低;恐高乘客所占比例从0增至20%,疏散时间明显增加,比例从20%增至100%,疏散时间增加幅度减小;增加疏散平台宽度能提高疏散效率。

中低速磁浮交通系统疏散平台疏散能力研究

研究目的:合理的中低速磁浮交通系统疏散救援设计是其运营安全保障的关键。针对国内磁浮运营线疏散演练效率偏低的现状,结合其疏散平台设计方案,提取与平台疏散能力相关的中低速磁浮列车和疏散平台的关键特征,建立中低速磁浮交通系统的Pathfinder疏散仿真模型,开展疏散平台优化研究。研究结论:(1)当前中低速磁浮交通系统区间疏散平台疏散总用时近30 min,疏散能力还存在优化空间;(2)疏散平台栏杆间隔、疏散平台有效通行宽度和桥梁下桥点位置等参数是影响疏散能力的关键参数;(3)通过优化各参数取值,提出疏散平台设计新方案,新方案可大幅提高中低速磁浮交通系统的疏散能力,疏散总用时可降低约44%;(4)本文提出的疏散平台优化思路及方案可为后期中低速、中速磁浮交通系统的疏散平台设计和运营维护提供数据支撑。

低速磁浮车辆水平曲线通过及磁浮铁间隙计算

低速磁浮车辆的磁浮架严格跟随导轨导向,车体与磁浮架间在相互转动的同时伴随着横向移动从而使车辆顺利通过曲线。文章计算了日本低速磁浮车辆通过水平曲线时车体与磁浮架间的相对横移量及磁浮铁之间的间隙,为今后我国低速磁浮车辆的设计和制造提供了参考和依据。

高速磁浮轨道垂向不平顺动态检测系统设计

针对高速磁浮轨道垂向不平顺检测,提出了一种基于惯性基准法原理的随车搭载型动态检测系统,并通过试验验证了该系统可满足±0.2 mm的检测误差要求.针对同步电机长定子齿槽形式的检测面,设计了一种削弱"齿槽纹波效应"的算法,可将齿槽形状引入的波动影响限制在±5mm范围内.最后,根据检测要求分析有关传感器的选型,并提供了相应结构平台的初步设计考虑.

中低速磁浮铁路运营风险及事故灾害应急救援分析

基于中低速磁浮列车的组成和驱动原理,列举了中低速磁浮列车在运行过程中存在的风险及线路敷设方式对应急救援的影响;结合规范,分析了不同救援设施设备和不同应急救援方案,并基于对北京磁浮S1线和长沙磁浮快线的实地调研,对两线的救援设施和救援方案进行了对比分析。结果表明:疏散平台是一种高效的应急救援设施,但当站间距较长时应设置逃生楼梯辅助逃生。中低速磁浮列车发生事故后,应优先考虑使用列车自身能力救援;当事故紧急或磁浮列车无法移动时,可通过疏散平台先将乘客沿线路方向疏散,再进行故障列车的救援。对于冰雪灾害时的事故应急处理方案应进一步优化,在保证安全的情况下减少其对线路正常运营的影响。

基于BIM的中低速磁浮土建构件管理平台开发

通过对当前中低速磁悬浮线路BIM技术应用的分析调研发现,国内外轨道交通BIM应用领域存在建模工作量巨大、各分项工程之间关联性差等问题。为加速推进工程建设信息化在中低速磁悬浮建设中的应用,提出一种结合正向设计理念的中低速磁浮土建构件库信息管理平台架构方法,着重从BIM技术的角度来研究构件拆分、构件模型建立及构件库管理平台的开发,依此来建立工程模型搭建的单元分析方法,并通过在Revit中开发模型信息提取插件,建立与之连接的数据库,来实现构件信息的存储、查找等功能,初步完成快速正向设计中构件信息的管理平台。研究表明,基于BIM多维正向设计的构件信息管理平台,有助于工程技术人员更便捷地了解工程结构,改进设计施工流程,同时为工程建筑物的全生命周期管理提供基础信息支撑。

超高速磁浮轨道梁体系的跨平台耦合振动分析

轨道梁是磁浮交通线路中非常重要的结构部件,对其结构性能的分析,特别是针对其在高速运动列车作用下的耦合动力分析非常关键,与列车的运行安全性以及稳定性直接相关.针对600 km/h超高速磁浮轨道梁的动力耦合进行研究,基于5刚体30自由度车辆模型和考虑剪切影响的Timoshenko空间梁单元模型,建立了磁浮轨道梁的空间耦合分析模型.在跨平台耦合分析框架的搭建中,采用多体动力学软件Simpack,大型有限元软件ANSYS和可视化仿真工具MATLAB/Simulink联合建模方法,并引入PID控制器对整个悬浮控制系统进行主动控制,将整个系统划分为车辆主系统、控制器子系统以及轨道梁-桥墩子系统,建立了磁浮列车-控制器-轨道梁耦合振动模型.以24.768 m跨度的简支桥梁为例,研究了超高速磁浮列车运行时列车、轨道梁的竖向动力响应,并评估了控制系统的动态性能,给出了考虑桥墩参振影响的多参数动力响应变化规律,可为未来超高速磁浮工程的建设提供技术支撑.

磁悬浮平台直线同步电动机TS型模糊控制的研究

对驱动磁悬浮平台的直线磁悬浮同步电动机(LMSSM)采用基于TS模型的模糊控制。研究LMSSM结构及运行机理,建立LMSSM的数学模型,包括电压方程、推力方程、运动方程。由于LMSSM的数学模型具有不确定性的特征,因此采用TS型模糊控制,选择速度误差e和速度误差的变化率ec作为输入的语言变量,在误差较大时采用灵敏度较高的三角形隶属度函数,在误差趋近于零时采用梯形函数,用函数的线性组合作为该模糊控制器的输出,根据对象的特征提炼出4条模糊控制规则;使用MATLAB对所设计的控制器进行仿真,结果表明,该控制器规则少,控制系统响应速度快,抗扰性能好。

基于降阶观测器的高速磁浮列车无速度传感器控制算法

常导电磁吸引式磁悬浮列车在高速运行时,需要采用无速度传感器控制技术估算列车的速度和位置,以保证磁浮列车的稳定运行。该文以高速磁浮列车所用的长定子直线同步电机为研究对象,针对其双端供电的工作模式,利用降阶观测器理论,实现直线电机的无速度传感器矢量控制。首先,给出长定子直线同步电机的数学模型,并写成状态方程;利用降阶观测器理论设计直线电机的反电势观测器,得到直线电机在估计旋转坐标系下的反电势分量;由反电势分量得到角度偏差,通过PI控制器得到电机角度和速度。最后,在半实物仿真平台上对提出的方案进行验证,实验结果说明该方案是有效的、可行的。

高速磁浮无线通信系统仿真平台开发

为满足模拟高速磁浮系统实现车载和分区运行控制系统大容量无线通信的需求,采用C++语言建立了高速磁浮无线通信系统仿真平台。该平台根据高速磁浮特有的无线通信方式和数据格式,进行了架构设计、UI设计和控制程序实现,最终使得通信延时小于4ms,并且具有节点可配置等功能,为研究高速磁浮无线通信系统对磁浮车辆运行安全的影响建立了基础。

高速磁浮双向主动控制系统模型参数分析

磁浮控制系统是磁浮列车的重要组成部分,是保证磁浮运行的安全性和平稳性的关键部分.本文以PID控制器为研究对象,为了研究磁浮列车中悬浮控制的动态性能与控制参数的变化规律,建立了基于状态反馈的PID磁浮控制系统的数学模型,并通过多体动力学软件SIMPACK联合可视化仿真工具MATLAB/SIMULINK建立了耦合分析模型,进行了多参数的比较分析.系统讨论了单磁铁控制器在不同PID控制参数下,磁浮间隙和磁浮电磁铁加速度等监测控制量的变化曲线,并针对双向受力状态的不同,分别研究了具体工况下高速磁浮的竖向和横向控制性能.研究表明:本文所使用的高速磁浮控制系统模型,具有较强的抗干扰性和鲁棒性,控制性能优秀,其参数分析方法可为未来实际工程的建设提供技术支撑.

中低速磁浮F轨排组装精度控制方法探讨

针对中低速磁浮轨道F轨排的生产组装精度控制的问题,通过深入分析和讨论,结合设计和验收规范以及其他钢轨的生产经验,并经过大量科学的试验最终确定了通过组装平台,利用CP3定位测量、弦线检测法、靠尺检测法等方法控制磁浮轨排的各项组装参数。经长沙磁浮F轨排的加工检验,取得了很好的控制效果,完成了磁浮轨排的组装任务。

面向微细加工的二自由度磁悬浮平台

为消除激光微细加工移动台中的机械摩擦,提出一种由三组子单元共同悬浮驱动的新型磁浮平台.首先,介绍平台结构及其工作原理,三组子单元具有相同的结构,由永磁体和电磁线圈构成;分析线圈对永磁体的作用力,并对磁悬浮平台能够实现稳定悬浮的平面范围进行讨论;其次,建立磁悬浮平台的平面内的动力学模型以及子单元位移与平台位移的变换方程;再者,基于分散控制策略,设计子单元系统相应的模糊PD (proportionalderivative)控制器;最后,搭建实物平台,并对其进行静态悬浮实验、步进响应实验、双轴组合工作实验.结果表明:该磁悬浮平台在±2 mm的平面范围内可忽略竖直方向的运动控制;在静态悬浮时,磁悬浮平台在x方向均方根误差仅为2.95μm,最大跟踪误差为11μm;同时磁悬浮平台具备4 mm的运动行程以及双轴组合工作能力.