High-Speed EMU TCMS Design and LCC Technology Research

This paper introduces the high-speed electrical multiple unit （EMO） life cycle, including the design, manufacturing, testing, and maintenance stages. It also presents the train control and monitoring system （TCMS） software development platform, the TCMS testing and verification bench, the EMU driving simulation platform, and the EMU remote data transmittal and maintenance platform. All these platforms and benches combined together make up the EMU life cycle cost （LCC） system. Each platform facilitates EMU LCC management and is an important part of the system.

HXD3CA型机车TCMS系统地面试验平台构建研究

列车网络控制系统(Train Control and Management System,TCMS)是利用网络技术将机车各控制设备连接在一起,设立主控设备,进行统一控制和信息共享,是机车的信息通信核心。HXD3CA型机车TCMS系统以东芝成熟的列车通信网络技术为基础,结合国际标准的列车通信网络(TCN)开发研制而成。HXD3CA型机车TCMS系统地面试验平台(以下简称TCMS试验平台)用于备品备件测试,岗位员工培训,故障现象再现。本文主要介绍了TCMS试验平台的构建过程和各种模拟器硬件实现方法。

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、肥胖、代谢综合征的病理生理联系及治疗进展

全球范围内超重和肥胖发生率持续上升,阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)的首要危险因素是肥胖,在全世界肥胖人口数量升高的同时,OSAS患病率也不断上调。OSAS与肥胖密切相关,肥胖通过促进气道的可塌陷性等原因导致OSAS,OSAS通过睡眠减少、食欲亢进等机制加重肥胖。肥胖极易引发代谢综合征(MS),OSAS对于MS具有促发效应,逆转肥胖可能是打破这一恶性循环的关键。对于OSAS,主要的传统疗法为无创呼吸机持续正压通气治疗,此疗法虽然可使OSAS患者睡眠时的缺氧问题及呼吸暂停症状得到改善,但并不能改善患者的代谢状态。目前,对于OSAS治疗的最新进展包括运动、饮食控制等生活方式的干预,使用一些新上市的减肥药物及中药和中医点穴,同时使用设计的唱歌训练法等方式,以及目前仍处于研究阶段的棕色脂肪、基因靶向治疗等,这些新进展的发现可能是改善OSAS合并MS及肥胖患者预后的有效手段。

基于压缩感知的车地传输数据压缩算法研究

动车组车地无线传输受限于移动网络带宽限制,数据传输间隔较长,无法准确反映车载系统运行状态,提出了一种基于压缩感知的车地传输数据压缩算法,能够在地面高精度地还原车载原始数据的同时,大幅压缩车地传输数据量,提高了车地带宽利用率,为动车组运行监测和故障应急指挥提供了更详实的数据支撑。

基于通信网络的列车控制系统

自动组网(初运行)是列车控制与管理系统(TCMS)的重要特征,通过初运行,确定列车通信网络(TCN)内的节点组成、节点之间的顺序、总线主以及各个节点相对总线主的朝向,这是TCMS对列车进行控制与管理的基础。对于基于无线通信的TCMS,由于无线列车骨干网(WLTB)的网络节点之间没有通信线缆的物理连接,以传统的方式实现自动初运行十分困难,因此实际工程中采用人工设置参数的方式来组网。同样,在虚拟联挂(VC)系统中,多列列车通过WLTB组成列车编队,也存在动态自动组网的问题。在VC系统中,由于跟随列车处于自动驾驶模式,通过人工设置参数来组网的方式也不可行。文章分析了TCN、WLTB的初运行和VC列车编队/解编,探讨了基于无线通信的列车编组初运行或编队动态组网问题的实质与根源,提出通过引入一个更大的网络系统、融合TCMS和信号系统来解决自动组网问题的方法,基于列车控制的视角给出了面向列车全自动运行的基于通信网络的列车控制(NBTC)系统自动组网方法、分层次功能和系统架构,并提出了与NBTC相关的研究方向。

CTCS3-300H型列控车载设备状态在线监测与智能分析系统开发与应用

针对CTCS3-300H型列控车载设备(简称:列控车载设备)各单元运行日志数据分散存储、数据转储下载接口多、数据分析工作繁琐耗时的问题,根据列控车载设备结构特点,设计了列控车载设备状态在线监测及智能分析系统。该系统统一了列控车载设备各单元的日志数据采集与传输接口,借助既有的车地无线传输通道,设计了灵活、务实的车地数据传输方案,实现了用于列控车载设备状态在线监测的事件通告报文的实时传输,提供故障日志自动下载、手动按需下载两种日志数据无线下载方式,在满足列控车载设备状态在线监测和故障分析需要的前提下,最大限度地减少车地数据传输量。通过有效利用列控车载设备日志数据进行智能分析,能够快速、准确定位故障原因,实现故障自动报警并给出处置建议,提高了列控车载设备故障应急处置和维护效率,为动车组安全运行提供强有力的技术保障。

智能高速动车组关键技术现状及展望

“复兴号”智能动车组作为动车组典型代表,构建以牵引、制动、网络、安全监测等关键技术为支撑,智能控制、智能运维、智能监控、节能环保为特征的动车组智能技术体系,持续引领国际高速列车技术发展趋势。下一代智能动车组,将以自主感知、自运行、自监控、自诊断、自决策、自保护为目标,开展智能感知、智能行车、智能控制、智能监测、智能诊断、智能服务、智能运维等关键技术研究,为智能高速铁路2.0建设提供技术支撑。

基于趋势分析BTM和应答器运用状态研究

BTM和应答器设备是列车运行控制系统的重要设备,随着高铁运营时间的增长、运营里程和动车组保有量的不断增加,车载BTM设备和地面应答器组,不可避免的会出现不同程度的运用状态下降,影响列车运输效率及行车安全。本文通过列控车载BTM设备运用数据,采用趋势分析和大数据统计对比的分析方法,结合设备检修维护以及故障排查结果,构建设备运用状态趋势分析模型,对车载BTM设备和地面应答器设备的运用状态趋势进行分析,动态评估设备运用状态,在设备故障前发出预警提示,及时检修维护,降低设备发生故障的风险,为电务设备从故障修转向预防修提供可靠保障。

基于监测数据的ATP车载电台健康状态评估算法研究

在列车运行过程中,ATP车载电台运用不稳定会引起车地无线通信超时,导致CTCS-3级列控系统降级,影响列车运行效率。针对此类问题,通过研究电台多种常见故障及特征,设计一套用于ATP车载电台健康状态评估的算法。以接口监测数据、基站空口监测数据和车载空口监测数据为基础,通过学习与迭代,建立表征电台健康状态的模型作为评分基准;通过对比电台相关特征值与模型基准值,对各个电台进行健康状态评估。经验证,该算法可准确描述车载电台的健康状态,供运维人员对健康状态差的电台提前处理,从而实现电台故障的事前预防,对降低CTCS-3级列控系统无线通信超时概率、保障列车安全运行、提高铁路运维水平等具有重要意义。

CBTC系统WLAN车地无线通信网络在线监测关键技术及应用

目前国内大部分城市轨道交通车地无线通信系统仍采用IEEE 802.11 b/g协议,工作在2.4 GHz ISM开放频段,车地通信故障易造成列车紧急停车等情况。针对目前车地无线通信监测完整性和实用性不足、全链条监测手段缺乏等问题,结合无线通信系统范围广、场景多、故障现象迷惑性强等特点,融合无线场强采集、数据流监听、无线图谱定位、贝叶斯网络故障等定位技术,利用软硬件结合的方式构建全链条车地无线智能分析监测系统。采用射频处理单元+运行处理单元软硬件分离的架构模式设计无线监测终端,采用C/S架构和人工智能技术设计车地无线智能分析监测系统,实现从车载到轨旁无线场强、漫游切换、多信道监测等智能分析功能。该系统已在北京地铁亦庄线、昌平线、10号线等多条线路上应用,运用效果良好,满足现场无线监测需求,大幅提升了车地无线通信监测能力及应急处置响应效率,对保障列车运营安全具有重要意义。

基于TCMS的列车辅助变流器启动及复位方法研究

为了解决在中压电源并网启动控制过程中,因辅助变流器启动逻辑误判而出现的启动失效和正常设备被列车控制管理系统隔离的问题,设计一种先期前置清零和后期备份的故障排除方法,该控制策略可有效地避免不必要的中压减载,显著提高列车中压供电系统的可靠性及旅客乘车的舒适度,保证辅助变流器启动逻辑循环的流畅性。该方法经地面联调平台仿真验证和车辆现场试验验证,效果良好。

基于TCMS的列车智能化研究

针对基于列车网络控制系统(TCMS)的列车智能化研究,本文给出了TCMS智能系统框架,介绍了TCMS数据发送、数据传输单元(DTU)的数据传输、车辆段服务器数据接收和上位机软件开发,实现了TCMS系统对车载子系统设备状态的远程监控,达到了通信的良好性能。

北京地铁3号线一期项目列车控制及监控系统概述

随着国内城市轨道项目的飞速发展,作为列车“中枢神经系统”的列车控制及监控系统(TCMS)技术也得到了较大的提升。北京地铁3号线一期项目列车控制及监控系统基于工业以太网,采用列车实时数据传输协议(TRDP)进行数据通信,提高了数据传输的速率,满足了列车数据传输的数据量大、速度高的项目需求,同时该项目实现了与不同厂家TCMS系统之间的互联互通。本文主要包括系统概述、TCMS网络拓扑结构及冗余性分析、互联互通的实现和安全信息传输等内容,为后续基于以太网的地铁车辆列车控制及监控系统的设计与应用积累经验。

基于CTCS-2级常态灭灯区段的动车组列车ATP故障后控车模式选择研究

动车组列车ATP设备故障后应转为ATP部分监控模式还是转为LKJ控车模式,是一个亟需解决的工程技术问题。基于CTCS-2级常态灭灯区段,阐述目前在列控车载设备故障重启后控车模式选择方面存在的问题,明确两种控车模式的作业环节及流程,将运输效率和运营安全指标进行量化,分析两种控车模式对行车效率的影响,以长大坡道过电分相为约束分析控车模式运行安全情况,最后给出CTCS-2级常态灭灯区段动车组ATP故障重启后选用何种控车模式的针对性建议。研究结果表明,ATP部分监控模式在大部分情况下运输效率更高,约占全部计算场景的70%以上;当线路坡度小于11‰时,两种控车模式的安全性基本一致,坡度超过11‰时应选择LKJ控车模式。相关结论可为调度应急处置决策提供参考和支持。

安全监督在信号集中监测系统上的应用

结合列控安全信息监督实际需求,介绍列控安全信息监督的层级结构及其安全信息监督分析、预报警管理、相关安全信息展示等主要功能。简述动态时间规整、数据处理融合等关键技术方法,对列控安全信息监督的应用场景及效果进行展示。并基于现有技术特点展望列控安全信息监督在集中监测系统中的应用发展方向。

速度400 km/h高速动车组网络系统实时以太网技术应用研究

速度400 km/h高速动车组的研制始于2017年,其网络控制系统基于以太网技术搭建。文中阐述了400 km/h高速动车组网络系统的基本原理及实时以太网技术的应用研究,并对比以往动车组网络系统总线技术分析了实时以太网技术应用的优势所在。

北京地铁10号线列车控制及监控系统改造升级

针对北京地铁10号线列车控制及监控系统存在故障响应周期长、替换备件价格高等问题,提出改造方案,减少对进口设备和备件的依赖,降低替换备件的价格,从而降低车辆运营成本。提高国内企业在列车控制及监控系统领域的技术掌握程度,降低对外依赖,提高自主创新能力。设计了MVB总线的国产化方案,通过该总线实现列车网络通信。MVB总线的电气接口为电介质距离(EMD),传输速率为1.5 Mbit/s。在保证原车接口基本一致的情况下,开展了定制化设计,其主要优势为具有VCU冗余功能、RIOM关键点采集冗余功能、根据运营人员需求进行功能优化、车地无线传输装置、使用MVB线路增加稳定性、中继器冗余设计、车地无线和TCMS一体化。

以太网控车模式中高速动车组列车网络控制与制动系统接口分析

以太网控车技术因高带宽、低成本的优点成为了列车网络控制系统的发展热点。文中介绍了以太网控车模式高速动车组列车网络控制系统与制动系统的硬件架构和软件架构。介绍了列车网络控制系统与制动系统接口功能原理及控制流程图,包含控制指令,比如紧急制动请求指令和状态监视,保持制动和停放制动的监视。分析了以太网控车模式下通信异常的3种工况和处理逻辑,提出以太网控车的多项优势。

高铁列控中心设备远程监测及智能诊断系统研究

为了提高现场列控中心设备故障处理和原因分析的自动化水平和效率,研发了高铁列控中心设备远程监测及智能诊断系统。软件采用B/S架构和C/S架构联合开发模式并进行分布式部署,利用专用传输通道将各站列控中心信息汇集,实现对各站点列控中心设备运行状态的远程监测;采用多源数据集成技术,实现基础数据、运维数据、历史数据等显示、存储和管理;采用BIM技术,实现设备及其运行状态的直观显示;通过大数据分析技术,对设备健康状态进行实时监测,做到故障早发现、早诊断、早处理;采用智能诊断专家系统,智能分析故障原因,指导维护人员处理故障,缩短故障延时。详细介绍了该系统的结构组成、工作原理、实现功能和关键技术,通过现场实际运用,验证了其远程监测和智能诊断功能的有效性。

朔黄铁路机车同步操控无线通信监测技术研究

机车同步操控是朔黄铁路LTE-R网络承载的核心业务之一,网络的可靠性直接影响重载铁路的运输秩序和运输安全。针对目前机车同步操控业务通信故障诊断分析及时性和准确性存在的不足,提出了适用于朔黄铁路的同步操控无线通信监测技术,通过采集LTE-R接口监测系统、路测设备、LTE-R网管与同步操控地面应用节点的数据,全量监测主控机车和从控机车通信全过程,综合分析网络负荷、无线质量、通信异常事件和设备因素,提取通信过程中的关键特征,使用二叉决策树动态诊断分析同步操控业务潜在风险和通信故障。研究结果表明:机车同步操控无线通信监测系统实现了全线150对列车同步操控车载通信单元的监测和故障分析,可以减少传统人工分析的负担,提高了LTE-R网络和同步操控系统的运用质量。