城市轨道交通车辆减重节能技术

[目的]由于城市轨道交通(以下简称“城轨”)车辆新增的全自动驾驶技术、高冗余性技术等均在不同程度上增加了车载设备的数量,导致城轨车辆的质量越来越大,且由于城轨车辆的总体运量较大,导致其总体耗电量也维持在一个较高的水平。因此,需对城轨车辆的减重节能技术进行研究。[方法]分别介绍了车体、牵引系统及辅助电源系统、转向架及制动系统、空调系统及车门系统、车钩及贯通道、车辆内装及客室设备的减重措施;分别介绍了牵引系统及辅助电源系统、空调系统和照明系统的节能措施。[结果及结论]可采用的减重措施主要有:车体采用全铝结构;牵引系统采用永磁同步电动机;辅助电源系统采用高频辅助逆变器;充电机采用高频软开关设计;转向架采用轻量化设计;制动系统采用模块化设计;内装及客室设备采用新型材料。可采用的节能措施主要有:牵引系统采用永磁同步电动机;辅助电源系统采用高频拓扑结构;空调系统采用变频技术;照明系统采用OLED(有机发光二极管)光源。应用所介绍的减重及节能措施,基本能够达到车辆整体减重10%以上、节能10%以上的目标。

城市轨道交通信号灯显示识别系统实验研究

对城市轨道交通信号灯显示状态的准确识别是保障城市轨道交通系统安全运营的重要措施。现有城市轨道交通信号灯状态的识别依赖于列车驾驶员目视观察,在恶劣天气与驾驶员身心疲惫等主客观因素共同作用下,易出现信号灯状态识别问题进而导致安全事故。为此设计构建了一套基于机器视觉原理,可有效识别5~200 m轨旁信号灯显示状态的识别系统,并在此系统上实现了一种基于图像处理技术的轨旁信号灯识别方法。通过现场实验结合多场景虚拟检测,结果表明:该方法可以有效识别城市轨道交通轨旁信号灯的显示状态,识别准确率最高可达95.4%,可满足城市轨道交通对信号灯状态识别性能与安全性的要求。

市域(郊)铁路与“地铁和轻轨”初期运营前安全评估规范性依据的差异化研究

城市轨道交通初期运营前安全评估是国家相关规范的强制要求,但是GB/T 42334.1-2023《城市轨道交通运营安全评估规范》系列只有3个部分,包括地铁和轻轨、单轨、有轨电车,因此还亟待补充市域(郊)铁路安全评估的相关规范。文章以滁州至南京城际铁路(滁州段)初期运营前安全评估为例,依据中华人民共和国交通运输部发布的《城市轨道交通初期运营前安全评估规范》(交办运[2023]56号),并结合项目各系统设计参数,借鉴国内先发城市的优秀做法,在参考“地铁和轻轨”运营前安全评估规范基础上,全面梳理出差异部分,通过专家评审,形成专题报告,经相关部门批复,作为项目初期运营前安全评估的依据,暂时填补国内市域(郊)铁路在初期运营前安全评估依据方面的空白。

城市轨道交通地下区间照明参数化设计方案探讨

讨论城市轨道交通地下区间照明的参数化设计方案,提出通过将地下区间照明的输入资料、设计方案进行参数化。提出城轨地下区间照明的输入资料参数化的思路,讨论区间设备间距的计算方法,分析设计方案的具体参数化计算方法、计算步骤以及能够输出的结果,并研究在输入条件发生不同变化时的快速修改方法。参数化的区间照明设计能够结合输入资料、设计原则快速输出设计成果,实现设计结果的快速校验、统计和修改工作。

轨道交通直流照明系统研究综述

轨道交通照明直流供电因具有供电效率高、安全性以及经济性良好等优点而正替代交流供电,是目前研究的热点和重点,为此对轨道交通低压直流照明系统包含的多个方面进行论述。针对轨道交通低压直流照明系统各部分在实际应用中存在的优缺点,从直流照明系统的运行可靠性、照明驱动电路、整流方案、接口类型,以及电气保护设备等方面进行多角度全面的论述,并结合实际工程提出相应的改进方案,对未来轨道交通直流照明系统在完善系统标准体系、建立高可信度故障诊断模型,以及健康状态评估方面提供新的研究方向。

基于直流配电与控制的城市轨道交通照明设计与应用

苏州轨道交通5号线正线采用基于直流配电与控制的智能照明系统,用直流为LED灯具供电。阐述采用直流供电的背景原因及应用方案,将高频开关可控整流电源模块作为直流电源,选用IT接地系统。根据整流电源模块的输出特性,制定一种基于曼彻斯特编码规则的调光协议,通过直流低频载波通信方式进行指令传输,对灯具进行控制。提出一种以小容量整流电源模块为电源的配电系统短路故障保护方式。通过分析直流电对线缆绝缘空间电荷的影响,表明低压直流配电选用常规交流线缆产品可满足线缆绝缘安全的要求。在地面站阳澄湖南站的屋顶设置一套小容量分布式光伏发电系统,将直流并网至车站直流照明微电网,实现多端口再生能源接入系统应用。苏州地铁5号线已于2021年6月通车运行,目前直流照明系统运行平稳。

城轨地铁车辆的照明系统通用控制方案

依据城轨地铁车辆照明系统的主要设备组成、电气接口及其控制方案,在整合既有城轨地铁车辆照明系统设计经验和应用情况的基础上,结合系列化中国标准地铁列车研制及试验项目统型,提出了一种广泛适用于城轨地铁车辆的较为通用的列车照明系统控制方案,从供电、控制逻辑和故障反馈3个方面分别对客室照明和外部照明设备进行了分析和论述。系统的整体配置和控制方法具备通用性,仅需针对不同运营需求对控制逻辑相应进行适应性调整。可以广泛适用于常规普通地铁车辆和全自动无人驾驶车辆,为城轨地铁车辆项目的照明系统设计提供参考借鉴。

城市轻轨槽型梁温度效应及裂缝分析

以城市轻轨槽型梁为研究对象,采用精细化有限元方法研究温度效应及裂缝成因对槽型梁力学性能的影响,结果表明:竖向温度梯度对槽型梁竖向位移、纵向应力、横向应力均有较大影响,设计中不能忽略;系统温差只引起槽型梁变形,不引起应力,横向位移和纵向位移都是随着系统温差的增大而线性增加;普通钢筋可以抑制裂缝的发展,进行非线性分析时,除考虑材料非线性,还必须建立含普通钢筋的精细化模型,在预应力张拉后,锚固端裂缝分布最多,施工时可以在1/8跨径范围内采取补强措施来避免预应力张拉产生的裂缝。

城市轻轨预应力混凝土轨道梁徐变性能试验研究

通过4根1∶5城市轻轨预应力混凝土轨道梁模型的500 d长期试验,对其时随性能进行较系统的研究与分析,重点考察混凝土种类、截面上下缘应力差等因素对轨道梁徐变变形、徐变应变、截面曲率、钢筋应力及预应力筋应变等的影响。基于龄期调整有效模量法,编制步进法时随有限元分析程序,实现轨道梁徐变变形的时随全过程分析。应用该程序对本文试验结果进行模拟分析,计算值与试验结果吻合良好。在试验研究、时随全过程分析及美国规范ACI 318—02的基础上,提出综合考虑混凝土种类、预应力筋张拉方式、钢筋配筋率及截面上下缘应力差的城市轻轨轨道梁徐变变形设计建议。研究成果为我国城市轻轨预应力混凝土轨道梁的工程设计与应用及有关规范的编制提供了依据和参考。

津滨轻轨高架桥总体设计

全面介绍津滨轻轨工程高架桥的设计情况 ,常规梁跨采用 3 2 5m预应力混凝土连续箱梁 ,节点桥除3 0～ 40m主跨连续梁外尚有异形箱梁、框架墩桥、5 0m简支结合梁及中跨连续刚构桥等 ;同时对津滨轻轨高架桥桥型选定、快速施工、徐变及软基沉降控制、框架墩、结合梁。

城市轻轨钢-混凝土组合梁施工阶段的受力性能

为了研究城市轻轨轨道交通钢-混凝土组合梁在施工阶段的受力性能,以城市轻轨中实际采用的钢-混凝土组合梁为原型,按截面刚度和应力相似的原则,设计4根1:5钢-混凝土组合梁模型,对其在为期90 d的施工阶段中的受力性能进行试验研究,在试验基础上提出组合梁在施工中跨中变形的设计建议。研究结果表明:施加预应力对组合梁的附加变形有一定的影响,且有效预应力越高,组合梁的跨中附加变形越小;采用高性能混凝土可以明显减小组合梁的跨中附加变形。研究成果可为城市轻轨钢混凝土组合梁的设计和施工阶段变形控制提供技术依据和参考。

铁路转换为城市轨道交通的可行性分析——以西班牙的经验为例

城市中的铁路系统通常被认为是城市发展的障碍,废弃铁路也往往难以继续发挥作用。由于新建轨道交通系统成本高昂,我国很多城市提出利用既有铁路将其改造成为城市轨道交通的设想,但大都缺乏实践的先例和深入的可行性研究。本文利用西班牙较为成功地将城市中的铁路改造为城市轨道交通的实例,提出在制度、实施和技术层面的相应借鉴。

我国地铁、轻轨信号系统的现状及国产化研究

首先对我国主要大城市地铁、轻轨的信号系统进行了介绍 ,并分析了其中存在的问题 ,然后就设备国产化的途径进行了探讨。

深圳城市轨道交通照明系统的标准化

为了城市轨道交通照明系统设计的简化和运营后期维护与管理的方便,本文提出对城市轨道交通照明系统进行标准化研究。通过对广东深圳典型地铁照明系统标准化应用情况的分析,我们认为通过对照明系统设计、产品和维护的标准化,城市轨道交通可以节省运营维护与管理的成本,提高运营服务水平。

城市轨道交通全直流照明系统设计探讨

针对目前LED照明灯具内置整流器存在效率低、谐波含量高、电解电容易损坏的缺点,讨论在城市轨道交通中使用全直流照明系统的可行性。结合城市轨道交通的特点,直流照明系统的电压建议为220 V,通过验算末端电压损失,证明更低电压虽然安全性更好,但难以满足轨道交通的实际需求。有两种可行的整流方案,一种是在变电所集中整流,另一种是分散整流,对这两种方案的用房和造价进行对比分析,研究认为基于当前的现状考虑,配电室及应急照明电源室分散整流方案是一种比较好的过渡方案,此方案被接受后,再过渡到变电所内集中整流方案。

津滨轻轨预应力混凝土连续刚构桥抗震分析

介绍津滨轻轨预应力混凝土连续刚构桥的抗震设计情况 ,分别采用反应谱和时程分析方法研究地震反应 ,提出设计建议 。

重庆轻轨票价方案研究

从理论上分析了影响重庆轻轨票价的主要因素,提出用拉姆齐(Ramsey)定价模型和“高峰负荷定价法”确定介于边际成本和盈亏平衡之间的最优票价。同时运用计量经济学的方法对轻轨价格需求弹性系数和运营成本做了近似估计,并为重庆轻轨制定出分段计程制票价方案。

现代化城市的轻轨快速交通

轻轨快速交通是一种新的城市交通模式,是以现代化程度较高的有轨电车和隔离程度较完善的线路为基础构成的.“轻轨”一词在这里并无重量上的含义.不能认为轻轨系统的运能总远不及地铁.它仅在与地铁相比时,涉及的某些设备的确可“轻”些——可降低些要求.轻轨车为了能够深入市区,结构上必然要采取某些特殊措施,主要是车体的铰接化以及转向架具有小得多的轴距、轮径和轴重.轻轨快速交通既能从众多方面适应现代化城市的需要,而且即使在欠发达国家的某些大城市也能享用得起.鉴于我国有不少大城市都渴望能有运能较高的公共交通系统,城市轻轨快速交通的发展在我国是大有前途的.

城市轨道交通弱电综合连续不间断电源(UPS)研究

对城市轨道交通内各弱电系统连续不间断电源(UPS)的使用情况进行分析。提出弱电综合UPS整合的系统方案及优化建议。采用弱电综合UPS集中供电,在系统投资、维护管理、节约资源等方面具有明显优势。

SUS301L系列不锈钢在轻量化城轨车辆车体上的应用

在综合分析SUS301L系列不锈钢主要特性的基础上,提出城轨车辆车体的选材思路与原则,并结合城轨车辆的车体结构特点和静强度仿真结果,完成某B型轻量化不锈钢车体中主要零部件在该系列不锈钢材料中的选用。