城轨智慧车站管控平台方案研究与设计

城市轨道交通发展趋于网络化运营模式,车站运营管理提升面临新的挑战。既有智慧车站相关研究成果在车站的整体性和协同性方面存在不足。根据运营组织架构,分析了车站运行管控与客运服务的业务需求,从符合网络化运营发展的角度,研究“线网+车站”双层级的城轨智慧车站管控平台设计方案。首先,围绕车站运营管理、客运服务、设备维修3个维度,通过调用线网调度中心、客服热线中心和设备维修中心业务资源,以及与航站楼、高速铁路车站等综合交通枢纽信息互通,实现了车站管控的整体性和协同性;依托智能视频和数字建模技术,增强客运服务和车站运行监测手段;最后,研究移动站务管理与车站场景模式,实现车站运营管理能力与事件响应能力的显著提升。

高速铁路牵引供电系统短路故障牵引变压器后备保护越级跳闸分析

通过对高速铁路牵引供电系统短路故障引起的牵引变压器后备保护越级跳闸进行深度挖掘与详细分析,重现了越级跳闸的全过程,探讨了馈线保护“盲区”的机理,找出越级跳闸的真实原因,提出了解决此类故障的方案,同时也可以看出在实际的工程应用中定值匹配设计的不足。文中的研究内容为定值设计及运营管理提供一种分析思路,为牵引供电系统故障机理分析提供重要的技术支撑,具有重要的工程应用价值。

受电弓—接触网受流试验方法标准研究

文中梳理了国内外受电弓—接触网受流试验的标准,包括试验方法标准和评价标准。分析了BS EN 50317在标准体系中的重要地位。深入分析了BS EN 50317的技术条款,对受电弓空气动力、总平均抬升力、弓网接触力、位移、燃弧等相关检测方法进行了深入分析,对试验中的关键项点和需要关注的问题进行了阐述说明并对相关指标的检测技术做了简单介绍。

动车组车体断面气动外形优化研究

动车组横截面外形与其横风空气动力学性能息息相关,是影响动车组横风效应的关键因素。为了实现动车组横截面的气动外形优化,文中采用一套高效的气动外形优化策略对某型动车组横截面进行优化研究。首先,通过求解N-S方程得到强横风条件下列车周围的流场信息,利用遗传算法寻求全局最优解,利用任意几何变形技术直接改变截面形状和网格,节省重构网格的时间。将三者结合起来,显著地提升了优化效率,极大地节省了优化的时间。其次,优化结束后再对设计空间中的设计点进行统计分析,得到设计变量与优化目标的相关性,得到影响优化效果的关键设计变量,并对其使用Kriging代理模型进行响应面分析,得到关键设计变量与优化目标之间的非线性关系。研究结果可以为动车组在横风条件下的气动外形设计提供一定的技术指导。

复兴号动车组抖车晃车振动机理及自动识别与应用方案研究

部分动车组在线路运行时会偶发车体非正常振动现象,严重影响了旅客乘坐舒适性,复兴号动车组装有平稳性监测系统,但未能区别车体振动类型,监测到异常振动后无法指导现场进行检查维修。为提高旅客乘坐舒适性,指导动车组对车体异常振动进行检修与维护,提出了抖车晃车的概念并根据其振动特征,给出了抖车晃车自动识别方法;结合大样本数据得到了动车组抖车晃车预警/报警机制和限值。同时利用异常振动数据给出了抖车晃车产生机理和应用处置方案。最后根据车线故障划分的判断方法,通过WTDS系统与EMIS系统相结合,建立了抖车晃车地图,可根据不同报警情况并结合车轮旋修等运用数据,实现抖车晃车故障的自动识别和故障检修策略推送。

大功率制动盘紧固连接设计及拧紧技术研究

为了提升高速列车制动盘螺栓预紧力的准确性和一致性,研究了高速动车组轮装制动盘的紧固原理,以VDI2230高强度螺栓连接理论为基础,建立了适用于轮装制动盘的紧固连接计算模型,明确了紧固螺栓的目标预紧力;通过扭拉试验,研究了紧固件的扭拉特性和初步的扭矩—转角工艺参数,提出了以试验为基础的工艺参数修正方法;通过工厂组装试验,确定了最终的扭矩—转角法工艺参数及监控扭矩,验证了工艺参数的适用性。该研究成果,形成了以紧固连接计算结果为依据,以扭拉试验结果为基础的螺纹紧固件扭矩—转角法组装工艺开发流程,对实际工程应用具有一定的指导意义。

高速动车组制动控制装置箱体结构优化研究

随着动车组列车智能化、高速化进程的不断推进,对车下安装设备提出了更为严格的紧凑化和轻量化的要求。文中以高速动车组制动控制装置箱体为研究对象,通过采用有限元分析的方法对开发过程的设计方案进行分析对比,分析结果表明新型结构的制动控制装置箱体不仅具有较好的强度、刚度及焊接性能,强度安全系数满足标准,同时还能够有效地减轻质量、减少安装占用体积。

动车组高压设备箱新技术应用可行性研究

动车组高压设备箱是动车组高压系统中的核心设备之一,其性能直接关系到动车组的安全运营。主要高压电器部件密闭于箱式气体绝缘金属封闭开关设备(C-GIS)高压设备箱内,其内部充SF6气体,减小高压部件的电气间隙,达到高压设备箱小型化的目的,使动车组高压系统的环境适应能力大大增强,满足更加紧凑、绝缘强度更高的需求。文中主要研究新技术方案的可行性并对其进行风险分析。

动车组高压电气回路智能监控系统研究

文中提出了一种动车组高压系统电气回路智能监控方案,试制了一套动车组高压电气系统智能型监控保护平台,并进行了实际装车试验。通过实测数据可知,动车组高压电气回路智能监控平台系统功能准确、动作可靠,通过对实测数据深入分析与研究,为日后动车组及电力机车维护、故障快速定位及高压事故溯源分析提供重要的技术依据,同时验证了此方案的有效性。

铁路客车故障预测与健康管理(PHM)系统

介绍了铁路客车故障预测与健康管理系统应用意义,并从架构、功能方面介绍了系统的设计与实现。该系统依托TCDS地面专家系统,将监测对象故障分为快变故障诊断和慢变隐患预警,以数据驱动分析故障演变过程,为客车运用维修、系统设计提供指导,以安全性、经济性、可靠性为目标,推动轨道交通健康状态的全寿命周期闭环管理。并以轮对动平衡状态评估案例介绍了系统应用过程。

磁轨制动器吸力特性研究

利用Flux电磁仿真软件建立某高悬挂磁轨制动器有限元模型,研究不同励磁电流大小对磁轨制动器电磁吸力特性的影响,并通过磁轨制动吸力试验台进行吸力试验,试验结果与仿真结果对比相差很小,验证了仿真结果的准确性。仿真和试验结果表明,磁轨制动器的吸力随励磁电流增加而增加,但增加速率逐渐减小。

日本转向架技术新发展

转向架是铁道车辆的核心部件之一,其性能决定着铁道车辆的运行稳定性和舒适性。转向架在兼顾横向稳定性和小曲线通过能力的同时,还需要保证其结构的可靠性和可维护性。不同的能力需求往往对转向架结构和参数的要求是矛盾的。近年来,日本在新型转向架的开发方面持续进行了一系列探索,通过引入控制技术或结构优化来提升转向架的综合性能,开发应用于不同场合的新型转向架,文中对其近年来取得的进展进行综述。

一种针对无键相铁道车辆的旋转部件阶次跟踪方法

针对车轮、轴承等旋转部件故障特征信号在车轮转频不断变化下非平稳的特点,以及我国部分车型无法提供车轮转速键相信号接口的实际情况,利用列车网中周期发送的列车运行速度对振动信号的瞬时频率进行有约束的峰值提取以实现转速估计,运用得出的转速对振动信号进行等角度间隔重采样,以消除转频不断变化下故障特征非平稳带来的影响。通过对多段重采样后数据进行角度域同步平均,进一步消除与转速不相关的振动信号和随机噪声的干扰。最后利用旋转部件故障试验台设计了验证试验,结果表明经该方法处理后的阶比谱与传统键相触发阶次跟踪阶比谱平均误差小于5%,一致性较强,能够避免旋转部件变转速运动下常规频域分析中出现的“频率模糊”现象。