基于5G公网技术的智能轨道快运系统用综合无线通信系统设计

目前智能轨道快运系统(autonomous-rail rapid transit,ART)用综合无线通信系统一般采用4G公网技术,难以满足与日俱增的高清视频监控、高清媒体节目等大带宽、低时延数据应用需求。为此,文章根据ART项目实际应用需求,基于5G技术路线分析,设计了一种基于5G公网技术的综合无线通信系统承载方案。其通过把多接入边缘计算下沉到ART运行控制中心,对语音集群调度进行二次开发,在保证大带宽的同时达到了低时延,实现了ART运行控制系统、语音集群调度、乘客信息系统、车载视频监控等系统数据的综合承载。该方案在工程项目中已得到应用验证,结果显示,目前5G SA模式综合覆盖率为99.53%,ART沿线无线信号可满足项目要求,为ART的智能升级提供了参考和借鉴。

人机工程在多编组铰接电车驾驶室设计中的应用

介绍多编组铰接电车的虚拟轨迹跟随控制功能,分析人机工程在驾驶室设计中的相关应用,为后续同类产品的设计提供参考。

智轨电车电机泵控液压转向系统伺服控制研究

转向系统作为智轨电车核心组成部分,主要用于智轨电车的多轴协同转向,实现无轨导向及轨迹跟随。为满足智轨电车转向系统响应的快速性、准确性和稳定性等动态特性要求,文章提出了一种针对智轨电车电机泵控液压转向系统的滑模变结构-模糊自适应混合伺服控制方法。该方法建立了智轨电车电机泵控液压转向系统仿真模型,基于空间矢量控制(SVPWM)技术,探究了永磁同步电机电流环、速度环、位置环三闭环控制策略。为改善控制性能,提出了电流环滑模控制,解决了电流易受干扰的问题;同时,提出了速度环和位置环的模糊自适应控制,解决了电机泵控转向外负载变化影响系统响应性能的问题。仿真试验结果表明,采用三闭环滑模变结构-模糊自适应混合伺服控制方法,智轨电车电机泵控转向系统转向响应时间小于1.5 s,转向精度小于0.2°,具有较佳的动态响应特性。

一种智轨电车电液转向系统半实物仿真测试平台研究

针对智轨车辆电液转向系统试验资源紧张、现场调试困难等难题,文章开发了一套基于电液转向系统数学模型的半实物仿真平台。文章建立了电液转向系统执行部件的数学模型,结合多轴转向系统实际电子控制单元,构成硬件在环的半实物仿真测试平台,并基于该平台,完成了对智轨电车电液转向系统试验验证与仿真研究。验证结果表明,该半实物仿真平台为智轨电车电液转向系统研发与调试提供了高效便捷的平台。

智轨电车无线充电系统研究与应用

随着智轨电车在国内的不断推广,智轨电车对充电的需求也变得更多样化。智轨电车现有的充电方式为首末站静态充电,该方式需要车辆停车并占用一定的场地。为了给智轨电车提供更多元的充电方式,减少停车充电的时间,提出了一种线路/站台式的无线充电系统。分析了该系统的组成、工作原理与充电过程,并在工程试验线路中得到应用验证,实现了智轨电车的线路/站台式的无线充电方式。

智轨电车网络控制系统调试方法设计与应用

本文设计智轨电车网络控制系统调试方法并应用于宜宾T4线项目。线上工作对子系统变化点识别及协议梳理,完成初版程序及配置文件发布。线下调试首先网络控制系统通信调试,然后对子系统功能调试及问题排查,最后进行故障清单和事件记录梳理。实践表明该方法条理清晰,能快速定位排查现场问题,可为今后调试任务优化提供借鉴。

多铰接电车受电弓弹簧片裂纹原因分析与改进

弓式充电方式作为一种快速充电技术在纯电动公交车、储能式有轨电车以及多铰接胶轮无轨电车上均有广泛的运用,其中卧式充电弓作为集电装置是该充电技术的核心设备。针对智轨受电弓弹簧片开裂的案例,采用交叉试验的方式对故障进行重现并分析,说明结构设计以及安装操作对弹簧片使用寿命的影响。对改良方法进行探索和验证,以期为该类型集电装置的设计、运用、维护保养提供参考。

智轨电车纵向智能控制算法研究与应用

针对智轨电车智能驾驶需求,文章提出一种基于驾驶员行为习惯模型的纵向智能控制算法,其首先分析了智轨电车的运营场景与环境,并基于多传感器感知融合技术来保障列车周边环境360o无盲区障碍物识别与列车高精定位功能;通过引入状态机设计模式与模拟驾驶员行为特性设计思想,进行智轨电车纵向智能控制多模式划分,设计了纵向智能控制策略与算法,实现了列车自主跟车、自动通过红绿灯路口、弯道自动减速以及站点高精对标停车等智能驾驶控制功能。仿真测试结果表明,采用所开发的纵向智能控制算法,车辆能稳定跟随前车起步、加减速与停车,并能实现弯道自动减速和自动通过交通灯路口,且跟车过程中速度控制精度稳定在±1 km/h以内、冲击率小于0.75 m/s^(3),进站对标停车误差小于±0.21 m,有效降低了司机驾驶工作强度,提高了列车运行舒适性与运营效率。

智轨电车金属部件电偶腐蚀及防护研究

智轨电车金属部件的腐蚀,会严重影响其性能和寿命。该文主要介绍了电偶腐蚀的基本原理及影响因素,分析了智轨电车上的电偶腐蚀对,从电偶腐蚀的影响因素及已有的电偶腐蚀防护措施出发,提出了从优化结构、异种金属表面处理、优化搭铁组件、避免安装支架与紧固件的异种金属选择等措施,为智轨电车金属结构件的设计提供参考,从而从总体上提升智轨电车的防腐蚀性能。

智轨电车氢能源混合动力系统及其控制策略

随着智能轨道快运系统在国内外的广泛运行,为了满足各种场景对智轨电车动力系统的不同需求以及不同运营模式对其续航能力的要求,针对不同的能量源特性和智轨电车的工况特性,文章提出了一套基于燃料电池和磷酸铁锂动力电池的混合动力系统。该系统将氢燃料电池作为车载主能量源,利用磷酸铁锂动力电池功率快速响应的特性,为车辆长续航提供能源保证;采用冗余的燃料电池能量系统架构,在不增加智轨电车顶部空间体积的前提下,满足整车的功率需求并极大增加了车辆的续航能力。针对混合动力系统的能量输出形式并结合智轨电车实际工况的特点,文章提出了一套适合智轨电车行驶工况的能量管理策略,以保证车辆在各种工况下平稳运行并使动力电池的荷电状态(SOC)控制在目标范围内。实车试验结果显示,该系统及其能量管理策略能够满足氢能智轨电车的设计要求,车辆续航里程在300 km以上,而以往的智轨电车续航里程为70 km,这表明,该控制策略能够在满足智轨电车不同工况需求的前提下提高车辆续航能力,并提升了智轨电车应对不同运营场景的能力。

氢能智轨电车电制动控制策略研究

氢能智轨电车的电制动能力受储能电池荷电状态(SOC)和氢燃料电池工作状态的严重限制,当储能电池接近充满电状态而氢燃料电池继续处于发电状态时,储能电池无法存储电制动产生的电能,导致电制动功能无法正常发挥。为了最大限度地发挥氢能智轨电车的电制动能力,文章提出了一种基于踏板减速度需求的电制动控制策略,其首先根据制动踏板开度及载荷等状态计算整车电制动力,结合储能系统和氢燃料电池系统当前的能量状态,向牵引系统发出制动力矩请求;并通过制动踏板开度对应的减速度,计算出制动踏板开度对应的电制动力,实现了不同载荷、中低级位、中低速度工况下电制动力的最优输出。试验结果表明,采用该电制动控制策略,在AW0工况下,列车实现了中低级位、中低速度工况下电制动能力的100%发挥,满足了氢能智轨电车在当前电制动系统架构下的再生制动能量回收的设计要求。

智能轨道快运系统场站占地面积指标分析

电子导向胶轮系的列车,作为一种中低运量公共交通的解决方案,目前在工程的规划与建设方面暂无统一的标准可供指导。归纳了部分智轨电车已建成的案例,并对比了相近的设计规范,同时结合绘图模拟的方法,针对其场站用地指标进行了计算。通过研究,建议此类项目的车辆场站可按照公共汽车场站占地指标为基数而调整后的数据作为用地匡算基础。

智轨电车自动驾驶横向控制研究

为解决智轨电车在自动驾驶横向控制中存在的车辆抖动与横向控制偏差大问题,保证其在道路上的稳定行驶和安全变道,文章通过研究智轨电车自动驾驶横向控制中的道路重构过程,提出了一种基于二次优化的道路重构方法,设计了基于智轨电车的自动驾驶跟踪控制器,并建立了智轨电车动力学模型进行仿真和实车验证。结果显示,在转弯过渡阶段,路径跟踪的仿真轨迹偏差为±4.8 cm,实车实验轨迹偏差为±5 cm;在高速直行阶段,实车轨迹偏差±0.2 cm,这表明车辆理论模型与实际车辆具有较好的一致性,且车辆自动驾驶过程能很好地跟踪预设轨迹。

智轨电车轴重分配与调节方法的研究与应用

以三编组智轨电车为计算模型,详细阐述了智轨电车轴重、轮重的计算方法和过程。设计前先根据计算模型优化车辆设备布局,计算出理论轴重、轮重值,再对实际车辆过检测线称重数据进行分析计算来验证理论模型,结果非常接近我国对城市轨道车辆轮重偏差的规定。最后通过增加电子控制空气悬架系统来调节轮重和轴重偏差,很好地优化了智轨电车轮重和轴重偏差问题,使其结果明显优于国家标准要求。

哈尔滨智轨电车采暖系统制热量的计算及验证

依据哈尔滨环境条件和相关标准,确定了哈尔滨智轨电车采暖系统计算的车内外环境参数,并参考采暖系统计算的相关标准以及城轨车辆频繁开关门的特点,对哈尔滨智轨电车采暖系统的制热量进行计算,得出MC车的采暖系统制热量为24 kW、TP车的采暖系统制热量为32 kW。在实车上开展了预热试验、调节试验、开关门试验,试验结果满足标准要求,为极寒地区采暖系统的选型提供了依据。

智轨电车客室空调机组制冷量的计算及验证

依据相关标准以及智轨电车运营城市的环境条件,确定智轨电车的车内外环境参数并进行空调机组制冷量等参数的计算,得到智轨电车单节车的客室空调制冷量为26 kW。并在实车上开展了预冷试验、能量调节试验、开关门试验,试验结果满足标准要求,为车辆的空调机组选型提供依据。

奥氏体不锈钢A-TIG焊接头的耐蚀性

A-TIG焊是一种采用活性剂来增加焊缝熔深的高效TIG焊技术。与常规TIG焊相比,A-TIG焊具有焊接效率高、焊缝质量优及成本低等优点。根据GB/T 4334—2008采用φ(草酸)10%溶液浸蚀方法,对比奥氏体不锈钢TIG焊和奥氏体不锈钢A-TIG焊接头的耐蚀性。结果表明,A-TIG焊接头比常规TIG焊接头具有更优异的抗草酸腐蚀,同时基于焊缝金属的化学成分分析,A-TIG焊方法在焊接过程中能够显著地降低不锈钢焊缝金属中Cr,Ni,Ti等的损失,从而有效提高A-TIG焊接头的耐蚀性。

ART车辆段总图设计关键要素分析

近年来,电子导向胶轮系统作为新兴的中低运量城市轨道交通制式,受到众多城市的关注。为解决其车辆段总图设计中存在的技术难题,文章以ART系统为例,在概述其车辆结构特点、修程及车辆段组成、功能的基础上,对其车辆段总图设计关键要素(如停车位、列检位、库前出入线、测试线、洗车线、充电设施的设置)进行分析阐释,并对横列式与纵列式这2种典型的总图布置形式进行举例说明,以期为今后ART车辆段的总图设计提供参考和借鉴。

智轨电车淋雨房的设计理念与思路

智轨电车作为新型的城市公共交通客运车辆,在结构和性能方面兼具传统公路客车以及轨道交通客运电车的特点。但在车辆制造和性能检测方面尚缺乏国家标准或行业标准,尤其是车辆下线出厂前的防雨密封性检验方面暂未形成系统化的作业要求和指导。借鉴客车和城轨车辆在防雨密封性检测方面的成熟做法,全面介绍了当前智轨电车淋雨系统的探索和建设情况,对其后续的设计思路进行了展望,以期为将来智轨电车防雨密封性测试等相关研究提供参考。