摘要：[目的]在全自动无人驾驶(以下简称“全自动驾驶”)列车激活电路调试及运用过程中,会出现列车无法激活的情况,进而影响列车的运营秩序,因此有必要对各种场景下的列车激活方法和激活电路进行分析和试验验证,以选择合适的改进方案解决列车无法激活的问题。[方法]介绍了使用司机室钥匙信号作为列车激活控制条件存在的问题,并对控制电路单点故障对于列车激活功能的影响进行分析,提出满足不同场景下的解决方案。[结果及结论]对于司机室钥匙信号作为列车激活的控制条件存在的问题,采用司机室钥匙和司机控制器建立机械连锁,并基于司机控制器手柄位置设计全自动驾驶模式和人工驾驶模式来控制列车激活的互锁关系,解决列车激活冲突的问题。对于控制电路单点故障无法激活列车的问题,激活控制电路采用双路冗余设计,确保若一路电路故障,另一路电路仍可以保证正常工作,提高了列车控制电路的安全性和可靠性。通过功能试验,验证了列车全自动驾驶和人工驾驶模式激活方法和激活电路的有效性。

摘要：为了追求更高的牵引速度及更强的运载能力,高铁车载牵引供电系统功率容量不断提升,现有牵引供电系统及关键设备需要应对更高频次、更大幅值的过电压冲击,如何保障列车在高速运行状态下牵引系统安全、可靠地运行是如今高速列车设计面临的重要技术挑战。详细调研了过电压导致牵引供电系统出现的典型故障,归纳了高速列车中过电压的种类及相关特性,目前主流的牵引供电方式包括采用带回流线的直接供电方式与自耦变压器(automatic transformer,AT)供电方式,均是单相交流供电制式。为了保障三相负荷平衡,防止系统中负序电流的产生,传输异相电流的相邻供电臂间通过绝缘分相区进行隔离。列车在驶过分相区时需要操作车载真空断路器(vacuum circuit breaker,VCB),分合闸过程中会产生剧烈的过电压冲击;此外,“弓-网”离线电弧及“轮-轨”滚动电弧频发,也伴随着过电压。通过调研目前已构建的牵引供电系统过电压特性仿真模型,探究了过电压的产生机理及传播规律;梳理了影响过电压特性的关键因素及抑制措施;明确了未来的研究重点,即“弓-网”及“轮-轨”燃弧过电压产生的机理和影响;“多车共臂”及“多车重联”工况下过电压的传播规律;展望了“源头-路径-终端”三位一体的过电压抑制方法。

摘要：[目的]为解决现有有轨电车地面充电装置存在外壳防护性能不稳定、散热系统装置复杂、散热效率低等问题,设计了一种有轨电车地面充电装置内循环散热系统。[方法]介绍了地面充电装置的组成及散热原理,分析了其散热效率低的原因;针对密闭柜体整体内循环的散热系统,介绍了内循环散热系统优化方案,利用FLOTHERM仿真软件对原方案与优化方案散热系统的风速及温升情况进行对比,并进行了试验验证。[结果及结论]基于空调冷却整体内循环的散热系统无法有效解决大功率高热损耗集中发热器件的散热问题,这与制冷系统的制冷量大小无关,而与散热系统的风道回路有关。所提内循环散热系统优化方案在空调出风口、电抗器及空调回风口之间形成闭环风道回路,大幅降低了大功率集中发热器件的温升,有效提升了散热系统的散热性能,优化后充电装置中的电抗器温升降低约20.1%。所提优化方案能够满足内循环散热系统的温升要求。

摘要：传统优化设计受限于几何参数化和六面体单元生成困难等问题,优化过程繁琐,效率低下。为规范开发流程,提高优化设计效率,本文搭建以MOO(multi-objective optimization)系统为核心,集成了几何、有限元建模、数据处理以及代理优化等模块的自动化建模与优化平台。自动化建模模块以CAE为核心,基于三次样条函数构造特征截面和映射路径实现自动几何参数化建模,并在扫掠法和模型分解法的基础上,提出基于多截面扫掠法的六面体网格自动化生成方法;此外,在常规基于代理模型的优化流程上,通过数据转换和处理算法实现从数值计算结果提取到代理优化的自动化。研究结果表明:该平台能建立具有较小几何误差和高质量单元的有限元模型,结构耐撞性指标整体上有一定提升,可以显著地提高优化工作流程的效率。

摘要：针对动车组转向架构架在不同服役条件下的结构可靠性问题,开展基于线路跟踪实测数据的转向架构架动应力特征研究。首先基于构架实际线路跟踪测试数据对构架进行疲劳强度评估;在此基础上,分析不同工况下构架的动应力特征,进而研究构架动应力主频来源以及不同速度级和线路条件等因素对构架动应力的影响。结果表明:进出站工况下,构架在道岔区段产生较大的应力,且存在频率范围较宽的高能量振动,匀速工况下构架应力主频分别对应周期性激扰频率;构架各测点等效应力幅值随速度等级提高而增大,其中横侧梁连接区域测点增大程度在37%以上;构架在京广线上的动应力水平高于京沪线,且部分路段损伤值存在明显较大的现象;随着曲线半径增大,各测点等效应力整体呈减小趋势。研究结果可为构架的优化设计及疲劳强度分析提供一定理论参考。

摘要：为探究真空管道运输系统内列车火灾的人员疏散问题及烟气蔓延规律,运用火灾模拟软件(FDS)及人员仿真疏散软件Pathfinder,以低真空隧道内由5节车厢构成的高速列车车厢火灾时乘客疏散为研究对象,综合比较10种疏散方案中疏散时间、烟气蔓延程度及CO体积分数,得到乘客最佳疏散方案,并设计救援车对接高速列车车门的辅助疏散方式。结果表明:当着火车厢的乘客疏散至相邻车厢时,乘客的最佳疏散方式为靠近门口的2排乘客与靠近火源的1排乘客同时离开,随后按照与火源的距离由近到远逐排撤离。若采用救援车辅助疏散,当火灾发生在车厢1、车厢2或车厢3时,救援车到达后完成全车乘客疏散的总用时分别为533、586和376 s;车厢1发生火灾时,门1的利用时间为200 s;车厢2发生火灾时,门1的利用时间为145 s;当车厢3发生火灾时,2个门的利用率较为均衡。因此,在实际疏散时,可以采用语音播报的形式引导乘客充分利用好2个车门,以节约疏散时间。

摘要：为了探明高速列车与最不利长度隧道耦合作用下列车气动阻力变化规律,以某动车组为计算模型,基于滑移网格技术和计算流体动力学(CFD)理论,采用k-ε两方程湍流模型对最不利隧道内8辆编组单车穿越和双车等速交会时的气动效应进行了三维数值模拟,并结合遂渝线上二岩隧道实测数据对计算方法的可靠性进行了验证。结果表明:(1)列车所受气动阻力变化与列车头尾部的压差变化有直接关系,压差的升高和降低会引起阻力的增大和减小。(2)在隧道内以时速300 km单车穿越和双车交会过程中,整车最大气动阻力分别发生在列车入隧道后3.1 s和2.8 s时刻,阻力系数分别达到1.37和1.49,且此时头车阻力在整车中占比最大,分别为34.67%和36.57%。(3)当列车头头交会和头尾交会时,尾车阻力占比最大,分别为56.79%和37.33%;当列车尾尾交会时,头车阻力占比最大,为44.62%,而尾车阻力此时接近为0。(4)列车行驶速度提高会引起气动阻力迅速增大,当列车时速从250 km提升至400 km时,隧道内单车穿越和双车交会整车气动阻力平均值分别增大了132%和150%。研究结果可为车隧设计提供一定的参考。

摘要：[目的]列车自动运行系统可以通过控制列车各执行机构实现列车的自主行驶,对节约轨道交通系统的运行成本、提高列车运行安全保障极为重要。针对单一控制方法在列车自动运行速度跟随控制过程中停车准确性较低,未能兼顾能耗优化等问题,提出了一种列车自动运行速度跟随控制策略。[方法]所提方法在传统PID(比例-积分-微分)控制的基础上,通过模糊控制器对PID参数进行在线整定调节,并针对列车精准停车及运行节能分别进行算法设计。当列车运行至停车点附近时,停止使用基于预设目标速度的速度反馈控制方式,转而计算精准停车所需加速度,并进行加速度反馈控制以提高停车精准性。同时在列车巡航过程中设计了一种牵引-惰行循环的节能巡航工况,在检测列车符合相应巡航条件后,采用该工况实现整体运行能耗的优化。[结果及结论]在MATLAB/Simulink仿真软件中建立了列车及控制器的仿真模型,通过与PID控制及模糊自适应PID控制在精准停车、节能等性能指标的对比,验证了所提方法和模型的有效性。

摘要：[目的]我国地铁车辆在设计和校核中所采用的国际标准不完全符合车辆实际运营条件,导致一些地铁车辆转向架构架在未达到规定的运营里程时就出现了疲劳裂纹现象,开展实际运营条件下地铁车辆转向架构架载荷研究十分必要。[方法]基于B型地铁车辆长期跟踪测试试验实测数据,采用统计计算与STFT(短时傅里叶变换)分析相结合的方法,从线路状况、车辆运行状态和载客量3个方面研究构架载荷变化规律。[结果及结论]构架主体载荷和线路条件高度相关,构架局部载荷和车辆运行状态高度相关;减振器载荷和载客量之间有较为明显的负线性相关性,除侧滚载荷外的其他构架载荷与载客量呈正线性相关。

摘要：由于高速列车的不断提速,接地系统迎来了全新的挑战。当列车与轨道之间发生相对运动时会产生加剧接地回流现象,导致列车车体电位升高,造成轴承和接地碳刷、绝缘节、车载传感器等异常甚至损坏等问题。针对目前高速列车存在的接地回流和车体电位的问题以及高速列车接地系统二维模型无法基于径向参数的基础上对同一车轴左右两侧电位进行仿真分析等存在的不足,当前有必要对高速列车综合接地系统进行更为完善的三维建模,并对接地系统的接地方式和接地参数等进行优化分析,以达到抑制接地电流和降低车体电位的目的。首先,基于RCL测试仪对车体的阻抗和感抗参数以及车体尺寸实际参数等实测数据及理论分析,在充分考虑各方面影响因素的前提下,分别从牵引变压器、接触网以及高速列车车载变压器、高压电缆、车体等方面,完成了高速列车综合接地系统三维电路模型的构建;同时,结合列车经过吸上线工况下的动态接地回流试验与高速列车升弓和闭合VCB的静态过电压测试试验,将仿真结果同实测结果进行对比,验证了三维模型的可靠性;最后,基于三维仿真模型,对接地系统的径向参数及保护接地和工作接地的三维分布进行优化设计,优化后,流过列车各保护接地的接地电流均有不同程度的降低,分布更加均匀,同时车体电位也在安全限值内。