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我国标准动车组模拟驾驶实作考试系统研究

交通世界 2024年第22期 21-24页

作者：郭国建杨宝昆李博国家铁路局装备技术中心

在分析我国动车组运营与模拟驾驶设备的运用现状及形式等基础上，结合标准动车组功能结构、组成原理、运营与行车组织特点，研究标准动车组模拟驾驶实作与考试平台，软硬件组合联控方案以及实作考试场景。研究应用结果表明，采用人体工... 详细信息

在分析我国动车组运营与模拟驾驶设备的运用现状及形式等基础上，结合标准动车组功能结构、组成原理、运营与行车组织特点，研究标准动车组模拟驾驶实作与考试平台，软硬件组合联控方案以及实作考试场景。研究应用结果表明，采用人体工学设计的标准动车组模拟驾驶实作平台硬件模块布局合理、贴近现场实际、沉浸感强、易于考试人员模拟驾驶实作与考核评估，软件系统具有功能控制原理正确、逻辑联控关系与UI界面仿真度高、实作考试场景完备等优点。该系统能较好地实现高速动车组司机从实训、实作到考核的全面体系化作业，为动车组司机模拟实作考试提供参考。

关键词：标准动车组模拟驾驶实作考试考核评估

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标准动车组四象限整流器及控制系统实时仿真

机车电传动 2016年第4期 33-38页

作者：吴生举应婷荆延杰中国铁路国际有限公司北京100054 中车株洲所电气技术与材料工程研究院湖南株洲412001 株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

通过分析标准动车组四象限整流器电路拓扑结构和四象限控制器,建立了整车四象限整流器及控制系统数学模型。对由其形成的闭环系统进行了实时仿真试验研究,结果验证了所建四象限整流器及控制系统的正确性,可用于标准动车组交流传动系统... 详细信息

通过分析标准动车组四象限整流器电路拓扑结构和四象限控制器,建立了整车四象限整流器及控制系统数学模型。对由其形成的闭环系统进行了实时仿真试验研究,结果验证了所建四象限整流器及控制系统的正确性,可用于标准动车组交流传动系统的研究和测试。

关键词：标准动车组四象限整流器控制系统实时仿真

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标准动车组模拟实训装置 ——门控系统的设计与实现

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标准动车组模拟实训装置 ——门控系统...

作者：刘翔宇大连交通大学

学位级别：硕士

随着高速铁路的不断运营开通,以及“一带一路”高铁金名片的战略实施,我国的高速动车组列车的需求量将不断扩大,在此形势下,针对我国当前标准动车组的人才培养方式趋于落后,传统的电力机车模拟培训装置不能配套高速动车组操作人员的培养... 详细信息

随着高速铁路的不断运营开通,以及“一带一路”高铁金名片的战略实施,我国的高速动车组列车的需求量将不断扩大,在此形势下,针对我国当前标准动车组的人才培养方式趋于落后,传统的电力机车模拟培训装置不能配套高速动车组操作人员的培养,而利用检备的动车组进行真车培训成本过大且存在安全隐患,其限制了培训人员的可操作性且具有时空限制,不能很好的运用于动车运用所以及高校对高速铁路技术人才的培养。因此,设计一套完整模拟标准动车组实际功能的具有可操作性的实训装置具有重要意义。本文在对高速动车组培训设备需求进行分析的基础上,将以“复兴号”标准动车组为模拟对象设计一款模拟实训装置,其中门控系统将以塞拉门为蓝本进行设计。本次门控装置设计共分为4大部分:机械部分、电气箱部分、门控器部分、人机界面部分。机械部分完成门控装置的整体结构设计、驱动机构设计、锁闭机构设计。电气箱部分完成硬件电器设备安装位置的布局和规划。门控器功能设计完成门控系统的实现功能设计,模拟网络通信架构设计。人机界面设计完成司机台HMI的状态监视设计。本文具体完成了门控系统的器件选型,并完成了硬件电气设计。根据门控器功能设计绘制门控系统动作流程图,编写门控器DCU的PLC功能程序,利用MCGS开发软件设计了司机台的人机界面,并实现模拟装置网络通信,对门控系统进行状态监视。最后搭建实验平台完成硬件和软件测试,进行系统优化及修改不足,经过长时间带电运行,此次门控系统符合整套模拟实训装置的各项要求,能够实现门控系统与其他实训装置部分的联动和网络通信。该装置能够实现使受训人员更加快速、准确的掌握真车门控系统的工作原理、提高维修技能的目标。

关键词：标准动车组模拟实训装置门控系统 PLC 人机界面

标准动车组转向架积雪特性数值仿真及改进设计

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标准动车组转向架积雪特性数值仿真及改进设计

作者：尤明大连交通大学

学位级别：硕士

动车组在高寒风雪环境下高速运行,车下转向架的积雪现象严重。扰动的雪花颗粒会粘附于设备表面,融化积冰,造成车体零部件的损坏以及后期的维护困难,影响着列车的运营安全。标准动车组为新一代高速列车平台,采用全面自主化的研制技术,并... 详细信息

动车组在高寒风雪环境下高速运行,车下转向架的积雪现象严重。扰动的雪花颗粒会粘附于设备表面,融化积冰,造成车体零部件的损坏以及后期的维护困难,影响着列车的运营安全。标准动车组为新一代高速列车平台,采用全面自主化的研制技术,并拥有国家标准的高速列车制造设计标准。因此研究标准动车组转向架在高寒地区的适应性十分重要。本文采用离散相模型对轨面有积雪工况下的标准动车组的高速运行进行数值模拟,分析转向架周围的流场分布以及转向架各零部件上的雪花颗粒粘附特性,为今后标准动车组转向架周围的结构设计和降雪方案提供一定的参考依据。其主要的研究内容如下:(1)创建标准动车组三辆编组的计算模型、转向架的精细化结构和数值计算区域,其中转向架保留主要零部件;(2)定义雪花颗粒的物性参数、离散相模型以及边界条件;(3)计算分析标准动车组转向架周围的流场分布,统计转向架各零部件表面的雪花颗粒粘附数;(4)改进标准动车组设备舱靠近转向架处的导流板结构,对比分析导流板结构优化前后转向架周围的流场分布和表面雪花颗粒的粘附数;(5)改进标准动车组转向架左右裙板的结构,分析裙板结构的改进对转向架处流场以及表面雪花颗粒粘附的影响。结果表明:(1)转向架各零部件上的雪花颗粒粘附数与其周围的流场扰动以及空气压差密切相关。标准动车组在风雪环境下高速运行时,转向架各截面上竖直方向压力值的变化趋势基本是从上往下逐渐增大;(2)标准动车组转向架结构复杂,后导流板处及构架中部易形成涡流,雪花颗粒在此处堆枳较多;(3)转向架左右两侧裙板结构改进后,1～6号转向架及导流板上的雪花颗粒粘附数都减少,降幅区间为8.61%～94.12%,产生了良好的降雪效果。

关键词：标准动车组转向架流场雪花颗粒导流板裙板

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标准动车组轴温监测装置研究与设计

标准动车组轴温监测装置研究与设计

作者：李鹏西南交通大学

学位级别：硕士

轴承是连接轮对的核心部件,其工作状态直接影响列车运行安全。轴承运转过程中,缺油、少油、损伤、摩擦、掺杂等因素都会引起轴承温度异常上升,如未及时发现、处理可能导致“燃轴”、“热轴”、“切轴”等严重事故。此外,因运行环境、载... 详细信息

轴承是连接轮对的核心部件,其工作状态直接影响列车运行安全。轴承运转过程中,缺油、少油、损伤、摩擦、掺杂等因素都会引起轴承温度异常上升,如未及时发现、处理可能导致“燃轴”、“热轴”、“切轴”等严重事故。此外,因运行环境、载重等因素的影响,轴承寿命离散度较大。因此,实时监测轴温变化对于判断轴承运行状况,采取针对性的防护、处理措施,保障列车运行安全,具有重要意义。国内引进动车组之初,各车型动车组装备的轴温监测装置原理、制式不尽相同,给设备维护、管理、升级的标准化带来挑战。动车组国产化的过程中,形成标准一致的轴温监测装置为大势所趋。本文设计的轴温监测系统满足国产化标准动车组对温度采集精度及多功能车辆总线通信的要求。研究工作主要包括:1.分析了标准动车组轴温监测装置功能需求,并采用模块化的设计方案,将系统划分为6个子系统,包括电源子系统、模拟输入子系统、信号处理子系统、中央处理子系统(包含主处理模块和多功能车辆总线控制器)、数字输入输出子系统和输入输出管理子系统,而后分析了各子系统功能并给出设计思路。2.设计并实现模拟输入子系统,用于温度数据采集。在对采集通道作接口防护处理的基础上,完成温度信号的通道选择、滤波、AD转换和电气隔离,保障了数据采集的可靠性。3.设计并实现信号处理子系统,用于温度数据处理及传感器状态诊断。设计采用牛顿法计算传感器温度,通过软件负补偿的方式有效减小了传感器温度偏移对于采集精度的影响,并详细分析了传感器异常状态类型及原因。4.基于FPGA设计完成了多功能车辆总线控制器MVBC编解码模块。5.对模拟输入子系统、信号处理子系统和MVBC编解码模块进行功能测试。

关键词：标准动车组轴温检测装置温度采集 MVB通信 MVB总线控制器

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标准动车组项目进度管理研究

标准动车组项目进度管理研究

作者：牛启盛青岛大学

学位级别：硕士

目前我国高速铁路迅速发展,标准动车组作为高铁车辆行业的主产品系列处于铁路运输价值链高端,其经济意义重大。同时随着我国“高铁外交”模式的建立,高铁车辆制造已成为中国制造业的典范,这也给标准动车组赋予了一定的政治意义。项目管... 详细信息

目前我国高速铁路迅速发展,标准动车组作为高铁车辆行业的主产品系列处于铁路运输价值链高端,其经济意义重大。同时随着我国“高铁外交”模式的建立,高铁车辆制造已成为中国制造业的典范,这也给标准动车组赋予了一定的政治意义。项目管理在高铁车辆领域起步较晚,目前还处于发展阶段,远未达到成熟,标准动车组的项目进度管理还缺乏突破,无规范成熟管理体系。所以有必要对其进行深入研究以建立有效的进度管理体系,这既可以提高该产品效益也可以促进与国内外客户的良好关系,实现车辆公司可持续发展。本文首先查阅国内外的相关文献资料,在项目进度管理领域中,了解中外学者的理论研究成果,分析国内外理论结合实际的应用理念与成功案例,得出本文研究的必要性。“成熟理论的科学应用”是本文研究的出发点,由此详细研究了相关概念与理论,包括:项目进度概念、WBS、里程碑、PERT/CPM、进度缓冲以及其它相关理论。本文旨在建立标准动车组项目进度管理体系,这些理论的研究为项目进度管理体系提供了“理论依据”。接下来对标准动车组项目进行了深入研究,通过研究标准动车组的项目概况,归纳概括标准动车组的九个项目特点,并做进一步分析总结,形成项目进度管理体系的“环境依据”;通过有代表性的具体案例,对标准动车组项目进度管理全过程进行研究分析,归纳总结项目进度管理三个不足:无有效WBS、无科学项目计划、无规范进度管理措施;通过对项目进度影响因素的研究与分析,归纳总结项目进度管理需要重点关注的四个要素:设计变更、采购欠料、管理流程、领导资源。三个不足与四个要素共同构成项目进度管理体系的“实际依据”。根据上述三个依据,在两个原则下,本文研究创建了标准动车组的项目进度管理体系,用于全面提升标准动车组的项目进度管理。该管理体系涵盖了项目计划的制定、项目进度控制、控制主体、控制规范与工作细则等项目进度管理领域,主要内容包含:深度可达六层的WBS体系、基于WBS的作业时间估算、辅助表之一:假设管理表、辅助表之二:并行作业管理表、里程碑网络计划-PERT/CPM迭代更新的进度控制模式、BOM管理小组、进度管理小组、进度缓冲、高层领导参与规范、里程碑颜色标示进度表。经研究得出结论:该管理体系深度融合项目进度管理理论;与车辆公司基础管理、公司文化紧密契合;立足项目实际;可高效运行,能够对项目进度实施有效管理。随着车辆公司与具体项目的不断发展,该管理体系可持续改进,并可被其他项目灵活加以运用,进而提高整个公司的项目管理成熟度。

关键词：标准动车组项目进度计划与控制

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标准动车组静态重连调试装置的设计

标准动车组静态重连调试装置的设计

作者：郭宇轩大连交通大学

学位级别：硕士

随着中国高速铁路的快速发展,中国标准动车组逐渐成为中国高速铁路的主力车型。在标准动车组生产过程中,为了保证动车组稳定运行,需要对动车组的重联功能进行调试。由于传统的重联调试操作复杂且调试周期长,不能满足生产需求。基于上述... 详细信息

随着中国高速铁路的快速发展,中国标准动车组逐渐成为中国高速铁路的主力车型。在标准动车组生产过程中,为了保证动车组稳定运行,需要对动车组的重联功能进行调试。由于传统的重联调试操作复杂且调试周期长,不能满足生产需求。基于上述问题,本文设计了一种标准动车组静态重联调试装置,实现了自动化程度较高的标准动车组重联调试。本文从标准动车组重联调试的基本功能需求出发,分析了重联调试的原理,设计了由电气车钩连接器、信号接收发送器和上位机控制软件三个模块构成的重联调试装置。在整体结构的基础上,对系统的硬件和软件进行设计。硬件设计上:对电气车钩连接器的电路进行设计,实现标准动车组电气车钩与信号接收发送器之间的电气信号传输;对信号接收发送器进行元件选型并设计电路,包括STM32F103单片机控制核心、1O扩展、数字量输入、数字量输出、以太网通信、串口通信等模块。软件设计上:对信号发送器进行软件设计,实现通过数字量输入电路检测列车发出的重联信号,将信号状态数据打包后通过以太网发送至上位机,还可以接收上位机发送的控制报文,通过数字量输出电路施加电气信号来测试动车组重联执行机构功能,并进行环路模拟;基于JAVA语言对上位机控制软件进行设计,通过以太网TCP协议与信号接收发送器进行数据传输,采用可视化界面控制重联调试并显示检测结果。整个装置实现了通过简单的操作就可以在静态下完成对标准动车组重联的电气调试,检验了标准动车组重联电气信号传输是否正常,各重联回路能否建立连接。通过系统调试和实际运用测试,本装置在符合各项技术指标的基础上,实现了对标准动车组自动化的重联调试。与传统调试方法相比,降低了重联调试难度,提高了调试的效率,节省了 70%的调试时间,具有重要的实际应用价值。

关键词：标准动车组列车重联调试单片机

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标准动车组车轮磨耗特征研究

噪声与振动控制 2019年第6期39卷 112-116,158页

作者：范军王鹏刘孟奇李伟中车长春轨道客车股份有限公司长春130062 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

通过对标准动车组车轮踏面磨耗进行跟踪测试,分析总结实测车轮踏面外形和与标准TB60钢轨匹配的轮轨接触几何关系变化规律。讨论不同速度和线路条件下车轮多边形发展演变规律。结果表明:车轮踏面磨耗深度与运营里程基本呈线性关系;轮缘... 详细信息

通过对标准动车组车轮踏面磨耗进行跟踪测试,分析总结实测车轮踏面外形和与标准TB60钢轨匹配的轮轨接触几何关系变化规律。讨论不同速度和线路条件下车轮多边形发展演变规律。结果表明:车轮踏面磨耗深度与运营里程基本呈线性关系;轮缘损失量达到2.7mm后,轮缘不再发生磨损。镟后27.3万公里在名义滚动圆处出现大于0.2mm的凹坑磨损现象。凹坑磨损会导致接触点对分布在凹坑两侧,轮对的等效锥度增大较快。在580Hz附近,转向架轮对和构架存在模态耦合共振问题,在350km/h和300km/h速度工况下分别形成16、17边形和19、20边形,在哈大线运行时形成的12、14、22和23边形对应351 Hz、410 Hz、643 Hz和672 Hz的振动频率,可能与轨道系统固有特性有关。

关键词：振动与波标准动车组车轮踏面磨耗轮缘磨耗凹坑磨损车轮多边形

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面向标准动车组辅助供电替代的锂电池管理系统研究

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面向标准动车组辅助供电替代的锂电池管理系统研究

作者：赵腾青岛大学

学位级别：硕士

标准动车组辅助供电系统主要为空气压缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、空气调节系统、采暖、照明及旅客信息系统等车载重要辅助设备供电,是标准动车组供电系统的重要组成部分。目前,我国自主研发的标准动车组辅助供电系统后备电源采... 详细信息

标准动车组辅助供电系统主要为空气压缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、空气调节系统、采暖、照明及旅客信息系统等车载重要辅助设备供电,是标准动车组供电系统的重要组成部分。目前,我国自主研发的标准动车组辅助供电系统后备电源采用镍镉碱性蓄电池组供电,该电池组存在体积能量密度低、自放电率高、重金属污染和服役寿命短等突出问题,严重影响系统的运行经济性和安全性。由于锂电池相对于镍镉碱性蓄电池具有能量密度高、自放电率低、无污染和循环寿命长等显著优势,本文依托课题组前期标准动车组辅助供电系统相关课题,开展面向标准动车组辅助供电替代的锂电池管理系统的探索研究,研究适用于标准动车组辅助供电的锂电池管理系统架构。在此基础上,研究精确可靠的锂电池荷电状态和健康状态估计方法,实现可靠的标准动车组用锂电池组健康状态管理。本文的研究内容主要包括以下三个方面:(1)针对标准动车组用锂电池组荷电状态和健康状态估计问题,提出了基于自适应无迹卡尔曼滤波的锂电池组荷电状态和健康状态估计方法,该方法在无迹卡尔曼滤波算法的基础上进行噪声自适应估计,仿真结果表明该方法的锂电池组荷电状态和健康状态估计误差分别为1%和2%,分别比基于传统无迹卡尔曼滤波的锂电池组荷电状态和健康状态估计方法提高了2%和3%。(2)在分析评估当前锂电池管理系统设计方案基础上,面向标准动车组辅助供电替代的锂电池管理系统,提出了基于菊花链通讯的主从式架构;设计了无线通讯实现数据远程交互,为健康状态离线估计提供硬件基础,并基于系统所需的采集、通讯和容错功能分模块进行硬件和软件设计。(3)在上述健康状态估计方法和电池管理系统架构设计基础上,完成了面向标准动车组辅助供电替代的锂电池管理系统装置设计并搭建了实验平台,对数据采集、故障报警、被动均衡、电池组荷电状态和健康状态估计等管理系统核心功能进行实验验证。验证结果表明,总电压采集误差为±0.5V,电流采集误差为±1%,单体电压采集误差为±2m V,温度采集误差为±1℃,故障报警和被动均衡功能均能可靠工作,电池组荷电状态估计误差为2%。完成实验验证后进行了为期一年的系统实车验证,基于采集的系统数据对标准动车组用锂电池组进行健康状态估计,误差在5%以内。系统所有功能误差均达到设计要求。

关键词：标准动车组锂电池管理系统荷电状态健康状态无线通讯