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基于列车控制与管理系统的双受电弓主动选择控制方案

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城市轨道交通研究 2024年第2期27卷 260-262页

作者：于亚新于晓杰崔文成中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111

[目的]受电弓故障会造成列车牵引能力的丢失,严重影响列车的正常运行。为了改善列车同一辆车上两架受电弓碳滑板磨耗不均的情况,提出一种基于列车控制与管理系统的双受电弓主动选择控制方案。[方法]介绍了城市轨道交通双受电弓控制技术... 详细信息

[目的]受电弓故障会造成列车牵引能力的丢失,严重影响列车的正常运行。为了改善列车同一辆车上两架受电弓碳滑板磨耗不均的情况,提出一种基于列车控制与管理系统的双受电弓主动选择控制方案。[方法]介绍了城市轨道交通双受电弓控制技术的现状;分析了受电弓碳滑板的磨耗原因;介绍了基于列车控制与管理系统的双受电弓主动选择控制方案的原理及受电弓的控制流程。[结果及结论]根据碳滑板磨耗算法,所提受电弓主动控制方案能够综合计算碳滑板的热磨耗和机械磨耗程度,实时自动评估同一辆车上两架受电弓碳滑板的磨耗程度,最终使列车自动选择升起碳滑板磨耗较小的受电弓。通过所提受电弓主动选择控制方案的逻辑判断与执行,可以提高受电弓控制的智能化程度,同步两架受电弓碳滑板的更换周期,降低受电弓的维护成本。

关键词：轨道交通列车控制与管理系统双受电弓主动选择控制

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地铁列车IPIS系统设计建模方法

图学学报 2024年第2期45卷 317-324页

作者：黄庭莉王保民王海芳赵家豪周璐婕官琳天津职业技术师范大学汽车与交通学院天津300222 中车唐山机车车辆有限公司河北唐山063000

针对基于文档(TBSE)方法在设计地铁列车乘客信息系统(PIS)时所面临的设计集成度低、开发效率低、功能之间的联系性差及可追溯性差等问题,将PIS的3个主要功能进行模块化处理,提出智慧乘客信息系统(IPIS),并运用基于模型的系统工程(MBSE)... 详细信息

针对基于文档(TBSE)方法在设计地铁列车乘客信息系统(PIS)时所面临的设计集成度低、开发效率低、功能之间的联系性差及可追溯性差等问题,将PIS的3个主要功能进行模块化处理,提出智慧乘客信息系统(IPIS),并运用基于模型的系统工程(MBSE)思想对系统进行设计建模。提出了IPIS系统从黑盒到白盒的设计建模方法,涵盖了利益相关方分析、涉众需求分析、用例和用例场景分析、黑盒活动分析、白盒活动分析、功能分析、系统需求分析、系统架构设计8个阶段,并利用系统建模语言(SysML)构建IPIS系统功能元模型,以提高模型重用率。通过一个IPIS系统设计实例验证该方法的有效性和可行性。

关键词： MBSE 元模型系统建模方法 IPIS SysML

有轨电车地面充电装置内循环散热系统优化方案

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城市轨道交通研究 2024年第2期27卷 200-202,211页

作者：陈修强中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111

[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... 详细信息

[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。

关键词：有轨电车充电装置内循环散热系统

实际工况下机车牵引变压器铁心损耗模型建立与验证

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电工电能新技术 2024年第2期43卷 39-46页

作者：郭柏龄迟青光陈吉超中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116021 大连交通大学辽宁大连116028

为实现电力机车牵引变压器的精细化设计,降低产品设计中的冗余量,提高产品的效率减小体积,需要准确预估机车牵引变压器在实际工况下的损耗特性。本文首先模拟牵引变压器实际工作状态,对谐波交变磁化下牵引变压器用电工材料电磁特性的模... 详细信息

为实现电力机车牵引变压器的精细化设计,降低产品设计中的冗余量,提高产品的效率减小体积,需要准确预估机车牵引变压器在实际工况下的损耗特性。本文首先模拟牵引变压器实际工作状态,对谐波交变磁化下牵引变压器用电工材料电磁特性的模拟展开研究工作。通过测量牵引变压器实际工作时的电磁特性曲线,分析铁心材料的电磁特性。然后通过对磁化角度和谐波次数的非线性关系研究,建立基于损耗模型系数的磁化角度变系数方程,提出谐波损耗非线性修正系数,进而提高机车牵引变压器损耗模型计算精度。

关键词：铁耗牵引变压器交变磁化磁化角度谐波分量

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基于深度学习的GMAW焊接缺陷在线监测

焊接学报 2024年第3期45卷 114-119,I0009,I0010页

作者：徐东辉孟范鹏孙鹏郑旭宸程永超马志陈树君中车青岛四方车辆研究所有限公司青岛266114 中车工业研究院有限公司北京100160 北京工业大学北京100124

以轨道交通高速高铁司机室铝合金外板为载体,围绕智能焊接关键技术,针对焊接缺陷在线监测问题开展研究.借助工艺试验平台与焊接工艺卡开展焊接缺陷试验设计、批量数据采集、专家经验标定、数据库构建,采用卷积神经网络算法对不同类型数... 详细信息

以轨道交通高速高铁司机室铝合金外板为载体,围绕智能焊接关键技术,针对焊接缺陷在线监测问题开展研究.借助工艺试验平台与焊接工艺卡开展焊接缺陷试验设计、批量数据采集、专家经验标定、数据库构建,采用卷积神经网络算法对不同类型数据构建多维信息融合模型,并对融合模型进行参数优化处理,最终完成融合模型的训练、验证和测试.结果表明,训练后的融合模型比单一信息模型对焊接缺陷具有较好的识别结果,训练集和测试集的焊接缺陷监测精度分别为99.0%和88.3%,此监测系统的数据采集和模型响应总时间小于100 ms,能够满足工程化应用需求,提高机器人焊接的智能化水平,推动企业数字化转型升级.

关键词：熔化极气体保护焊深度学习多维信息融合焊接缺陷在线监测

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钝头型市域列车尾流吸气主动控制减阻研究

铁道科学与工程学报 2024年

作者：杨帆杜俊涛杨明智唐银瑜中车大连机车车辆有限公司中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室中车青岛四方机车车辆股份有限公司

为探究钝头外形的市域列车运行时尾部吸气控制对列车气动阻力的影响，缓解列车因提速造成的阻力增加问题，采用Realizable k-ε两方程模型的DDES数值仿真方法开展研究，通过风洞试验验证数值模拟方法后，以数值仿真得到的速度场、压力... 详细信息

为探究钝头外形的市域列车运行时尾部吸气控制对列车气动阻力的影响，缓解列车因提速造成的阻力增加问题，采用Realizable k-ε两方程模型的DDES数值仿真方法开展研究，通过风洞试验验证数值模拟方法后，以数值仿真得到的速度场、压力场及各节车的气动阻力分布及组成，分析吸气控制对钝头型市域尾车气动减阻的影响原因。研究结果表明：钝头型市域列车的尾车流线型表面由负压强主导，因此压差阻力占比较大，并且空气绕该部位流动时形成了两个比较明显且对称的流动分离泡，导致了尾车阻力系数尤其是压差阻力系数急剧增大，使得尾车压差阻力比重最大，占整车阻力的36.71%；在列车尾部进行吸气控制能提升列车尾部中心区的压力，使得尾车的压差阻力显著减小，进而实现整车减阻；在不同吸气方案下，尾车减阻率随着吸气面的增加而增加，当设置的所有吸气面工作时，对尾车的气动减阻率最高可达21.6%；列车离吸气面越远的部位减阻效果越不明显，位于尾部吸气控制上游较远的头车最大减阻率仅为1%，而中间车的减阻率为4%；随着吸气速度从0.2U提升至0.6U，尾车减阻率从17.9%提升至21.6%，整车减阻率从8.3%提升至10.3%，尾车流线型区域后方的正压区也越接近尾车流线型表面。研究结果为钝头型市域列车主动控制的气动减阻提供参考。

关键词：市域列车气动减阻尾部吸气流动控制数值仿真

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铁路货车底部组件辅助工装研究与应用

工程机械 2024年第7期 145-149+13页

作者：沈智博吉文俊白增印中车沈阳机车车辆有限公司

铁路货车底部很多组件的装配一直由操作人员进入车底进行作业，从支撑到安装再到调试均由操作者借助简单工具来完成，其工作强度大、效率低。底部组件辅助工装通过横跨铁轨固定支撑完成对铁路货车底部部分圆柱底部件和平底部件的安装，... 详细信息

铁路货车底部很多组件的装配一直由操作人员进入车底进行作业，从支撑到安装再到调试均由操作者借助简单工具来完成，其工作强度大、效率低。底部组件辅助工装通过横跨铁轨固定支撑完成对铁路货车底部部分圆柱底部件和平底部件的安装，使用该工装可在提高部件装配精度和效率的同时，大幅降低作业人员的操作风险，提高安全性，在铁路货车功能改进过程中具有较高应用价值。从铁路货车底部组件辅助工装安装结构和有限元分析两个方面就其理论可行性和实践可靠性进行探索分析。

关键词：铁路货车底部组件工装有限元分析

高铁过电压对车载牵引供电系统的影响机理及抑制方法:系统性综述

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4682-4701,I0008页

作者：肖嵩曹野吴广宁高国强郭裕钧张血琴孙传铭刘建城西南交通大学四川省成都市611756 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东省青岛市266611

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... 详细信息

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。

关键词：高速列车过电压真空断路器电弧弓网离线电弧 “轮-轨”滚动电弧

基于d-q变换及WOA-LSTM的异步电机定子匝间短路故障诊断方法

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电机与控制学报 2024年第6期 56-65页

作者：王喜莲秦嘉翼耿民北京交通大学电气工程学院中车唐山机车车辆有限公司动车检修部

为了实现对异步电机定子绕组匝间短路故障的可靠在线诊断，提出一种基于d-q变换及鲸鱼优化算法(WOA)优化的长短期记忆网络(LSTM)的故障诊断方法。通过理论推导可知，d-q变换可有效提取定子电流中的特征频谱数据。采用鲸鱼优化算法对长... 详细信息

为了实现对异步电机定子绕组匝间短路故障的可靠在线诊断，提出一种基于d-q变换及鲸鱼优化算法(WOA)优化的长短期记忆网络(LSTM)的故障诊断方法。通过理论推导可知，d-q变换可有效提取定子电流中的特征频谱数据。采用鲸鱼优化算法对长短期记忆网络中的3个关键参数进行优化，建立WOA-LSTM故障分类模型。为了验证基于d-q变换和WOA-LSTM故障诊断方法的有效性，分别以小波变换、快速傅里叶变换及d-q变换提取电流频谱数据作为输入数据集，以一台YE2-100L1-4型异步电机为实验对象进行实验验证。研究结果表明：相比于小波变换及快速傅里叶变换，采用d-q变换能更准确的提取出定子电流中的故障特征，更精确地反映电机故障状态，有助于提高故障分类准确率；相比于传统的LSTM算法，经WOA优化后的LSTM算法分类准确率可达98.3%,能可靠地实现不同程度匝间短路故障的诊断。

关键词：异步电机故障诊断定子绕组匝间短路 d-q变换理论鲸鱼优化算法长短期记忆神经网络