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露天矿场无人驾驶自卸车路径规划方法研究

煤炭科学技术 2024年

作者：黄佳德刘勇邓穆坤梅文庆株洲中车时代电气股份有限公司

针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题，文章提出了基于clothoid曲线拓展的左行混合A*和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先，在混合A*节点拓展搜索过程中，采用cloth... 详细信息

针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题，文章提出了基于clothoid曲线拓展的左行混合A*和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先，在混合A*节点拓展搜索过程中，采用clothoid曲线代替传统圆弧进行拓展，以保证混合A*搜索路径的曲率连续性和曲率变化率限制要求。然后，利用左行规则改进混合A*累加代价和启发代价，在累加代价中加入左转代价和碰撞吸引代价保证路径向左和沿地图边界左侧进行规划，在启发代价中根据拓展方向与地图边界最近点的左右位置关系调整拓展代价得到利于左行的启发代价图，以生成左行全局粗略路径。最后，结合二次规划技术，以离散点对角向量模最小化为目标函数，坐标轴方向移动量为约束，构建平滑优化模型，对全局路径进行平滑，同时为防止平滑过程中曲率超限超出车辆转向响应能力，利用大曲率点可行域隧道缩减技术，限制大曲率点平滑可移动量。实验结果表明：所提出方法可以生成适应矿区左行规则的沿地图左侧边界行驶的全局路径；启发代价的改进有效地减少了混合A*拓展的节点数量，有利于更好实现左行；离散点路径平滑方法有效提高了全局路径的平滑度，利于车辆控制跟踪；且得益于clothoid曲线拓展和可行域隧道缩减技术，其可有效应对装载、卸载等大曲率路径，不存在曲率超限情况；对比不同长度路径规划耗时数据，路径平滑算法有效降低了路径规划的总耗时，4千米路径平滑耗时只需76毫秒；左行规划的实现和总耗时的减少提高了路径对于矿区场景的适应性。

关键词：露天矿场无人驾驶 clothoid曲线拓展左行混合A* 离散点平滑

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外转子风机轴向振动及故障机理研究

振动与冲击 2022年第6期41卷 271-280页

作者：刘海涛陈俊黄迪唐雄辉刘永江李华彭宣霖曾亚平夏亮株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412000

针对国内第一条低速磁浮辅助变流器外转子风机短期失效问题,建立了风机轴向振动弹性基础双质量振子系统动力学模型,并推导了系统位移频响的解析解,结合线路运行振动试验、风机装车频响测试、实验室台架安装变频运行试验及频响测试,揭示... 详细信息

针对国内第一条低速磁浮辅助变流器外转子风机短期失效问题,建立了风机轴向振动弹性基础双质量振子系统动力学模型,并推导了系统位移频响的解析解,结合线路运行振动试验、风机装车频响测试、实验室台架安装变频运行试验及频响测试,揭示了该外转子风机出现早期异音、卡阻故障表象的机理为:风机第4阶电磁激振力波及电流谐波激励与其定、转子轴向同向运动模态产生耦合共振,致使转子轴承内圈、支撑转子轴的碟形弹簧及碟形弹簧卡环间产生了剧烈相对振动,从而在风机工作过程中发生了周向滑移和摩擦。在此基础上,提出了一种故障振动形态定位及复现的方法及相应的载荷谱制定方法,并在振动台上成功复现故障。最后,系统地分析了外转子风机定、转子间的刚度和阻尼、风机支撑结构的刚度和阻尼及安装基础的弹性对系统轴向振动特性的影响,从提高外转子风机振动可靠性和减小传递给基础的激励出发,给出了系统结构优化设计的建议。研究工作对类似于外转子风机这类,弹性安装的双质量振子系统的结构设计、电机轴向振动的抑制、轴承故障的定位和复现有重要的理论价值和工程指导意义。

关键词：磁浮辅助变流器外转子风机振动台耦合共振双质量振子

城市轨道交通车辆智能运维系统信息安全技术方案

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城市轨道交通研究 2024年第6期27卷 281-285页

作者：皮魏株洲中车时代电气股份有限公司株洲412001

[目的]随着城市轨道交通规模迅猛增长,车辆运维信息化和智能化应用日趋广泛,城市轨道交通车辆智能运维系统的信息安全问题逐渐凸显和函待解决。[方法]基于城市轨道交通车辆智能运维系统可能面临的软件漏洞、系统性防护缺失、网络传输安... 详细信息

[目的]随着城市轨道交通规模迅猛增长,车辆运维信息化和智能化应用日趋广泛,城市轨道交通车辆智能运维系统的信息安全问题逐渐凸显和函待解决。[方法]基于城市轨道交通车辆智能运维系统可能面临的软件漏洞、系统性防护缺失、网络传输安全等诸多信息安全风险和问题,参考多项国家和行业的信息安全标准,体系化地提出了安全分区、边界隔离、纵向认证、集中监管的信息安全防护技术方案。通过软件加固、访问控制、安全审计、入侵防范保护设备主机的安全;通过车载、车地、地面各通信网络之间的安全分区、边界隔离、安全传输、鲁棒网络保护网络传输的安全;通过管控保护业务数据的存储、传输、应用、销毁各环节提高其安全性;通过身份认证、会话管理、访问控制、安全审计、入侵防范保护应用平台的安全;通过分权管理和集中管控实现全系统的安全管理中心。[结果及结论]构筑的信息安全防护技术体系具备系统性、统一性、全面性,避免车辆智能运维系统遭受恶意攻击和非法入侵,保护系统安全性,从而实现安全、高效、可靠的城市轨道交通车辆运维。

关键词：城市轨道交通车辆智能运维信息安全

基于FKM标准的高压电器箱随机振动疲劳研究

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机车电传动 2023年第3期 104-111页

作者：李祯平李华株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

当地铁车辆运行时,其高压电器箱会受到随机载荷的作用,为保证行车安全需要保证其疲劳强度满足设计要求。针对某型地铁车辆在运行过程中出现的高压电器箱三位置开关处的铝板安装螺栓松动的问题,文章根据GB/T 21563—2018标准规定的载荷和... 详细信息

当地铁车辆运行时,其高压电器箱会受到随机载荷的作用,为保证行车安全需要保证其疲劳强度满足设计要求。针对某型地铁车辆在运行过程中出现的高压电器箱三位置开关处的铝板安装螺栓松动的问题,文章根据GB/T 21563—2018标准规定的载荷和FKM标准对高压电器箱疲劳强度进行评估,计算结果表明铝板的疲劳强度利用度大于1,疲劳强度无法满足FKM标准要求。通过对高压电器箱进行冲击试验,在纵向随机振动试验中铝板出现了开裂和螺栓松动现象,这验证了纵向随机振动仿真结果的准确性。基于仿真和试验结果,对高压电器箱结构进行改进设计,改进后的高压电器箱疲劳强度满足设计要求。

关键词：高压电器箱随机振动 FKM标准疲劳利用度结构改进城市轨道交通地铁车辆

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机车自动驾驶技术研究与应用

机车电传动 2023年第1期 1-12页

作者：尚敬刘勇江帆株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

当前轨道交通正朝着绿色、智能的方向发展,自动驾驶可进一步降低列车运行能耗,提升列车运行效率、消除不同司机操纵差异、提升列车运行一致性,是未来路网条件下列车有序协同运行的控制基础,也是轨道交通智能化方向技术发展的典型代表。... 详细信息

当前轨道交通正朝着绿色、智能的方向发展,自动驾驶可进一步降低列车运行能耗,提升列车运行效率、消除不同司机操纵差异、提升列车运行一致性,是未来路网条件下列车有序协同运行的控制基础,也是轨道交通智能化方向技术发展的典型代表。文章分析了机车自动驾驶研究的国内外现状和技术难点,阐述了满足我国干线机车运用需求的机车自动驾驶系统整体架构,设计了有人值守的机车自动驾驶方案,详细介绍了列车运行规划与速度控制、列车纵向动力学仿真、多传感器融合感知、列车系统运行仿真等关键技术,并对机车自动驾驶技术未来的发展方向进行了思考和展望。基于上述技术的机车自动驾驶系统已在多个铁路局和铁路公司装车运用并取得显著的应用效果。该系统可支持不同的编组和载重,可适配不同的车型、控制系统、信号系统,具有良好的通用性和可推广性。

关键词：机车自动驾驶规划与控制纵向动力学系统仿真重载列车

基于迭代诱导遗传算法的列车自适应节能策略研究

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机车电传动 2023年第3期 117-123页

作者：梅文庆史可张征方株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

针对既有列车节能策略未合理考虑复杂操纵特性约束和动态牵引系统效率问题,文章基于牵引系统效率特性和轮周机械功构建列车运行能耗精细计算模型,提出基于迭代诱导遗传算法的自适应节能策略,设计考虑牵引系统效率的能耗目标函数,并在操... 详细信息

针对既有列车节能策略未合理考虑复杂操纵特性约束和动态牵引系统效率问题,文章基于牵引系统效率特性和轮周机械功构建列车运行能耗精细计算模型,提出基于迭代诱导遗传算法的自适应节能策略,设计考虑牵引系统效率的能耗目标函数,并在操纵特性约束下求解目标函数,实现最优节能规划。首先,根据列车线路坡道将优化目标设计为若干个子区间,将子区间的线路特征信息转化为状态约束和控制约束,提高了节能目标对线路信息变化下操纵特性的自适应性;然后,为克服传统遗传算法由于离散独立难以解决连续子区间优化问题的特点,设计迭代诱导遗传算法,在迭代诱导遗传算法中对节能目标函数计算Pareto最优解集;最后,使用MATLAB软件对算法进行仿真验证。不同线路信息的仿真结果表明,基于迭代诱导遗传算法的自适应节能策略在保证运行时间的条件下具有良好的节能性能,相比于恒速和恒力运行,节能指标提高3%~13%。

关键词：节能策略复杂操纵特性约束牵引效率动态特性迭代诱导遗传算法高速列车

提高本质安全打造安全文化全面建立安全生产长效机制——株洲南车时代电气股份有限公司创建安全生产标准化一级企业的经验与体会

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机电安全 2012年第4期 9-12页

作者：龙绮云株洲南车时代电气股份有限公司

株洲南车时代电气股份有限公司（以下简称公司）自成立以来，始终贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，严格遵守国家安全生产法律法规，注重安全投入，大力开展安全文化建设。在通过安全生产标准化二级企业的创建及近... 详细信息

株洲南车时代电气股份有限公司（以下简称公司）自成立以来，始终贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，严格遵守国家安全生产法律法规，注重安全投入，大力开展安全文化建设。在通过安全生产标准化二级企业的创建及近两年来的日常运行，公司认为，机械制造企业安全生产标准化是国家安全标准及安全法规的综合与提炼，

关键词：安全生产长效机制安全文化建设生产标准化企业安全本质安全股份电气株洲

对IEC轨道交通串联式混合动力系统标准的研究

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机车电传动 2022年第6期 51-57页

作者：高连升周永刚王彬株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

文章对IEC 62864-1:2016《轨道交通机车车辆车载储能系统第一部分串联式混合动力系统》、IEC 61377:2016《轨道交通机车车辆牵引系统组合试验方法》和IEC 61133:2016《轨道交通机车车辆机车车辆投入使用前的试验》之间的内在关联和层次... 详细信息

文章对IEC 62864-1:2016《轨道交通机车车辆车载储能系统第一部分串联式混合动力系统》、IEC 61377:2016《轨道交通机车车辆牵引系统组合试验方法》和IEC 61133:2016《轨道交通机车车辆机车车辆投入使用前的试验》之间的内在关联和层次结构关系进行了研究。IEC 61377:2016主要涉及牵引系统组合试验方法,未涵盖由储能系统供电的牵引系统,试验场地是地面试验台;IEC 61133:2016主要涉及机车车辆的试验方法,对由储能系统供电的机车车辆试验方法也不够详尽,IEC 62864-1:2016主要是填补以上空白,既规定了混合动力系统的配置,又规定了在地面组合试验台和机车车辆上开展的试验项目及方法。文章同步详细分析了IEC 62864-1:2016的系统电源配置、环境条件、功能和系统要求及试验项目,为IEC标准实施及制定我国国家标准提供指导借鉴。

关键词：轨道交通混合动力系统牵引系统组合试验

基于工况事件时序特征的牵引变压器次边短路故障实时诊断与保护

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铁道机车车辆 2022年第5期42卷 17-25页

作者：成正林李学明徐绍龙株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

针对目前列车牵引变压器次边短路故障无法实现实时检测,难以实现全工况有效保护和故障点精确定位的问题,提出了一种基于工况事件时序特征的实时诊断与保护方法。该方法通过分析不同工况下时序特征变化规律,总结与工况强关联的事件时序... 详细信息

针对目前列车牵引变压器次边短路故障无法实现实时检测,难以实现全工况有效保护和故障点精确定位的问题,提出了一种基于工况事件时序特征的实时诊断与保护方法。该方法通过分析不同工况下时序特征变化规律,总结与工况强关联的事件时序特征模式,并设计出能实现其故障检测与定位的工况事件诊断规则模型与时序特征模式诊断规则库,基于诊断结果设计合理的检测保护策略,实现次边短路故障的全工况实时诊断与保护。最后通过仿真测试验证了所提方法的有效性。

关键词：工况事件时序特征模式实时诊断精确定位牵引变压器次边短路