极小样本下高速列车轴承的可靠性评估

针对高速列车轴承在极小样本零失效情况下的可靠性试验评估问题,采用Bayes数据统计理论将先验信息与试验信息进行融合,建立累积失效概率数学模型,根据最小二乘法求解出二参数威布尔分布中的待定参数,得出高速列车轴承可靠性数学模型.研究结果为评估高速列车轴承的可靠性和运行安全性提供了一定的理论依据.     

建立列车自动门振动谱时的幅值修正系数

列车自动门振动谱是实施列车自动门振动可靠性实验的基本条件.为了保障所构建的列车自动门振动谱的效果,需要采取一系列措施,其中包括基于能量守恒原则修正准振动谱的幅值,为此建立了幅值修正系数.对检测获得的某型列车自动门振动时间历程构建振动谱,结果表明本文的方法可行.     

基于Hough变换的列车客运票图像倾斜校正

为解决列车客运票防伪和自动验票中的列车客运票图像倾斜校正的问题,提出了一种基于Hough变换的列车客运票图像倾斜校正方法.该方法根据现有倾角检测算法及列车客运票图像的特点,将列车客运票图像的前景与背景分离,在对图像前景进行水平轨迹线平滑的基础上提取文本行特征线,然后采用分级Hough变换的思想实现倾角的检测,最后用直线拟合的方法实现图像的校正.实验结果表明了所提出的算法的有效性和可靠性.     

半挂汽车列车转弯制动横向稳定性控制

为实现半挂汽车列车在转弯制动时的横向稳定性,建立了半挂汽车列车非线性动力学仿真模型. 利用实车系统的稳态转向试验与直线制动试验,验证了模型的可靠性. 对在低附着路面上行驶的半挂汽车列车转弯制动失稳机理进行了分析. 设计了以牵引车和半挂车的补偿横摆力矩来修正横向稳定性的控制策略,仿真结果表明,控制方案可有效地纠正半挂汽车列车在低附着路面上转弯制动的过度转向,改善车辆的横向稳定性.     

基于以太网的列车通信网络冗余结构可靠性分析

列车通信网络是轨道车辆可靠安全运行的重要保障,具有可靠性高、实时性强、故障切换与恢复时间短等特点.提出基于PRP和HSR的列车通信网络结构,实现网络故障零恢复时间.在此基础上依据系统可修性和功能相关性及冗余性特点,采用DFTA对其进行可靠性建模;引入BDD和Markov矩阵分解静态子树和动态子树以优化传统故障树分析的计算量;针对具体算例对PRP、HSR、RSTP协议的可靠性指标进行量化求解与对比分析.研究结果表明:提出的PRP与HSR冗余结构和RSTP相比,平均故障间隔时间分别增长了5 764h与5 269h,有效提升了网络可靠性.     

列控系统中数据通信子系统可靠性研究

列控系统中数据通信子系统的可靠性对于保障列车安全高效运营具有重要作用.利用马尔可夫模型,综合了随机信道恶化,越区切换、无线接入设备故障等无线信道失效因素,提出了数据通信子系统非冗余结构和冗余结构的可靠性模型,分析了不同的数据通信系统结构对可靠性能的影响.同时,给出了列车运行速度与系统可用性指标的相互关系.分析结果显示,冗余结构的数据通信子系统有效提高了通信系统的可靠性;冗余结构的系统可用性指标比非冗余结构提高了大约两个数量级,达到99.99%;冗余结构有效消除了列车越区切换对系统可靠性能的影响.     

轨道交通LTE-M通信系统可靠性分析

结合我国大规模轨道交通建设中基于城市轨道交通的长期演进(long term evolutionmetro, LTE-M)无线通信系统应用于基于通信的列车控制(communication based train control, CBTC)时系统整体构架的问题,从可靠性理论入手,针对CBTC采用1.8 GHz的LTEM专网传输的通信系统,建立了不同系统构架下的可靠性模型并推导了相关公式.借鉴磁浮列车38 GHz专频专网CBTC系统的高可靠性的系统构架,在现有的LTE-M布置方案基础上提出了一种双网冗余及双交叉连接的系统构架,使列车通信系统具有更高的可靠性,为现有LTE-M的大量部署提供了可靠性更高的系统构架建议.     

高速列车智能诊断与故障预测技术研究

综合运用列车运维产生的实时数据和历史数据,提取智能诊断模型,对车载设备运行状态进行监控和预测,是建立高速列车智能诊断和故障预测系统的思路和方法.以转向架关键轴承的可靠性监测和故障预警作为案例,系统阐述了该方法在轨道交通装备故障预测方面的应用.通过对比轴承监测系统记录的原始数据和诊断模型的预测结果,验证了该研究对于提高高速列车运行安全的重要意义和有效性.高速列车运维的长期实践表明,整体框架和建模方法对于现阶段建立系统的、分层次的高速列车智能诊断和故障预测系统具有现实的指导意义,在提高列车检修效率方面起到重要作用.     

高速列车控制数据无线传输的实时性及可靠性分析

针对数字移动通信用于铁路行车及列车自动控制中进行数据传输的特点 ,对数据传输的实时性、可靠性及故障—安全性作了具体分析 .提出在满足实时性的前题下 ,降低传输误码率 ,提高传输可靠性的方法 .给出一套适合于铁路行车自动控制的无线数据传输的基本模式     

高速列车制动系统控制策略的研究

本文对高速列车制动控制系统进行了阐述,提出了在列车制动系统中采用模糊控制策略的方案,并对该模糊控制器进行了系统仿真．得出模糊控制对提高列车制动系统的灵敏性和可靠性具有指导意义。     

列车动荷载影响下深基坑变形及隔振效果分析

为研究列车动荷载作用下深基坑支护结构变形规律以及评价隔离桩的隔振效果,以武汉市华中科创产业园超大深基坑工程为背景,采用激振力函数模拟计算列车动荷载;然后通过FLAC3D有限差分软件模拟分析列车动荷载以及隔离桩对深基坑支护结构的变形影响.将现场监测数据与数值计算结果对比分析,验证数值模拟方法的可靠性.研究结果表明:激振力函数模拟列车动荷载输入数值模型得到的基坑支护结构变形规律与现场实测基本一致;列车动荷载对基坑支护结构变形影响较小,列车动荷载作用下地表沉降和围护桩变形各增加了1.3、 3.6 mm;隔离桩对列车动荷载具有较好的隔振作用,使地表沉降和围护桩变形分别减小了28%、 6.8%.研究成果具有一定的实际推广价值,能为类似工程提供参考.     

列车通信网络设计问题中的双层规划模型

列车通信网络的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构优化问题关系到列车控制系统及安全监测系统的性能和经济效益。对列车通信网络的设计问题进行建模,通过双层规划的思想,将列车通信网络的可靠性、建造费用与通信效率纳入统一的决策过程,从而建立科学的列车通信网络最优性能模型。上层规划以最低建造成本为目标,约束条件为网络可靠性;下层规划以最大通信效率为目标,约束条件为建造费用和网络物理拓扑。最后利用一种基于遗传算法和Floyd算法的混合求解过程对列车通信网络综合规划模型进行求解,得到满足网络稳定性要求下的最小费用设计方案及该方案下的最优效率通信方式。通过对实例结果的分析表明,文中提出的模型是切实有效的。     

能流波动规律对电空制动电磁阀性能的影响

列车电空制动电磁阀的动态性能直接决定列车行车安全.基于电磁阀作用过程电磁场能流波动的规律以及对电磁阀动态特性影响分析研究,从提高其工作的灵敏度、稳定性和可靠性入手,通过调整电磁阀衔铁间隙、线圈匝数和弹簧预紧力等主要结构参数,控制电磁阀动态电磁场变化范围及优化性能参数,减少了电磁场能量输出,减缓了电磁阀工作温度的上升速度.     

列车控制系统中不中断行车的系统在线替换

大城市的轨道交通网络要求不间断的服务,这就需要在系统功能扩展时能保证在线运营.基于日本现行列车自动控制系统,为了在现有系统环境下使原系统逐步在线过渡到新的列车自律控制系统,使用了基于网关的过渡技术,提出两种测试方法,运用保证性评价技术加以分析,从而使系统在功能扩展与新旧系统过渡时能提高可靠性、在线性等保证性指标.     

轨道交通车门远程监测系统前端装置的设计

轨道交通车门远程监测系统包括前端装置、无线传输和后台监测中心三个部分,实现对列车车门状态信息的实时监控功能.安装于列车中的前端装置是系统重要组成部分,主要完成对车辆总线数据采集、存储、封装、发射等功能.根据系统特点和需求,设计了前端装置总体方案,阐述前端装置的组成部分,介绍数据采集转换、ARM处理单元以及电源系统设计等内容;分析系统软件设计,给出系统功能测试以及后台监控中心运行结果.通过对前端装置在南京地铁二号线列车上的实际测试,结果表明该系统较好地完成各项功能,有效地提高了车门运行的可靠性.     

LTE-M用于轨道交通CBTC的时延分析

基于通信的列车自动控制(communication based train control, CBTC)系统采用地铁长期演进系统(long term evolution-metro, LTE-M)完成车地之间的数据通信,并限定数据在较低的时延内完成传输.将CBTC系统中列车终端接入基站的通信模型化为排队论体系中的M/M/1/m/m模型,推导LTE-M应用于CBTC时数据传输时延的概率预测方法,并给出满足CBTC需求的相关条件,为LTE-M系统的可靠性设计提供参考.     

基于Copula的车轮Gamma退化过程

通过Gamma随机过程描述机车轮缘与滚动圆直径的磨耗过程,研究了运用Copula函数和四阶矩方法计算轮缘退化与滚动圆直径退化的相关可靠性方法,通过动力学软件仿真得到列车不同阶段的动力学指标.研究了镟修周期为20万km的车轮退化过程的可靠性及车轮直径退化过程的灵敏度,利用Monte Carlo仿真(MCS)验证了该方法的正确性.结果表明:镟修周期为 20万km时车轮达到预期寿命的可靠性高,基于Copula函数相关失效退化模型计算的可靠性高于独立失效模型计算的可靠性,轮径退化可靠性模型的灵敏度研究说明镟修过程中应该要选取对轮径削减较少的方案.     

桥隧相连结构静动力特性影响因素分析

采用三维静动力有限元计算方法,对隧道洞口段桥隧相连复杂结构静动力特性的影响因素进行分析.考虑围岩、隧道衬砌以及桥台的相互作用,根据动力有限元的特点建立简化计算模型并验证其可靠性,分析列车速度、高跨比、桥台伸入隧道长度等,对隧道结构的静动力响应的影响.计算结果表明:列车速度、列车制动荷载及隧道高跨比对隧道结构的静动力受力特性影响较小,除竖向位移外,隧道其余应力及位移的变化在10%以内:对于单线桥隧相连结构,桥台伸入隧道长度应达到4 m以上,以保证桥隧相连结构处于相对较佳的受力状态.     

列控车载设备控制程序及参数远程实时更新方法

针对既有列车控制系统不具备对车载设备控制程序及参数进行远程在线实时更新功能的问题,提出一种基于无线传输和嵌入式的列控车载设备控制程序与参数实时更新方法,在无线机车信号实际应用测试中表明,所实现的程序更新机制具有较高的适应性和可靠性,可有效提高运营中的车载设备程序升级效率,提高了对列车控制的安全性,降低了系统维护成本.     

基于设备可靠性的动态预防维护策略

针对设备可靠性随着役龄和维护次数的增加而降低的情况,建立了一种基于设备可靠性的顺序预防性维护优化模型.该模型结合役龄递减因子和失效率递增因子来调整失效率演化规则,并考虑系统当机成本和基于设备当前状态及强化年龄的动态预防维护成本,通过引入威布尔分布对某列车检修设备进行仿真分析.结果表明,该动态预防性维护策略有效且实用,可为设备的实际维护决策提供支持.