高速列车牵引传动系统运行状态监测技术综述

高速列车牵引传动系统是典型的机电耦合闭环系统,牵引变压器、牵引变流器、牵引电机等关键部件之间密切关联,存在复杂的能量与信息变换、传递。牵引传动系统运行状态监测是保障高速列车安全运行的关键核心技术。受复杂服役工况、多物理场耦合作用、强环境干扰等不确定因素影响,闭环结构下的牵引传动系统运行状态监测存在性能退化/失效机理复杂、数据样本不充分等挑战性难题,已成为制约高速列车智能化发展的技术瓶颈。本研究针对高速列车牵引传动系统运行状态建模、异常状态监测、性能退化趋势分析及剩余寿命预测等相关方法进行了调研,分析了牵引传动系统运行状态监测技术现状和尚待解决的问题。     

高速列车运行仿真视景系统研究

我国高速列车进入快速发展时期,为提高高速列车运行性能,保障安全,需要对高速列车运行环境进行数值模拟和深入研究.应用现代计算机图形图像技术和虚拟现实技术模拟列车放在真实感环境中的驾驶,在虚拟环境中实现天气、真实地形地貌、地物特征的模拟,视觉效果更加直观,评价过程经济适用,结合真实地形进行高速列车运行仿真,有良好的应用前景.     

高速列车数字化仿真平台仿真性能分析

介绍了高速列车数字化仿真平台的工作原理,分析了耦合器、执行机、数据监控3个子系统在仿真过程数据的产生、传输、处理及存储等方面对仿真系统仿真速率的影响,提出了以数据监控子系统为核心的仿真过程数据存储方式.实验结果表明,该方法可大大减少仿真过程数据在传输、处理及存储等方面对系统仿真性能的影响.     

列车追踪运行仿真系统的研究与实现

列车追踪运行仿真系统将不同闭塞制式下的追踪列车间隔算法应用到cBTc仿真系统中,并在该系统平台上,分别模拟了不同闭塞制式（固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞）下列车追踪运行.对最小追踪列车间隔时间进行了验算,得出了3种闭塞制式下最小追踪列车间隔时间的计算结果.仿真结果表明固定闭塞的最小追踪列车间隔时间最大,准移动闭塞次之,移动闭塞最小.     

列车模拟驾驶系统中列车的运行控制仿真与实现

以改进的多质点动力学模型为基础,构建了列车动力学模型,控制列车运行,同时为满足工程分析的需求,加入了改进的混合运行控制策略,优化列车运行。通过对不同列车控制策略进行分析对比,并建立HX3DB型列车实体仿真模型对多质点动力学模型下的列车运行控制策略进行分析验证。结果表明模拟列车运行速度变化平稳,没有明显的速度跳变,所采用改进的混合控制策略节能效果良好,经济适用性高,满足铁路培训和工程分析的要求。     

高速列车车顶受电弓气动噪声仿真研究

随着我国高速动车组运行速度的不断提升,其产生的噪声对乘客舒适度及周边环境的影响也日愈严重。列车运行时,其噪声源主要包括振动噪声、气动噪声和牵引电机等设备产生的噪声。利用ANSYS的FLUENT流体力学分析模块,建立了350 km/h下受电弓三维有限元仿真分析模型,求解了列车不同运行速度下受电弓表面脉动压力及环境中的噪音强度。研究成果为抑制列车高速运行时受电弓的产生的噪音污染提供了一定的理论基础。     

400 km/h高速列车转向架底板的阻力影响数值模拟研究

采用数值仿真方法研究明线运行400 km/h高速列车转向架底板包覆结构的气动阻力影响规律,揭示不同包覆形式及安装高度、缝隙间距这两类关键构型参数的阻力影响特性及流动结构的作用特征。研究结果表明：全封一体式及分体式底板包覆方案对整体均有明显的减阻效果,最优减阻率达9.76%,以头车转向架区域为主要减阻部件,但中间车阻力有所增加,且头车包覆越完整,中间车阻力增加越明显;在不同安装高度下,底板减阻效果呈非单调变化,头车底板适当下移有利于提高整车减阻效果,其原因主要是降低了中间车的转向架阻力;当底板缝隙间距维持在一定范围内时,整车减阻效果变化不大,继续增大缝隙会导致减阻效果变差,因为过大的缝隙将显著增强气流对转向架及舱体的冲击,导致整车减阻效果降低。     

400 km/h高速列车“蝶形”风阻制动装置设计与仿真

为了进一步提高时速400 km高速列车风阻制动装置的工程应用可行性及科学性,有效弥补列车高速阶段制动力不足问题.本文基于三维定常不可压的黏性流场N-S及k-ε双方程模型,以CR400AF平台动车组流线型外观为雏形,装配新型“蝶形”风阻制动装置,分别建立不同工况流体动力学计算模型,对不带制动风翼板及带制动风翼板高速列车在不同速度等级条件的气动特性作了对比分析,同时重点分析计算了时速400 km/h高速列车首排制动风翼板紧急制动工作时在风载荷作用下的强度及振动特性.研究结果表明：不同速度等级工况下带首排制动风翼板较不带首排制动风翼板高速列车所受空气阻力有大幅增加,整车阻力系数从0.234增大至0.255;设计安装42Cr4材质首排制动风翼板高速列车400 km/h运行时,整车所受空气阻力增大约14.0%,首排制动风翼板所受气动载荷约为3.72 kN,作用下最大应力点出现在风翼板两侧上部拉杆连接处,远小于材料屈服极限,满足强度设计要求;高速列车首排制动风翼板前12阶模态振动所对应的固有频率范围为143.53～845.64 Hz,其中1～5阶主振型为风翼板上部前后弯曲及扭振,6～12阶逐渐扩展...     

高速列车系统振动响应随运行速度的变化特征分析

运行速度不断提升是当今高速列车发展的趋势,而车辆系统振动响应随运行速度的变化特征可作为衡量列车设计性能好坏的指标。本文采用多体动力学软件和有限元方法相结合,建立刚柔耦合的列车动力学模型,其中轨道不平顺激励中的动态不平顺部分采用实车实测数据标定。通过仿真,获得车辆系统在0-50Hz频率范围内的振动响应随运行速度的变化特征。结果表明,随着运行速度的提高,车辆系统振动响应与平稳性指标呈现非单调的增长趋势。受轨道板长度为周期的动态不平顺激励影响,车辆在低速存在不利运行速度区域。     

采用萤火虫算法的高速列车节能运行优化

智能算法可以通过优化列车运行曲线达到节能降耗的目的.将列车运行能耗作为目标函数,以限速、时间和距离为约束条件,建立优化模型.以CRH_3型动车组和武广客运专线中某段线路为基础,进行仿真实验.运用萤火虫算法,搜索能耗最低时的一组列车工况转换速度序列.仿真结果表明:列车运行能耗指标降低14.33%,且满足停车精确性与准时到站的要求.     

高速列车行驶速度对隧道壁面气动压力影响的数值模拟

壁面气动压力长期循环作用是高速铁路隧道衬砌掉块的重要诱因，为研究高速列车行驶速度对壁面气动压力基本特征的影响规律，采用三维数值仿真模拟对隧道典型位置(入口段、洞身段以及出口段)壁面气动压力进行研究。结果表明:列车车头经过使得监测横断面气动压力差异性增强，表现出显著的三维特征。隧道入口段气动压力三维特征主要受压缩空气所占体积大小以及与隧道入口之间距离的影响，气动压力三维特征随着进入隧道入口距离的增加而减弱，并逐渐向一维特征转变。列车车头驶入隧道入口后，车尾驶出隧道出口前，洞身段不同测点位置的气动压力正峰值主要受车头进入隧道入口诱发压缩波的影响，纵轴中断面测点气动压力负峰值与峰峰值大于洞口段。车尾驶出隧道出口后，出口段测点气动压力负峰值大于入口段，正峰值小于入口段。隧道出口段气动压力三维特征与入口段相似，但列车行驶速度以及测点与隧道出口之间距离对气动压力三维特征的影响机制更为复杂。     

MATLAB／SIMULINK在动态系统仿真中的应用

总结了MATLAB／SIMULINK的特点,在此基础上,通过实例介绍了建立系统仿真模型的方法,可见利用MATLAB／SIMULINK进行系统仿真简单,方便,形象,具体,是系统仿真较好软件之一。     

基于金属磁记忆的高铁轮对早期故障检测研究

列车安全性检测是铁路机车车辆工程的重要研究课题。轮对是高速列车行走部的关键部件,传统检测模式只能发现宏观存在的缺陷,而不适用于运行过程中的早期缺陷的发现与状态跟踪。为了实现对早期故障的快速识别与轮对寿命预测,针对传统测试方法在早期检测与动态检测方面的不足,提出了全新的动态检测系统,以满足列车运行的安全要求,还对磁记忆信号与该材料所受载荷状态之间的关系进行了大量的试验研究。研究结果表明：在50~150 kN的载荷区间内,试件的磁记忆信号呈单调变化,变化趋势明显;对试件进行疲劳载荷后发现磁记忆信号的原始值及梯度、峭度等信号特征均有所变化,峭度变化较为明显,能够有效反应材料的疲劳状态。采用金属磁记忆技术进行轮对早期故障检测与动态检测,对于保证列车的运行安全具有重要的现实意义,可为无损检测领域的应用提供借鉴。     

大型多支承回转窑运行状态监测系统的研究

大型多支承回转窑运行状态好坏主要受其运行轴线的影响 .介绍一种以窑运行轴线作为监测量 ,研制的回转窑运行状态监测系统 .该系统采用零位移方向键相测量原理进行测量 ,克服了现有测量系统高处安装定位困难、测量操作复杂 ,不便于现场监测的缺点 .在系统的分析软件中应用了在回转窑运行状态分析方面取得的最新研究成果 ,能进行轴线预测查询、托轮力查询、调窑参数优化等分析 .系统硬件结构简单 ,软件功能齐全、界面友好 ,操作使用方便 ,在实际应用中效果很好 .图 7,参 7.     

合蚌客专350km/h单线试验箱梁工艺试验研究

350km/h客运专线单线后张法单箱单室预应力混凝土简支箱梁属首次应用。为验证其各项指标,进行了4榀箱梁的试验工作。重点阐述了试验箱梁的工艺试验,包括箱梁预制、混凝土强度与弹性模量的发展变化、梁体混凝土水化热、试验箱梁预应力瞬时损失、终张拉预应力效果及弹性上拱度测试、预应力的传力长度及吊梁阶段测试结果。     

GPS/INS在火车安全告警系统中的应用

为了弥补目前火车车辆运行中人工统计调度工作量大、效率低等缺陷，提出了一种基于全球定位系统和惯性导航技术(GPS／INS)的火车安全告警系统的设计方案；重点讨论了GPS／INS在信息融合时所使用的卡尔曼滤波方法，避免了独立的惯性导航系统无限位置误差和GPS的1Hz慢速数据修正的问题；利用原有国家铁路网数据库进行数据修正，进一步提高了系统的精度．在此基础上设计的火车安全告警系统就能够简捷、准确地计算车辆运行里程，当车辆达到维修等级时自动进行报警提示，从而降低火车车辆调度工作的工作量及运行风险．     

既有营运线时速200km无缝提速道岔的铺设技术

介绍了浙赣铁路电气化提速改造工程中所应用的12#可动心轨式提速道岔的基本情况,探讨了时速200 km的12#可动心轨式提速道岔组装施工工艺,以及封锁时间内更换道岔施工工艺.12#可动心轨式提速道岔在浙赣铁路电气化提速改造工程得到成功应用,并取得了良好的效果.     

WLAN OFDM系统中信道状态信息的提取及应用

维特比算法是一种基于最大似然序列检测的方法，它从传输的比特序列检测出最可能的传输序列。在维特比译码器译码时，应用信道状态信息(CSI)，可以明显提高系统性能。我们建议的方法采用子载波的幅度平方|Hk|^2作为信道状态信息。通过采用IEEE802.11a OFDM系统进行仿真验证表明，采用该方法系统性能有明显的改善。     

地铁列车运行的环境振动影响分析（Ⅱ）——结构时域振动分析

考虑基础结构和土体的动力相互作用，通过对地铁沿线附近建筑结构的时域位移、速度、加速度动力响应分析表明，列车运行对居住在轨道附近居民的日常生活有很大影响，需要加强对线路沿线居民区的隔振研究。     

基因繁殖的在平衡点（0，0）附近的定态分歧

作者研究了带齐次Neumann边界条件的基因繁殖模型的定态分歧解,并运用谱定理和规范化LyapunovSchmidt约化方法给出了反应扩散系统的定态分歧解且讨论了解的稳定性.