列车管理系统论文

列车管理系统论文（精选12篇）

列车管理系统论文 第1篇

1 视频监测系统技术现状

目前, 世界各国综合检测列车均配备了视频监测系统。

1.1 意大利“阿基米德”综合检测列车

“阿基米德”综合检测列车2003年完成系统验收并投入检测运营, 最高检测速度220 km/h。其视频监测系统 (见图1) 包括列车运行前后环境监测、轨道与转向架视频监测等, 视频分辨率为720×480, 帧率为30 fps。

1.2 法国“IRIS320”综合检测列车

“IRIS320”综合检测列车 (见图2) 2006年4月开始试运行, 最高运行速度320 km/h。其视频监测系统包括列车运行前后环境监测、弓网接触状态监测等。列车运行前后环境监测分辨率为720×480, 帧率为30fps;弓网接触状态监测视频分辨率为640×480, 帧率为100fps。

1.3 日本“East-I”综合检测列车

“East-I”综合检测列车2002年3月投入使用, 最高检测速度275 km/h。其视频监测系统仅具备列车运行前后环境监测功能。摄像机安装在两头车 (1、7号车) 司机室 (见图3) , 包括全景摄像机和轨道摄像机, 视频分辨率为720×480, 帧率为30 fps。

1.4 我国0号高速综合检测列车

0号高速综合检测列车是我国首列高速综合检测列车, 2008年7月投入运用, 最高时速250 km。其视频监测系统包括列车运行前后环境监测、轮轨接触网状态视频监测、弓网接触状态监测等。列车运行前后环境监测、轮轨接触网状态视频监测视频分辨率为720×576, 帧率为25 fps;弓网接触状态监测视频分辨率为640×480, 帧率为100 fps。视频监测系统主界面见图4。

2 视频监测系统技术方案

2.1 主要功能及技术指标

(1) 可昼夜监测列车运行前后环境状态、轮轨接触状态、弓网接触状态;

(2) 列车运行前后环境视频分辨率1 920×1 080, 帧率25 fps, 轮轨和弓网接触状态视频分辨率1 024×768, 帧率100 fps;

(3) 通过反射式内存或串口接收时空校准系统提供的线路名、速度、里程等信息, 并叠加到视频图像上;

(4) 可按里程或时间检索视频图像;

(5) 可在线调整高清摄像机、高速相机各项参数;

(6) 具备自动录像功能, 列车运行时自动开始录像, 列车停止时自动停止录像;

(7) 内置流媒体服务器, 可通过以太网组播输出视频。

2.2 系统结构与原理

系统采用高清和高速网络视频技术, 实现了列车前后运行环境、轮轨接触状态、弓网接触状态的实时监测和存储, 系统结构见图5。

列车前后运行环境监测采用安装于列车两端司机室的高清摄像机。高清摄像机输出为H.264格式编码视频, 输出接口为以太网, 占用网络带宽约为30 Mbps。因此, 高清摄像机与高清视频采集处理服务器间采用列车数据网络传输。高清摄像机输出视频通过列车数据网络传输至高清视频采集处理服务器, 视频服务器同时实时接收里程、速度等信息, 经解码→字符信息叠加→编码处理后, 实现视频与里程、速度等信息的叠加、视频编码和存储, 并通过以太网输出, 客户端通过以太网接收视频, 解码后即可显示。

轮轨接触状态、弓网接触状态监测采用高速相机。轮轨接触状态监测相机安装于靠近测力轮对的位置, 列车两侧各1台;弓网接触状态监测相机安装于靠近受电弓的位置。高速相机输出图像未经压缩, 输出接口为千兆网, 数据输出率达到1 024×768×8×100≈600 Mbps, 占用网络带宽很大。因此, 高速摄像机与高速视频采集处理服务器间采用独立传输通道传输。高速输出图像经过光电转换器转换为光信号, 通过光纤传输至视频服务器所在车厢, 再经光电转换器接入视频服务器, 视频服务器同时实时接收里程、速度等信息, 经图像压缩→字符信息叠加→编码后, 实现视频与里程、速度等信息的叠加、视频编码和存储, 并通过以太网输出, 客户端通过以太网接收视频, 解码后即可显示。

2.3 系统软件结构

系统软件包括高清视频采集处理软件、高速视频采集处理软件、管理中心服务器软件、设备管理软件、视频监控软件、视频浏览软件、视频回放软件等, 总体结构见图6。

(1) 高清/高速视频采集处理软件。

高清/高速视频采集处理软件为系统软件的核心, 实现视频数据采集和编解码;接收定位同步系统的里程、速度、时间等信息, 存入数据库, 并叠加到视频数据中;接收检测波形, 并叠加到视频数据中;根据客户端请求, 实现视频数据的存储, 存储的视频数据具备按里程或时间进行检索的功能;根据客户端请求, 把处理完成的视频数据通过以太网发送到相应客户端, 并调整摄像机参数。

(2) 管理中心服务器软件。

管理中心服务器软件为系统软件管理核心, 客户端所有对高清/高速视频采集处理软件的请求均需通过管理中心服务器软件才能实现。

(3) 设备管理软件。

面向系统维护人员的软件, 实现摄像机 (相机) 的增加或减少配置、用户权限管理、单个视频文件大小设置等功能。

(4) 视频监控软件。

面向系统操作人员的软件, 实现对视频采集、处理和存储的控制, 包括多路视频显示 (1、2、4、6路) 、线路名设置、录像控制、字幕信息来源控制、高清摄像机参数调整、高速相机参数调整、在线检索回放、在线视频导出等功能。

(5) 视频浏览软件。

面向普通用户的软件, 各检测系统通过视频浏览软件可在线多路 (1、2、4、6路) 实时显示视频图像, 可配置线路名、里程、速度、时间等字幕信息显示位置和字体, 可配置各显示画面视频源。

(6) 视频回放软件。

实现对录像文件的回放, 可同时打开2个视频文件, 可按里程或时间进行检索, 并可导出通用视频格式文件, 可配置线路名、里程、速度、时间等字幕信息显示位置和字体等。

3 试验验证

系统已安装于最高试验速度400 km/h的CRH380B-002高速检测列车上, 并于2011年4月24日—5月5日在京沪高速铁路先导段进行了验证试验。试验结果见图7—图11。

试验结果表明:系统具备视频采集、处理、传输、存储的功能, 并可按照里程进行检索显示, 各项技术指标满足设计要求。

4 结论

视频监测系统采用高清和高速网络视频技术, 实现了对列车前后运行环境、轮轨接触状态、弓网接触状态的昼夜实时监测。试验表明, 列车运行前后环境视频分辨率1920×1080, 帧率25fps, 轮轨和弓网接触状态视频分辨率1024×768, 帧率100fps, 同时, 视频图像实时叠加了线路名、速度、里程等信息, 并可按里程或时间检索视频图像, 满足设计要求。

参考文献

[1]侯卫星.0号高速综合检测列车[M].北京:中国铁道出版社, 2010

列车卫生管理制度 第2篇

一、车容庄重整洁。行李架物品摆放安全、整齐，衣帽钩不挂杂物；各种服务标志齐全；铺、座套、窗帘、卧具色调协调，摆放整齐；备品定位，清扫工具隐蔽；车内镜框内容按照“八荣八耻”、简明旅客列车时刻表、报刊栏、旅客须知顺序配置。一位框为“八荣八耻”、二位框为简明旅客列车时刻表、三位框为报刊栏、四位框为旅客须知。

二、始发站车厢内外整洁，窗明几净，物见本色，无灰尘，无积垢，无卫生死角。运行途中洗脸间、厕所、通过台、连接处保持干燥；乘务员室整洁干净；洗脸池、洗手盆干净、畅通无积水，厕所无异味、无污物、无积垢；地面随脏随扫保持整洁卫生。站站擦扶手。终到站做到车内整洁干净，无污水，无粪便，垃圾装袋到站处理。

三、运行中禁止向车外扫倒垃圾。垃圾处理做到装袋、封口，在指定站投放，有风雨棚的站台放在就近的风雨棚立柱下，无风雨棚的放在安全线以外。垃圾袋印有担当单位标记。

四、列车运行在市区、长大隧道、大桥和3 min以上停车站锁闭厕所。对有特殊情况需使用厕所的旅客，应提供容器。

五、做好不吸烟宣传，对车厢内吸烟旅客及时进行劝阻。

六、使用的食品包装物、洗涤剂等应符合国家环保规定。

七、按规定进行“消、杀、灭”，蚊、蝇、蟑螂等病媒昆虫指数及鼠密度应符合TB/T1932的有关规定。

八、贴身卧具(被套、小单、枕套或枕巾)的使用，做到一客一换，卧具到终点站收取。软、硬卧和软座车厕所配备卫生纸、芳香球。

九、不赤足穿鞋，不穿高跟鞋、钉子鞋、拖鞋，不戴首饰，不留长指甲，不染彩色指甲、头发，男不留胡须、长发，女发不过肩。

十、卫生管理制度健全，有卫生许可证，从业人员个人卫生合格，上岗持有健康证。

十一、卫生管理制度健全，始发、途中、终到卫生有检查、有鉴定、有考核。

青海青藏铁路劳动服务公司

货运列车检查系统建设项目实施分析 第3篇

【关键词】列车检查系统；辐射防护；混凝土屏蔽；检查通道

1 铁路运输情况分析

中国新疆阿拉山口车站距哈萨克斯坦边境约4km，距哈萨克斯坦的德鲁日巴车站12.15km，距奎屯区段站234.5km。根据惯例，两国在本国境内设置列车货物换装站，各自承担进口货物的换装作业。两换装站间铺设宽轨道、标准轨道两条线路。换装站设宽、准轨到发货场、调车场和具有两种轨距的换装场。阿拉山口车站主要承担宽轨列车的换装作业与准轨列车的运输组织工作。阿拉山口至德鲁日巴间小运转列车由中方准轨机车牵引，德鲁日巴至阿拉山口宽轨运转列车由哈方宽轨机车牵引。

设计检测通道宽度不应窄于11-280型的最大宽度3266mm，高度不能低于11-835型的最大高度5125mm。根据中国机车车辆限界，车辆宽度不能大于3400mm，高度不能大于4800mm；通道宽度不能低于4880mm，高度不低于5500mm。故扫描通道宽度为5000mm，高度5600mm。

2 检查系统参数

加速器：采用同方威视技术股份有限公司的9MV驻波加速器；重复频率300Hz下，剂量可达3750rad/min-m；重复频率范围50-300Hz；泄漏率≤1.0×10-3；靶点尺寸≤2mm。

探测器：采用同方威视技术股份有限公司生产的固体探测器，探测器截面尺寸：双路10mm×10mm并列；存贮温度范围-40 ～ 45 ℃；工作温度范围0 ～ 40 ℃。

辐射防护：按照加速器源项及相关的土建图纸进行计算；扫描速度按8km/h计算；边界剂量暂按2.5uGy/h计算；每次扫描时间大约为400s计算。

电气、控制设备分析：设置双回路电源，在现场准备发80KW电机一台，以保证设备的正常供电；总配电考虑速度检测装置并触发加速器，但电子学也要有内触发装置；配电要考虑车辆自动分节检测装置；安全保护要考虑安全联锁装置的设计，确保司机安全的前提下，能及时出束扫描。

3 辐射防护分析

3.1 射线源参数

射线源种类9MeV驻波电子直线加速器；X射线输出剂量率：在束流的中心轴线方向上，距离靶点1m远处的剂量率：3000 rad/min-m（即30Gy/min-m）；加速器束流张角：拟定+22°/-12°；除主束方向，其它方向的射线泄漏率 1×10－3。

3.2 采用混凝土屏蔽墙方案

加速器小室周围墙采用1.5m厚的混凝土；加速器室内的迷宫墙采用0.5m厚的混凝土；探测器臂：竖臂后附加铅(6.5-8)cm厚；横臂后附加铅块6cm，设备上方不考虑有工作场所的情况；探测器周围墙：主束前方采用1.8m厚的混凝土；两侧墙采用1m厚的混凝土。从防护角度考虑，通常这些墙2.5m高度以上可以考虑减薄一些；检查通道两侧，靠近射线束流中心约8.5m远的长度范围内墙体采用0.5m厚度混凝土，再往外至门口处的墙体采用0.2m厚的混凝土，高度满足>2.0m。系统设备上方不考虑有工作场所的情况下，加速器小室到探测器室的房顶均采用0.5m厚的混凝土，与PB2028－TH项目相同。加速器出束时，司机可以距离束流中心轴的最短距离为12m远。

4 土建分析

4.1 结构类型

一般采用毛石条行基础，部分采用钢筋混凝土基础，特殊地基可采用桩基础。对不良地基及地震地区房屋严格按有关规定做相应处理。一般房屋采用砖混结构，根据功能及工艺要求部分房屋采用框排架结构或轻钢结构。框架结构采用加气混凝土填充墙，钢结构采用保温彩板做围护结构。加速器室、探测器室、机房和维修控制间可与扫描通道联体。

4.2 采暖和空调设计原则

生产、生活房屋一般采用热水集中供热采暖，对于不具备集中采暖条件的生产房屋，生产工艺有特殊要求时设电热采暖。供热管网采用直埋敷设方式或半通行地沟枝装布置。对于生产工艺有温、湿度要求的生产房屋，设置分体壁挂式或柜式空调器。

4.3 给排水及热水设置

根据建筑标准、国家有关规范和生产生活需要，设置相应的室内给排水、热水供应及开水供应。对于湿陷性黄土地区，地坪下的管道按《湿陷性黄土地区建筑规范》要求做管沟及相应的检漏措施。

5 土建工程施工分析

5.1 扫描图像采集站

5.1.1 位置分析

扫描图像采集站选址在K2361+100处，此处线路顺直，面向阿拉山口方向为12.5‰下坡道，易于实现一地两轨制扫描检查。此位置距离陆路口岸联检大厅较近，易于利用现有监控光缆，而且便于下阶段供电、供水、供暖、通讯及各种生产生活设施的引入。操作、维护值守人员工作生活比较方便。同时，扫描图像采集站选址临近边防监管区，基本上无非公务作业人员活动，入境列车不停车，有利于防辐射安全和系统设备保安。而且，扫描图像采集站选址位于艾比湖上风口，可避免艾比湖含盐湿气对混凝土防护结构侵蚀。

5.1.2 主要工程内容

修建钢筋混凝土预制拚板结构与内衬轻钢保温结构结合的加速器、探测器室、辅机房、控制值班室以及相配套的水、电、暖、通讯等生产生活设施，建筑总面积为260m2；修建沿路肩排设，总长度为60m的钢筋混凝土预制拚板结构扫描屏蔽通道；装设室外照明和场地监视设备、信号传感器和预警广播设备所需的土建工程。

5.2 图像分析站

图像信息分析站设在位于车站中心附近的阿拉山口口岸报关大厅内既有监控室，以便充分发挥阿拉山口安全检查信息中心的作用，本项目提供H883/H2000数据交换接口，可以实现关区内图像信息共享；图像信息分析站需占用面积16m2。由口岸用户根据实际情况增加面积。主要工程为敷设扫描图像采集站与图像信息分析站之间的专用控制光纜。

5.3 查验放行站

5.3.1 位置

查验放行站选址在铁路编号换5线侧，铁路换装库旁的空地上，此处靠近车站换装厂，一方面便于海关工作人员实现图、物对照检查，进行查验放行，另一方面铁路换装厂已有完善的动力、生活、作业环境，利于下阶段供电、给排水、供暖、通讯及各种生产生活设施的引入。

5.3.2 主要工程内容包括

修建总面积为500 m2 钢筋混凝土框架结构、轻质砖墙体的2层建筑以及相配套的水、电、暖、通讯等生产生活设施。敷设图像信息分析站与查验放行站之间的专用控制光缆。

6 工程可行性论证

根据新疆阿拉山口边境口岸车站地形、地质、气象、水文、地震条件，本项目土建工程的实施是可行的。通过本项目的实施，结合同方威视RF9066系统设备的先进性能和系统的优越性，可解决现存的几点不足，大大提高阿拉山口边境口岸和阿拉山口火车站的工作效率，对相关工作人员的劳动强度、工作条件和工作环境也有了较大幅度的改善，对整个阿拉山口边境口岸的整体形象以及整个阿拉山口口岸委的整体形象和对外形象都有较大范围和幅度的改变。

参考文献：

[1]《集装箱检查系统放射卫生防护标准》国家标准GBZ143-2002

[2]《建筑工程施工安装手册》2005年8月第四版

[3]《现行建筑设计规范大全》，中国建筑工业出版，2006年第一版

[4]《铁路桥涵设计基本规范》，2006年3月出版

列车辅助电源系统试验研究 第4篇

关键词：列车供电系统,辅助电源系统,试验平台,蓄电池,地面联调联试

列车供电系统主要包括牵引供电系统、辅助电源系统及控制供电系统。辅助电源系统采用按各电源系统贯穿全列车的方式, 由牵引变压器辅助绕组提供电源。其供电的设备有空调装置、换气装置、蓄电池及ATP主控电源。在高速动车组的设计研究中, 对辅助电源系统提出了更高要求, 同时在装车前对辅助供电系统应进行性能验证, 以保障列车辅助供电系统的可靠性、可用性、安全性。

1 辅助电源系统

列车辅助电源系统主要包括辅助电源装置 (APU) 、辅助整流器及蓄电池组等, 可以输出以下五制式电源:非稳定单相AC 100 V电源;稳定单相AC 100 V电源;稳定单相AC 220 V电源;稳定三相AC 400 V电源;稳定DC 100 V电源。辅助电源装置输出AC 100 V和AC 220 V为列车供水系统、服务系统提供电源, 并向牵引系统的相关通风机输出三相AC 400 V电源, 其内还设有向电热器等供电的AC 100 V电源用辅助变压器 (ATr) 。辅助整流器主要输出DC 100 V电源, 为蓄电池及插座、服务设备等车上直流设备提供电源。蓄电池主要为列车提供主控电源及应急电源。

2 地面试验平台

辅助电源试验平台主要由3部分组成:主电路系统、控制系统、测量系统。其主要功能包括:校核辅助电源系统及各部件的参数是否匹配, 测试各种工况下辅助电源系统各项技术参数 (电压、电流、功率、温度等) 是否符合设计要求;通过校核参数, 实现对辅助电源系统优化设计;按照标准要求, 完成辅助电源系统的型式试验考核;开展辅助电源系统的相关研究性试验项目。

试验平台主电路系统需要能够适用于不同列车的辅助电源系统, 主电路系统由动力变化单元、被试件、连接装置、负载装置组成。动力变换单元由单相感应调压器、调压器、单相变压器等组成 (见图1) 。

试验平台控制系统的控制方式、逻辑关系需要能够模拟各种辅助供电系统运行工况。控制系统主要由工控机、PLC S7-200、扩展I/O等组成 (见图2) 。

试验平台测试系统需要方便、精确、可靠、功能全面。由于要适用于不同的辅助供电系统测试, 需设置全面的测试项目与硬件;应具备试验数据自动采集, 实时跟踪功能;应采用高精度传感器和采集系统。测试系统主要由传感器、信号调理模块、PCI数据采集卡等组成。试验平台测试系统原理见图3。

3 试验验证

利用辅助电源系统试验平台对辅助电源装置、辅助整流器及蓄电池组构成的辅助电源系统进行试验, 包括辅助电源装置的电源输出特性试验, 辅助整流器的输出特性试验及蓄电池充放电特性等试验项目。

3.1 试验方法

辅助电源系统提供电源的主电路工作过程为三相AC 380 V、50 Hz电源经过单相感应调压器输出, 将此三相电变换为被试件输入电源, 调压器其容量为500 k V·A, 输出最高电压为AC 1 200 V, 然后再经隔离变压器后, 为被试辅助电源装置提供电源。调节电阻和电抗模拟加载在被试品上的负载。控制系统的主要工作过程为逻辑控制单元 (PLC) 根据各种工况的开关量控制主回路中各接触器的动作, 模拟辅助供电系统在不同工况下的运行状态。通过上位机Labview控制程序可以改变相应的PLC逻辑控制关系, 灵活实现不同工况的模拟控制。测试系统的主要工作过程为通过相应的电流、电压、温度等传感器测量信号, 并通过PCI采集卡对数据进行采集。测试系统基于Labview的软件平台, 实现了测试软件与硬件的无缝连接, 并在Labview软件平台上, 开发了独特的信号分析模块, 实现了信号分析、数据处理和数据波形的显示。

3.2 试验数据

通过试验验证辅助电源装置在不同工况下, 其输出电源品质是否符合相关要求。其测试数据见表1。

调节试验平台单相调压器, 使之输出AC 400 V为辅助电源装置APU供电, 分别在无负载及负载为12 k V·A两种工况下检测辅助电源装置AC 100 V支路及AC 220 V支路的电源输出特性。由表1可见, 辅助电源装置电源输出品质满足相关标准要求。

通过试验平台为辅助整流器提供AC 400 V电源, 辅助整流器输出DC 110 V电源为蓄电池组提供电源。调整试验平台负载装置作为蓄电池组的放电负载。通过试验平台的控制系统实现对蓄电池组的放电控制。辅助整流器输出参数见表1。

蓄电池放电特性试验过程中分别测试碱性蓄电池及酸性蓄电池不同温度下的放电特性。

图4和图5中, 蓝线代表碱性电池的放电曲线, 粉线表示酸性电池的放电曲线。在环境温度为25 ℃时, 碱性电池和酸性电池放电曲线基本一致, 放电起始电压在2.07 V左右, 经过超过11 h的放电过程, 蓄电池电压为1.8 V左右, 此过程电压变化速率为0.024 V/h。在环境温度为0 ℃时, 碱性蓄电池和酸性蓄电池放电曲线出现偏差, 碱性蓄电池放电起始电压为2.06 V, 而酸性蓄电池的起始电压为2.03 V, 经过9.5 h的放电过程, 碱性蓄电池和酸性蓄电池的放电电压基本保持一致, 放电电压达到1.8 V左右, 此过程碱性蓄电池的电压变化速率为0.027 V/h, 而酸性蓄电池的电压变化速率为0.024 V/h。通过蓄电池放电容量曲线 (见图6) , 可以得出碱性蓄电池的容量变化速率明显与酸性蓄电池容量变化的不同, 碱性蓄电池在循环放电120次左右时, 容量变化了100 Ah, 而酸性蓄电池在循环放电140次左右时, 容量变化了50 Ah, 可见碱性蓄电池容量变化速率比酸性蓄电池快。

3.3 试验结论

通过对辅助电源系统的试验分析可知, 辅助电源装置所提供的AC 100 V、AC 400 V及AC 220 V电源品质满足设计要求, 辅助变流器提供的DC 110 V电源品质满足设计要求。通过对碱性蓄电池和酸性蓄电池放电特性分析可以得出以下结论:试验过程中的碱性蓄电池和酸性蓄电池放电特性均受温度影响, 温度越低放电过程越迅速。其中碱性蓄电池的放电电压变化速率受温度的影响比酸性蓄电池要明显, 碱性蓄电池的放电容量变化速率快于酸性蓄电池。

4 结束语

列车辅助电源系统试验研究的意义在于:辅助电源系统作为列车供电系统的重要组成部分, 若能在装车前检验其特性指标, 将明显降低整车调试难度, 减少地面联调联试时间, 更进一步保证列车行车安全, 提高产品安全性和可靠性, 提高产品维护、检修效率, 为产品优化设计等提供依据。

参考文献

[1]董锡明.高速动车组工作原理与结构特点[M].北京:中国铁道出版社, 2007.

[2]EN 50155铁路应用铁道车辆上用的电子设备[S].

机务系统列车平稳操纵资料 第5篇

一是搞好列车操纵工作，是铁路适应市场经济的需要，关系到铁路运输在国际运输市场的地位和铁路运输的经济效益。

二是平稳操纵可以减少断钩事故的发生，防止因操纵不当而伤害到旅客的生命安全，使列车的通过能力得以提高。

三是平稳操纵工作是铁路机务系统在服务质量上的具体体现，它直接反映机务系统的管理水平、职工素质、机车质量等总体工作的整体水平。

一、旅客列车的平稳启动

列车启动平稳操纵包括手柄的使用和制动机的使用。

1.站内上坡道的车站起车

手柄要适当高一点，提手柄同时撒砂，但电动机电流最好不超过500A。道岔处保持电流平稳，机车越过道岔之后，迅速提手柄增加柴油机转数，提高电动机功率，加速。

2.站内平道出站方向上坡的车站起车

早停车，充分利用地形，预留启动加速距离，使列车在站内就达到一定速度有利于出站爬坡。

3.出站方向下坡道的车站起车

尽量靠前停，起车后可减少整列过岔出站时间，充分利用出站后的下坡达到技术速度，省油节电。

4.坡道起车是个难点

如果列车被迫停在坡度较大的上坡道，停车前要尽量选择停车位置，适当撒砂。停车前单阀单制不小于200kPa，使车钩压缩，再使自阀减压不小于100kPa。当有开车条件时，先提主手柄、电动机电流达到400A左右，先使自阀缓解，再缓解单阀同时迅速提主手柄提高牵引电动机电流，适当撒砂，电动机不超过最大瞬间电流即可。

二、旅客列车途中的平稳运行

1.机车车辆是通过车钩及缓冲装置机械连接成的组合体

缓冲装置为弹性元件，通过拉伸或压缩吸收列车的纵向冲击振动。当机车车辆间的拉伸或压缩变化较小时，被缓冲装置完全吸收，列车不会有明显冲动。当列车纵向冲击振动过大，机车车辆间的拉伸或压缩变化超过了缓冲装置的容量时，列车就会产生明显的冲动。因此，消除列车有害冲动，实现平稳操纵的要点在于，尽量减小车钩的伸缩变化，通过合理操纵使列车的车钩全部拉伸或全部压缩，当车钩由压缩状态过渡到拉伸状态，或由拉伸状态过渡到压缩状态时，要缓和平稳。当列车施行常用制动时，可以通过增大或减小机车制动力，使车钩压缩或伸张，抑制其伸缩变化，减小机车车辆的制动压力差及制动先后时差，实现平稳操纵。无论增大还是减小机车制动力，都应根据当时的运行速度、线路纵断面、列车编组、列车制动力等具体情况，该增则增，该减则减，而且增减要适时、按比例、循序渐进，不能突然增减，否则适得其反。列车行驶处于鱼背形、锅底形线路上施行制动或缓解时，受线路纵断面的影响，会使列车中的车钩伸张与压缩状态的转化加剧，当车辆与车辆之间的拉伸或压缩能量超过缓冲装置的容量时，就会导致冲动。列车行驶在曲线上施行制动与缓解，由于列车随曲线而弯曲，影响了制动波速和缓解波速，扩大了列车前后部车辆的制动与缓解时差，也使冲动增加。所以，施行制动或缓解尽量避免在鱼背形、锅底形及曲线上进行。

2.列车运行中产生冲动的原因及操纵办法

旅客列车在运行阶段发生冲动的原因有空转、功率变换频繁及其他原因。

（1）旅客列车在上坡道运行时，应提高列车运行速度，以较高的速度闯坡。爬坡时，多施行预防撒砂，防止空转发生，持续电流不得超过允许值，待全列车全部进入下坡道时再回手柄。

（2）旅客列车在平道上运行时，因将列车速度提高至所需速度时，要适当调整机车牵引力，主手柄提高或降低操作不要过快，以避免列车发生冲动。

（3）旅客列车在起伏坡道上运行时，可利用机车的牵引力调整列车运行速度，使车钩呈现伸张状态通过变

坡处。

在旅客列车运行中，发现列车压力表表针急剧下降、摆动，应迅速停止向列车管道冲风,解除机车牵引力，及时采取停车措施。停车后查明原因并妥善处理,确认列车管道通风状态良好后,方可重新启动机车。

防止空转，稳态启动。在平道与小坡道启动时，因为列车平均启动阻力小，启动比较容易，拉钩启动（特别是慢启动）时，列车接近稳态运行，车钩受力不会超过机车的启动牵引力，待列车缓解后就可以徐徐加力启动。

三、旅客列车进站停车

1.旅客列车进站停车一段制动法

一段制动法是指一次制动（包括1～2次的追加减压）使列车平稳，准确稳妥停车的操作方法。采用一段制动法进站停车时要做到以下几个方面。

（1）根据列车速度、制动力及线路纵断面等具体情况来确定制动时机。初次减压量掌握在50～80kPa范围内，不可过大；在自阀手柄移至制动区某一减压位置的同时（上坡道自阀制动前），将单阀手柄推至缓解位约1s左右（根据减压量大小及工作风缸降压速度掌握），利用适当降低工作风缸压力的方法延迟机车制动缸升压，以消除机车制动快而引起的列车纵向压缩冲动，但机车制动缸压力不得低于50kPa。

（2）准确掌握追加减压时机和追加减压量，根据列车降速情况和停车目标距离适时适量地追加减压，是实现稳准对标停车的重要环节。第一次追加减压应在初次减压排气结束6s后进行，第二次追加减压，时隔时间也应在3s以上。追加减压次数一般不宜超过2次，每次追加减压量以20kPa左右为宜，但最后一次追加减压最好掌握在20kPa以内。追加减压后，应将单阀手柄再次瞬间推向缓解位（约半秒），使追加减压后的机车制动缸压力在原有压力的基础上增加20～30kPa。

（3）制动保压停车时，须注意机车制动力与列车制动力的合理匹配（按列车制动力强弱掌握），减小和避免列车冲动。增加机车制动力时，机车制动缸压力波动应在30kPa以内，并不得连续进行，机车制动缸压力不得低于50kPa。

2.旅客列车进站停车两段制动法

旅客列车进入车站侧线或限速线路停车时，当进站速度将超过道岔限速时，为确保行车安全，应在进站前施行一次调速制动，待速度降至规定要求时，于道岔前方施行缓解，进站后再施行制动停车，即两段制动法。采用两段制动法进站停车要做到以下几个步骤。

（1）第一段调速制动应根据列车速度、列车制动力找准时机，初次减压量掌握在50～80kPa范围内，追加减压不超过一次，累计减压量应控制在100kPa以内，防止减压量过大，或因列车编组辆数过多，而造成第二段制动前副风缸不能充足气，而引起列车冲动、超标及列车速度过低造成晚点。

（2）第二段制动时，必须待全列车充足气后再进行（列车管道与副风缸达到规定压力）。如果第一段制动时间较长，应考虑闸瓦已热，制动力降低的因素，在留有适当追加减压量的前提下，要适当提前减压，仍将减压量控制在50～80kPa范围内，然后根据列车降速情况及停车标距离，适当地追加减压。第一次追加减压时，追加减压量可按（20±10）kPa掌握；第二次追加减压时，减压量则不应超过20kPa，每次追加减压时均须有适当时间间隔，并及时用单阀消减机车制动力，以避免引起冲动。综上所述，机车操纵是机车乘务员的一项综合技能，也是机车乘务员一次出乘作业过程标准化程序的主要内容。因此，作为一名合格的乘务员，要有过硬的操纵本领，才能使列车在线路上安全、顺利地运行

电力机车平稳操纵

一、HXD3机车平稳操纵方法 1.列车在站起车时的平稳操纵方法

（1）始发站及中途站试风后的起车方法

因列车在始发站及中途站试风后，由于站场线路纵断面的不同，车辆车钩将出现拉伸或压缩的情况，因此在试风完毕列车保压待发前，应先将机车小闸缓解（需侧压小闸手把进行缓解）使机车与机后第一位车辆车钩处于拉伸状态，而后再将小闸置于全制位。待发车后，司机先提手柄至“1位”，待牵引力上升并稳定后，司机缓慢下拉小闸（注意在小闸200~100千帕时稍作停留），直至机车小闸缓解完毕，待机车与机后第一位车钩拉直后，再缓解大闸，而后运行3~5米后，待全列车钩处于拉伸状态时，再根据限速情况提手柄加速。（2）中间站停车后再开车时的起车方法

中间站停车后也可采取上述第一项起车方法起动列车，但由于上述第一项操纵方法较为复杂，易造成列车起车晚点，因此建议采取以下方法起车。中间站停车后，司机在检查走行部完毕列车发前，将小闸置于全制位，待列车发车后，司机先提手柄至“1位”，待牵引力上升并稳定后，缓解大闸，待列车管充风至550千帕以上时，司机缓慢下拉小闸（注意在小闸200-100千帕时稍作停留），则列车可实现平稳起动。2.列车加速时的平稳操纵方法

由于HXD机车牵引力较大，列车在起动时极易出现牵引力波动的情况，从而使列车起动时出现前后耸动的情况，造成列车不平稳。因此在列车起动后的低速加速阶段，司机手柄给定级位应掌握在大于实际速度1位左右，如：列车速度为8km/h时，手柄级位维持在1.8~2.0之间，同时在列车速度不断升高的同时，逐提高手柄级位，此时为防止机车力波动造成列车前后耸动的情况，司机应持续撒砂。

3.列车贯通实验时的平稳操纵方法

由于进行列车贯通实验时，乘务员多采取带流制动的方法，但和谐机车牵引力较大，列车在进行贯通实验实施列车制动后，列车降速较为缓慢，而乘务员采取回手柄降低牵引力的情况，此时由于回手柄时机或方法掌握不好，极易出现列车冲动，因此应在进行贯通实验时应注意以下几方面：

首先，因贯通试验时司机需操纵的环节较多，建议由二位司机（学习司机）进行车机联控。

其次，司机进行贯通试验，在大闸减压前，需保证手柄级位高于列车当时速度，但手柄级位不宜太高，大于速度0.5级即可，并保证牵引力稳定。

第三，司机实施列车制动后，及时缓解小闸，待列车制动排风完毕，车辆制动上闸后，将手柄级位稍回至缓解速度稍高的级位，高于缓解速度0.2级即可，待列车速度下降至缓解速度，机车牵引上升并稳定后，再缓解大闸。

举例说明：列车速度40km/h，手柄级位在4.1-4.5级之间，实施列车制动并车辆上闸后，将手柄回至3.5级，待速度下降至35km/h以下且牵引力输出稳定后，再缓解列车制动。

第四，根据线路纵断面的不同，如在线路坡度较大的上坡道，司机可不回手柄，待列车速度下降后，直接缓解大闸即可，避免发生机车牵引力消失后，机车后座的情况，从而造成列车不平稳。4.机车过分相时的平稳操纵方法 由于目前HXD3与HXD3C机车在回手柄时，牵引力下降的速度并不相同，因此在过分相时操纵应注意：（1）HXD3型机车

司机回手柄时，应将手柄回到稍低于列车速度，待牵引力消失后，再将手柄回至“1”位，稍停后再回至零位，不要直接回到“1”位，更不能直接回0位，避免列车冲动。在机车通过分相合闸且辅助变流器起动后，司机将手柄提示“1”位，观察原边电流上升后，再提手柄，这样可避免初次提手柄无牵引力输出，从而造成二次回手柄再提的情况。

（2）HXD3C型机车

由于HXD3C型机车牵引力的下降较为平缓，司机在过分相前回手柄时，可直接将手柄回至“1”位，待牵引力消失后，再回至“0”位断电，如列车处于上坡道时，也可采取上述第一项HXD3型机车回手柄的方法，避免列车发生冲动。

（3）通过分相后，无论HXD3、HXD3C型机车根据列车当时速度，给定手柄级位：

①如列车处于上坡道或平道时，为防止手柄给定级位高于列车速度造成机车前冲列车冲动的情况，因此手柄级位要与列车速度相等或稍低0.1级，例如：列车速度110km/h，则手柄给至10.9或11.0级，待列车速度自然下降、机车牵引力输出上升并稳定后，再将手柄给至固定级位。

再将手柄回至“1”位，稍停后再回至零位，不要直接回到“1”位，更不能直接回0位，避免列车冲动。在机车通过分相合闸且辅助变流器起动后，司机将手柄提示“1”位，观察原边电流上升后，再提手柄，这样可避免初次提手柄无牵引力输出，从而造成二次回手柄再提的情况。

②如列车处于下坡道时，司机给定级位要高于列车速度0.1级，待牵引力输出后，及时提高手柄级位，避免牵引力出现波动。

③加速时，注意采取持续撒砂的方法，防止牵引力波动或CI瞬间封锁，列车前后耸动，造成不平稳的情况发生。

5.列车区间调速时的平稳操纵方法

列车在区间调速时，应做到先实施列车制动，待排风完毕，车辆上闸后，再回手柄，从而使车辆车钩始终保持在拉伸状态，从而实现列车调速期间的平稳。

如牵引重点列车时，司机可采取在适当地点，切除机车电机，仅留一台或两台电机，降低机车牵引力，在实施列车制动，待排风完毕，车辆上闸后，根据列车降速趋势逐渐再回手柄，但机车手柄级位要始终保持高于列车速度，从而使机车车钩及车辆车钩始终保持在拉伸状态，从而实现列车调速期间的平稳。6.列车在站停车时的平稳操纵方法 列车进站后，司机应做到先实施列车制动，待排风完毕，车辆上闸后，再回手柄，从而使车辆车钩始终保持在拉伸状态，从而实现列车在站停车时的平稳。

如车辆制动力较强，且机车实际停车位置与停车标位置较近时，若采取两段制动的方法，则列车势必出现充风不足，制动时造成冲动的情况。此时，可发挥和谐型电力机车牵引力较大的特点，在列车降速过程中，将手柄给至低于列车速度的级位，待列车速度下降且牵引力上升后，根据停车位置的距离逐步回手柄，从而使列车既能对标停车，又做到避免两段制动充风不足造成列车冲动的情况。但此种方法在停车过程中不易长时间采用。

如牵引重点列车时，司机可采取在适当地点，切除机车电机，仅留一台或两台电机，降低机车牵引力，在站停车，实施列车制动后，待排风完毕，车辆上闸，根据列车降速趋势逐渐再回手柄，但机车手柄级位要始终保持高于列车速度，从而使机车车钩及车辆车钩始终保持在拉伸状态，从而实现列车在站停车期间的平稳。待列车停稳后，将机车小闸置于全制位，再回手柄解除牵引力，避免机车后座发生冲动。

二、HXD3型电力机车途中常见故障应急处理方法 1.受电弓故障

现象：升不起弓或自动降弓

处理方法：

（1）检查升弓气路风压是否高于600Kpa。如低于此值应按压一下辅压机按钮SB95（在控制电器柜上），使用辅助压缩机泵风，当风压达到735Kpa时，辅助压缩机自动停打。

（2）检查控制电器柜上的各种电器开关位臵，应臵于正常位臵。如有跳开现象，请检查确认后，重新闭合开关。

（3）换弓升弓试验。

若机车运行中自动降弓，停车确认受电弓损坏程度，记录刮弓的地点。通过低压电器柜上的开关SA96，控制隔离开关QS1或QS2隔离损坏的受电弓。可以换弓继续运行。

若刮弓导致受电弓破损严重，需要登车顶作业，请求停电，参照执行机安函[2006]135号文件内容，做好必要的安全防护。

（4）若故障在乘务员接乘时出现，检查管路柜内蓝色钥匙，应处于竖直位，即开放状态。

（5）故障在接乘时出现，可以使用正常的受电弓运行，也可以按照下面的步骤查找故障受电弓的问题。首先，检查升弓塞门U98，应臵于打开位臵（顺位开通）。其次主断控制器，将其上面的开关臵于“停用”位臵，如能升起弓，说明主断控制器故障。2.主断合不上

处理方法：

（1）检查气压正常，不低于于650Kpa。（保证风压继电器KP58闭合）（2）检查司控器主手柄处于“0”位。

（3）检查两端司机室操纵台上的紧急制动按钮，应该在弹起位。（4）半自动过分相按钮在正常弹起位。

（5）过分相后合不上主断，关闭全自动过分相装臵。

（6）若故障在接乘时发生，检查各相应的塞门开关。检查主断气路塞门U94臵开启位（顺位开通）。检查CI试验开关SA75臵“正常”位。3.提牵引主手柄，无牵引力

处理方法：

（1）确认各风机启动完毕（换向后，风机启动）。

（2）确认停车制动在缓解位，制动缸压力小于150kpa时操纵台停车制动红色指示灯应熄灭。

（3）确认制动系统CCB-II显示幕不显示动力切除状态。（4）监控未发出卸载信号。

（5）通过TCMS显示屏查看机车部件的状态，发现异常，到低压电器柜检查对应的自动开关是否处于闭合位。4.主变流器故障

现象：跳主断，故障显示灯亮，微机显示主接地、牵引电机过流、主变压器牵引绕组过流、中间回路过电压、网压异常等。

处理方法：

（1）将司控器手柄回“0”位，按操纵台“复位”按钮，再合主断提手柄试验。此时注意TCMS提示的内容，包括故障信息和电机牵引力情况。

（2）如合不上主断，或提手柄后就跳主断，应根据提示隔离相应的主变流器，然后再合主断试验牵引。隔离操作需要在微机屏上手触进行。隔离切除后，机车损失部分动力。

注：当故障严重时，在司机室有可能听到机械间里有很大的“放炮”声音，并可能有冒烟现象，司机室微机屏显示相应的主变流器故障。

5.辅助变流器故障

现象：跳主断，故障显示灯亮，微机显示辅助变流器输入过流、辅助回路过载、中间回路过电压、辅助回路接地等故障信息。

处理方法：（1）辅助变流器有二组，当一组出现故障，微机会自动转换。此时通过微机显示屏查看信息，KM20应闭合。

（2）若微机转换异常，可以手触显示屏“开放”故障的一组辅助变流器，让TCMS切除转换；也可以断合低压电器柜上的辅助变流器自动开关QA47进行复位转换。

（3）若还不能正常转换，需要停车降弓，断开蓄电池总电源 30秒以上进行复位。

注：当切除一组辅助变流器后，牵引风机将全速运转，只有一台空压机投入工作。

6.油泵故障

现象：机车降功率1/2，微机显示信息，故障显示灯亮。

处理方法：

（1）当二个油泵有一个故障时，先断合几次故障油泵的空气自动开关（QA21、22），如能恢复继续运行。

（2）如仍有故障，TCMS检测到信号后会自动将相应的三组主变流器隔离，即切除一个转向架的动力。在可能的情况下，维持运行至前方站，再做处理。7.主变油温高故障

现象：跳主断，继电器KP52动作，微机显示信息。

处理方法：

（1）在停车状态下，用手触摸油箱检查油温，观察机车右侧油温表是否异常，不能高于90℃。若油温高，油温高继电器动作，不允许机车运行，否则影响变压器绝缘、氮气保有量等，需请求救援。

（2）断合总电源复位，若故障消除继续运行。无效，请求救援。

8.牵引风机故障

现象：机车降功1/6，故障显示灯亮，微机显示风机故障或风速故障。处理方法：

（1）当一组风机故障时，可断合几次相应的空气自动开关（低压电器柜上）。

（2）若故障无法恢复，TCMS会自动将相对应的一组CI切除，也可在微机屏手触切除，即主变流器六组中有一组不工作，机车保持5/6的牵引力，可维持运行。

9.冷却塔风机故障处理

现象：故障显示灯亮，微机显示冷却塔风机或风速故障。处理方法：

（1）当一组冷却塔风机故障时，可断合几次相应的空气自动开关（QA17、18）。

（2）如确实故障，只在TCMS显示器上报故障，机车仍能继续牵引。

注意：虽然能正常工作，但变压器油温会逐渐升高，最终会因为油温高而停止动力输出。司机可根据牵引吨位、行走路程，判断是否前方站停车，也可以征求技术人员意见作出判断。

9.空转故障

现象：空转故障显示灯亮，微机显示电机空转。处理方法：

（1）按压“复位”按钮，适当降低牵引级位，人工撒砂。

（2）若某个电机持续空转，通过微机屏切除相应的主变流器，机车损失1/6动力。

10.110V充电电源（PSU）故障

现象：微机显示PSU故障。处理方法：

（1）PSU有二组，当有一组出现故障，微机会自动转换。

（2）若微机没有转换，尽量在前方站停车，输入检修密码“000”，修改日期，例如今天是6月1日，改成6月2日或5月30日等，以此类推，即改变日期的奇偶数，断合总电源复位，微机重启将PSU转换到另外一组工作。

11.控制回路接地

现象：操纵台控制回路接地故障显示灯亮，控制回路接地开关QA59跳开。处理方法：

（1）检查低压电器柜上的各开关，是否有跳开（除QA59）。（2）若有跳开，查看其对应的功能，尝试重新闭合。

12.原边过流故障

现象：主断跳开，故障显示灯亮，微机显示信息。处理方法：

（1）手柄回零，按“复位”按钮，重新闭合主断试验牵引。（2）若无效，请求救援。

13.各种电气故障不能复位、不能解决的处理

本机车是微机控制机车，多数故障微机系统能自动进行转换处理，并提示相关的信息。若微机系统没有处理或转换异常，而现存故障又严重影响机车牵引时。需要停车降弓，断开蓄电池电源30秒钟以上（QA61），让微机系统重启复位。

特别注意：机车在断开蓄电池总电源后，列车管压力将以常用最大减压量减到0。

14.制动机系统故障产生的惩罚制动

现象：机车实施常用或紧急制动，制动显示屏显示惩罚制动、显示器识别错误等信息。

处理方法：

（1）通过变换制动机手柄位臵，尝试恢复。

（2）停车降弓，断开蓄电池总电源30秒钟以上，再重新闭合。

（3）这种故障一般只在一个操纵端出现。乘务员换成后端操纵，二人配合，一人控制机车，一人在前端了望，将列车维持进前方站后，请求救援。

参考文献：

对城轨列车辅助供电系统的探讨 第6篇

摘要：本文通过对集中和分散供电系统的对比分析，能够看出采用并网供电技术的集中供电系统会更有优势，所以，在城轨列车辅助供电系统的设计与应用中，如果对列车的安全、稳定运行要求更高一些，则采用冗余度更高的分散供电系统；如果对列车的检修维护和节能降耗要求高一些，那么则采用集中供电且冗余度较高的并网供电系统。

关键词：城轨列车；辅助供电；集中供电；分散供电

供电系统的列车辅助供电系统主要包括交流和直流电源。交流供电系统主要由辅助变流器、辅助设备电机、电热器等交流负载设备组成，由辅助变流器供电；直流供电系统主要由充电机、蓄电池、直流用电设备组成，由充电机和蓄电池供电。

1 城轨列车辅助供电系统概述

城轨列车为辅助供电负载。辅助供电负载主要由交流负载和直流负载组成。

1.1 交流负载

1.1.1城轨列车的HVAC系统：城轨列车的每节车厢设置二个空调单元，其交流能耗设备主要是：（1）空调压缩机；（2）冷凝风机；（3）通风机；（4）司机室通风机。假如在寒冷地区，还要增加加热器。由于空调单元的加热与制冷不会同时工作，并且设备在制冷时的功率往往是大于设备加热时的功率，所以，我们在负载计算时一般只需考虑设备在制冷时的功率就行。正常情况下，所有的辅助逆变器都呈正常工作状态时，列车的HVAC系统也就会正常工作；假如辅助逆变器出现故障，那么则根据故障程度，采取对相应空调压缩机或者是空调机组进行切除的方法。

1.1.2HVAC系统空气压缩机：城轨列车的每列车，都安装两个空气压缩机，负责整列车厢的空气供风制动系统。当风压低于规定设定值时，两台压缩机自动启动；当风压高于规定设定值时，则只启动一个就可以；当车厢的主风缸压力已经高于规定的最高设定值时，则必须关闭两台空气压缩机。

1.1.3HVAC系统牵引通风机：牵引通风机主要负责给HVAC系统牵引逆变器进行强迫风冷，而对于非强迫风冷的牵引箱，则不存在牵引通风机。

1.1.4HVAC系统制动电阻风机：HVAC系统在电阻制动时会消耗大量的能量，导致HVAC系统的制动电阻温度会呈急剧升高状态，那么就需要通过系统的制动电阻风机来进行强迫通风，以达到散热降温的目的，从而保护系统制动电阻。不过对于自然冷却的动电阻，则不需要启动制动电阻风机。

1.1.5HVAC系统交流220V负载：负载包括：方便插座、客室普通照明（AC220和DC110V供电制式都有）、显示屏（AC220和DC110V供电制式都有）等。

1.2 直流负载

直流DC110V和DC24V负载：主要包括控制电路、应急照明、旅客信息系统等。

2 辅助供电系统供电方式

根据不同种类的城轨列车辅助供电系统，负载的数量与功率也不同。以下是对某B型六节编组的地铁列车的辅助供电系统的分析负载参数。

2.1 辅助电源交流负载负荷统计表

因为辅助电源系统（交流电源）的最大负载工况是在夏季，故只对夏季负载进行计算和分析。

冬季负载，夏季中不适用。

交流（AC380V/AC220V）负载容量：从辅助电源负荷统计表中看到，正常工作状态下，辅助供电系统最大交流負载为夏季负载304.8kVA。

2.2 列车集中供电方式

在每列列车的集中供电系统中，设置两台辅助逆变器，辅助逆变器的运行是通过系统的三相输出接触器分别向3节车厢供电。供电电路可以是并联供电、扩展供电。如果是集中供电的扩展供电方式，在正常工作状态下，M车上的三相母线接触器处于断开状态，两个单元各自独立工作；如果是集中供电的并联供电方式，列车的交流供电母线是贯通的，两个辅变单元共同向列车负载供电。

每台辅助逆变器的容量通常设计为220kVA左右，如果采用的是集中供电的扩展供电方式，当某个辅助逆变器出现故障时，首先断开输出接触器，将其与供电母线隔离，同时，通过系统的闭合扩展供电接触器，及时将非故障电流引入发生故障单元，以保障故障单元的正常工作。由于集中供电系统采用的是并联供电方式，这使得单个辅助逆变器无法满足整列车正常运转的负载要求，因此，需要及时切除相应的负载功能。负载重新分配时将保留Mc车和M车的牵引风机和制动电阻风机。以保证有一台空气压缩机的正常工作。系统功率减少一半后，需要切除系统内功率消耗大的空调设备。此时整列车的负载功率为228kVA，一台辅助逆变器的容量可以满足要求。

2.3 分散供电

列车的分散供电系统在每节车箱上都安装有一台辅助逆变器，通过系统的三相输出接触器，向380V交流的列车母线供电。一般辅助逆变器的设计为73kVA，这使得整列列车的交流供电系统的总装机容量就达到438kVA，保证了整列列车的负载。这样，即使有一、两台辅助逆变器出现故障。容量为365kVA和292kVA的辅助逆变器仍然能够满足列车的正常运行。当出现三台辅助逆变器发生故障时，则只需切除一半的空调压缩机就能保证列车所有通风机组的正常工作，列车仍然能保证安全、无限速的运行。假如出现四台或者是五台辅助逆变器发生故障，则必须切除所有空调设备，以保证列车正常运行到最近站点，组织旅客换乘其他列车。

2.4 两种供电方式的分析比较

目前，列车的集中供电系统运用比分散并网系统在辅助逆变器设备的数量上要少，其检修以及维护的成本要低；不过分散供电系统的故障冗余能力比较强，但列车布线更复杂、检修维护成本要更高。现在，集中供电系统多数采用扩展供电方式，每个单元的运作是独立的，即使出现负载波动，也只影响本单元，而分散供电多数采用的是并网供电形式，其抗负载冲击能力比集中供电系统更强。集中供电系统所装备的辅助逆变器箱每个约1400kg，这样整列车重量就仅为2800kg。但是分散并网供电系统的辅助逆变器箱不带充电机时约875kg，带充电机时约为965kg，整列车重量是5430kg。使用集中供电系统比分散供电系统整列车要轻2630kg，地铁列车运行单位对整列车的单位能耗非常的在意，列车减重也是所有车辆制造厂努力的方向，采用集中供电系统的列车要比采用分散供电系统的列车更节能，因此新生产的城轨车辆比较倾向于采用集中并网供电系统。

参考文献：

[1]彭驹，莫坚.深圳地铁1号线续建工程车辆辅助系统设计[J].电力机车与城轨车辆，2009，（4）.

机车列车供电装置负荷试验系统 第7篇

主营客运电力机车和内燃机车都设有列车供电装置, 以满足客车车厢空调、采暖、照明、电茶炉等电器的用电需要。大部分客运电力机车采用的是机车集中整流、客车分散逆变的供电方式, 机车上设有两套完全独立的供电绕组和整流装置, 容量各为400kVA, 分别向列车供给两路DC600V电源。DF11G客运内燃机车提供两路AC400V容量为400kVA三相交流电源, 向客车车厢供电。

客运机车向客车车厢供电系统的好坏与旅客的旅行生活息息相关。因此, 客运机车检修后, 其列车供电系统必须作相关试验检查并进行负荷试验。本文介绍了兼容直流和交流两种供电方式的列车供电系统负荷试验设备。

二、总体设计

列车供电系统负荷试验设备主要由:电动自动开关、直流接触器、可控硅整流电路、可控硅触发电路、大功率IGBT、IGBT脉宽控制电路、大功率风冷负载电阻、霍尔传感器、电子控制系统、工控机、数字仪表和调节电位器组成。兼容直流和交流两种供电方式的列车供电系统负荷试验设备将三相交流电经可控硅整流成直流, 通过控制负载调节电位器, 经过大功率电子开关将电能消耗在大功率电阻上, 实现列车供电系统负载无触点、有档、无级平滑调节, 便于整定过载值, 系统同时可以实现冲击加载试验, 满足了考核机车列车供电装置自动控制回路的抗扰性能。工控机通过采集卡采集试验信息, 最终生成试验记录报表。系统原理如图1所示。

兼容直流和交流两种供电方式的列车供电系统负荷试验设备, 采用三相全控桥电路, 然后和直流列车供电系统共用一套负载, 降低了设备成本。

三相全控桥整流电路中采用TC787集成电路, 产生三相全控桥触发脉冲, 并将脉冲调制成23.5kHz窄脉冲, 通过脉冲触发盒将输出电路与脉冲产生和控制电路隔离。TC787集成电路有脉冲封锁功能, 在试验异常情况下, 能自动封锁输出, 确保机车、设备、人身安全。

直流加载电路采用IGBT调制控制技术, 大功率IGBT工作在开关状态。AC400V列车供电装置进行负荷试验时, 选取某一档负载, 相应档位IGBT开通, 用整流控制电位器来调节负载电阻的电流的大小, 实现负载平滑调节;也可以先用整流控制电位器把整流电压调整好, 利用IGBT的档位切换来实现突加减负载。DC600V列车供电装置进行负荷试验时, 选择“调制”控制, IGBT的栅极控制脉冲被调制成50Hz的PWM波, 利用脉宽调节来控制负载电阻的电流的大小, 选择“直流”控制模式, 则可利用IGBT的档位切换来实现突加减负载。

设备具有冷却、过载、定时等保护功能, 出现异常情况时, 封锁整流电路、IGBT模块的触发脉冲, 确保试验安全。

三、电路设计

(一) 主电路

主电路原理图如图2所示:由于版面所限, 该图只画了第一路和第四路负载, 实际有四路负载, 第二路和第三路负载与第一路和第四路负载相似, 故图中未绘制。

SC1、SC2、SC3:三相电流传感器;SV:三相电压传感器;SC0:直流电流传感器;SV0:直流电压传感器;F1、F4:快熔;RL1、RL4:负载电阻;Jss、Jdf:直流接触器。

选择交流供电模式时, 电动开关、主接触器Jdf可以闭合, 交流机车供电装置输出的U、V、W三相交流电源经过三相全桥整流后, 经过快熔和大功率电子开关IGBT向负载电阻供电。调节三相整流器的移相角, 可以平滑调节加在负载两端的电压, 即调节输出功率。按下负载档位切换开关, 可以控制IGBT的通、断状态, 可以实现负载的突投。选择交流供电模式时, 主接触器Jss闭合, 直流机车供电系统输出的DC600V电源经过快熔和IGBT向负载电阻供电。调节IGBT触发信号的占空比可以平滑调节加在负载电阻两端的电压, 即调节输出功率。按下负载档位切换开关, 可以控制IGBT的通、断状态, 可以实现负载的突投。

(二) 移相触发脉冲信号形成电路

大规模集成触发电路TC787具有功耗小、功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽、外接元件少、调试方便、使用可靠等优点。内部结构和工作原理框图如图3所示:

经过滤波后的三相同步电压经极性和过零检测单元检测出极性和零点后, 作为内部恒流源的三个控制信号。三个恒流源的恒值电流给三个等值电容恒流充电, 形成良好的等斜率锯齿波。锯齿波形成单元输出的锯齿波与移相控制电压比较后取得相交点, 该相交点经过内部抗干扰锁定电路锁定, 保证相交唯一而稳定, 使相交点以后的锯齿波或移相电压的波动不影响输出。该相交信号与脉冲发生器输出的脉冲信号经过脉冲形成电路处理后变为与三相输入同步信号相位对应且与移相电压大小适应的脉冲信号送到脉冲分配与驱动电路。系统未发生过流等非正常情况时, 则引脚5禁止端信号无效, 脉冲分配电路完成脉冲分配功能, 并经过输出驱动电路功率放大后输出。一旦系统发生过流等异常情况时, 引脚5高电平禁止信号有效, 脉冲分配和驱动电路内部的逻辑电路动作, 封锁脉冲输出, 确保集成电路的6个脉冲输出端全为低电平。

各引脚的名称、功能和用法如下:

(1) 同步电压输入端引脚1、2、18为三相同步输入电压连接端, 分别接经过滤波后的同步电压。

(2) 脉冲输出端引脚8、10、12为与三相同步电压正半周对应的同相触发脉冲输出端;引脚7、9、11为与三相同步电压负半周对应的同相触发脉冲输出端。

(3) 控制端引脚5为输出脉冲禁止端, 高电平有效;引脚14、15、16对应三相同步电压的锯齿波电容连接端。引脚6为工作方式设置端;引脚4为移相控制电压输入端;引脚13连接的电容量大小输出脉冲的宽度。

(4) 电源端引脚17接8—18V电源正端, 引脚3接电源地。

(三) 移相触发脉冲信号放大电路

移相触发脉冲放大电路如图4所示, 它是由绝缘栅型场效应管及其相应的外接元件组成。其作用是对移相触发信号形成电路产生的脉冲信号进行功率放大, 信号由栅极G输入, 放大后由漏极D输出驱动整流桥脉冲触发盒, 触发晶闸管。

采用绝缘栅型场效应管作为功率放大元件, 其栅极静态内阻高, 且驱动电路简单, 驱动功率小, 开关速度快, 撤除栅极信号后能自行关断。

电路中WD1的稳压值为33V, 它可以抑制脉冲变压器绕组由于感应产生的过电压。R2、C2组成的阻容电路对场效应管进行保护, 防止源 (S) 漏 (D) 极之间的电压击穿。

(四) IGBT驱动信号形成电路

IGBT驱动信号形成电路框图如图5所示。系统未出现过载、定时时间到、冷却异常等情况, 选择“直流”控制模式时IGBT的触发信号为高电平, 经过负载档位切换开关和驱动电路后触发IGBT, 即可完成负载的投切;选择“调制”控制模式时IGBT的触发信号为占空比可调的PWM信号, 经过负载档位切换开关和驱动电路后触发IGBT, 即可完成负载的投切和输出功率的连续调节。

(五) IGBT驱动电路

IGBT驱动电路采用M57962AL厚膜驱动器集成电路, 内置可以在输入与输出之间实现良好电气隔离的光耦合器, 可以对被驱动的IGBT模块实现可靠的驱动, 采用双电源驱动技术, 输入信号与TTL电平兼容。引脚1:故障信号检测输入端。引脚2:测量点端。引脚3、7、9、10:空端。引脚4:驱动输出级正电源端。引脚5:驱动信号输出端。引脚6:驱动输出级负电源端。引脚8:故障信号输出端。引脚13:驱动脉冲输入负端。引脚14:驱动脉冲输入正端。内部结构框图如图6所示:

来自脉冲形成单元的驱动信号为高电平时光耦合器导通, 接口电路把该信号整形后由功率放大级的两级达林顿NPN晶体管放大后输出, 驱动功率IGBT模块导通;在驱动电路输出为低电平时, 光耦合器截止, 此时接口电路输出也为低电平, 功率放大输出级PNP晶体管导通, 给被驱动的IGBT栅-射极间施加反向电压, 使被驱动的IGBT模块恢复关断状态。

当从引脚1检测到被驱动的IGBT集-射极电压较高时, 该检测电路就认为负载短路或过载, 立即降低栅极电压, 不论输入为何种电平都封锁被驱动的IGBT的栅极脉冲, 保护电路动作输出故障信号低电平, 并从引脚8输出故障信号。经过1—2毫秒后, 如果保护电路输入的是低电平, 保护电路就自行复位到正常输出状态。

(六) 功率计量与显示电路

功率计量与显示电路框图如图7所示:

选择交流供电模式时, 三相电流传感器输出的信号经过有效值运算电路计算出三相电流的有效值, 与三相电压传感器输出的三相电压信号分别进入乘法运算电路, 三路功率信号进入加法器电路, 计算出三相交流总功率输入到数字功率表;选择直流供电模式时, 直流电流传感器和直流电压传感器输出的信号分别输入有效值电路, 计算出直流电流和直流电压的有效值, 输入到乘法运算单元计算出直流功率, 输入到数字功率表显示。在该电路中只使用了一块功率表, 根据交直流供电模式的不同, 电子开关自动选择显示交流功率或直流功率, 减少了仪表数量。

(七) 纹波系数计算电路

选择直流供电模式时, 需要计算机车供电装置输出直流电源的纹波系数, 纹波系数计算电路框图如图8所示。

直流电压传感器输出信号一路经过有效值运算, 另一路信号经过隔直电路后输入有效值运算单元, 经过有效值运算后的两路直流信号进入函数运算单元电路, 计算二者的比值, 输入到纹波系数数字表进行显示。

(八) 保护电路

系统具有过载、冷却异常、定时等保护功能, 保护电路框图如图9所示。图中W10为过载设定电位器, AN0为故障复位按钮, AN1为测试按钮, Jf为风道继电器常开节点, Js为定时器的常闭节点。由功率计量单元电路输出的功率信号与过载设定的信号输入比较器N1, 如果功率信号小于设定值, 比较器N1输出低电平, 经反相器后输入到与门电路的N2脚为高电平, 保护电路不动作。如果功率信号大于设定值, 比较器N1输出高电平并且通过二极管D13自锁, 经反相器后输入到与门电路的2脚为低电平, 与门电路的1脚产生下跳沿, 保护电路动作, 封锁三相整流器的触发脉冲信号和IGBT驱动信号, 声光报警电路动作。过载故障消除后, 按下复位按钮AN0, 可以解锁保护电路, 电路恢复正常工作。冷却系统正常时, 风道继电器常开节点Jf闭合, 输入到与门电路的3脚为高电平, 保护电路不动作。定时器时间未到时, Js的常闭节点不动作, 输入到与门电路的5脚为高电平, 保护电路不动作。按下测试按钮AN1, 输入到与门电路的4脚为高电平, 系统工作。如果发生过载、冷却系统异常、定时时间到、未按下测试按钮时, 只要一种条件构成, 与门电路的1脚产生下跳沿信号, 保护电路动作。

四、结论

该设备具有兼容交直流两种不同供电形式的机车列车供电负荷试验功能, 具有动态冲击加载和无级连续可调加载的控制模式, 满足了考核机车列车供电装置自动控制回路的抗扰性能和带载整定两项关键试验要求。该设备在具有SS9G和DF11G的机务段投入使用以来, 系统工作稳定可靠, 较好地满足了现场对机车列车供电装置负荷试验的要求。该设备的使用对提高机车列车供电装置的检修水平和提高机车的运用质量具有重要意义。

参考文献

[1]《韶山9电力机车》.余卫斌主编.中国铁道出版社.2005

[2]《DF11型内燃机车》.墅堰机车车辆厂.国铁道出版社.2001

[3]《电力电子设备设计和应用手册》.王兆安.张明勋主编.机械工业出版社.2002

[4]《电子测量技术》.林占江主编.电子工业出版社.2003

列车状态远程监视系统总体设计研究 第8篇

1 技术路线

整个列车状态远程监视系统设计的技术路线是从国内外列车状态远程监视及故障智能诊断技术发展现状出发，应用国内外在列车状态远程监视及故障智能诊断技术的最新成果，消化吸收创新;然后依据国内城市轨道列车的发展趋势及新增业务的需求，结合列车状态远程监视及故障智能诊断技术发展现状和趋势，提炼和突破难点以及关键技术;最终实现列车状态远程监视系统的设计和实现。

第一步：制定详细的项目执行计划和阶段实现目标。

第二步：通过深入调查研究国内外智能复合传感器、列车通信网、传感器网络技术、城轨车辆大容量数据传输网络技术、数据融合技术、测试技术、智能诊断技术、可靠性评估技术、车地高速无线可信传输技术发展现状，跟踪国内外列车状态远程监视及故障智能诊断技术发展趋势，提出和完善适合我国轨道交通发展的需要，具有一定前瞻性的列车状态远程监视及故障智能诊断系统实施计划。

第三步：针对关键技术与技术难点进行团队攻关;

第四步：通过实验室仿真测试突破关键技术难点;

第五步：深入研究列车状态远程监视及故障智能诊断系统基本架构，确定列车状态远程监视及故障智能诊断总体技术方案。

第六步：研发列车状态远程监视及故障智能诊断系统的相关设备样机，包括：智能复合传感器样机、无线终端设备样机、无线局域网设备样机、列车状态远程监视及故障智能诊断地面处理中心设备样机、业务终端样机等。

第七步：应用网络测试和评估平台，单项测试验证列车状态远程监视及故障智能诊断系统中的各级设备及网络功能;整合智能复合传感器样机、无线终端设备样机、无线局域网设备样机、列车状态远程监视及故障智能诊断地面处理中心设备样机、业务终端样机，测试其功能。

第八步：确定一套列车状态远程监视及故障智能诊断系统，设计安装方案并实施安装，单项现场调试。

第九步，系统联调，进入系统试运行，针对列车状态远程监视及故障智能诊断系统中各级设备进行功能、性能关联测试及现场运行，依据联调及现场运行的效果，对列车状态远程监视及故障智能诊断系统中各级设备的软硬件进行持续改进和完善。

第十步：基于列车状态远程监视及故障智能诊断系统现场装车运行考核达到项目指标要求之后，进一步研究其应用，完成相关接口规范。

2 系统功能简介

根据现有地铁公司的运营维保现状可知，我国地铁列车现场维保工作还停留在初级阶段，基本上还是采用被动式维保手段。被动式维保具有致命的缺点：(1)针对在途故障的危害性、严重程度进行判断时，司机无法保证判断结果的准确性;(2)现场维保人员无法及时了解相关的故障真实情况及相关数据;(3)司机、维保调度中心、现场维保人员之间的多方沟通方面具有一定的不确定性，且浪费时间，导致误解误判;(4)现场维保人员技术水平的不同导致维保任务完成的效果不同。

2.1 实时获取在线地铁列车运行状态

通过该系统，列车状态远程监视中心人员可以在监控室实时获知在线地铁列车的运行状态;一旦在线的地铁列车在运行过程中发生了故障，列车状态远程监视人员在监控室可以立即获知该信息，而不用通过当值司机人员的电话汇报，从而能够有效地降低因为司机人员的不当处理错过故障排除时机，也不会因为司机的一时疏忽而导致没能及时发现运营过程中的故障。

2.2 自动推演运行过程中的故障危害程度

列车在运营过程中发生故障时，司机及经验不足的维保人员无法快速判断故障的危害程度，从而无法采取相应等级的处理措施。针对这种问题，系统实现自动推演故障的危害程度。这样一来，一旦发生故障，不再需要司机进行判断是否需要汇报该故障情况，系统会自动判断该故障的危害程度，判断是否可以带故障运行，自动判断该故障是属于严重故障、一般故障、轻微故障，自动判断该故障是否需要立即进行处理。维保人员便可以根据故障的危害程度采取相应等级的处理措施。

2.3 实时获取在线地铁列车故障环境数据

系统一旦接收到地铁列车的故障信息，会立即自动获取该故障发生时与其相关联的各个设备的运行数据，包括地铁列车工况数据、相关联设备的电流电压数据、各开关状态数据等等。维保中心人员可以通过这些数据对故障进行分析：故障产生的原因、故障排除的办法、故障是否需要立即进行处理等等。通过这样的数据，故障分析人员能够有效提高故障分析的效率与正确性。

2.4 开放的专家支持库

由于现场维保人员的技术水平不一，对于新员工，培训能够起到一定的作用，但是不是每个员工能够快速有效地消化所有的内容。开放的专家支持库能够有效提高故障处理效率。对于成功排除某些故障的经验、专家意见都可以通过该系统保存起来，形成一个专家支持库，维保中心接到运行中的故障时，可以参考专家支持库中的内容，从而能够有效提高分析的效率与准确性。并且形成新的处理办法之后，又可以更新专家支持库中的内容。从而能够有效地积累及共享各个专家在处理故障过程中的智慧成果。

2.5 远程发送专家处理意见

对于运行中的地铁列车，发生故障的类型很多，其重要程度、排除的难易程度都不定相同，如果任何故障都需要现场维保人员到达现场处理的话，那么显然需要配置足够多的现场维保人员，而有些故障只需要简单的操作步骤即可保证列车继续运营，显然对于仅仅可以通过明确的简单步骤即可保证列车继续运营的故障可以交给司机来操作。因此，如果有些故障司机能够独立处理的，那么维保人员可以通过该系统将专家处理意见发送到列车司机。列车司机就可以准确无误地根据处理意见进行处理。这样一来能够有效降低现场维保人员的工作量，降低现场维保工作的成本。

2.6 列车总体可靠性评估功能

针对列车总体可靠性评估复杂且无法通过人工进行简单统计等工作来完成，系统采用Go法进行列车总体可靠性评估，并且给出一定的评估排序结果，为列车调度提供以列车状态可靠性的依据。

2.7 列车故障报警及或故障记录功能

列车运营过程中，难免会发生各种各样的故障，系统能够提供故障报警功能。一旦列车发生故障，列车状态监视中心人员便能够立即接收到列车在途故障报警信息，从而能够快速准确地将故障信息反馈给列车维保人员。同时，针对列车运营过程中出现过的瞬间故障，系统均能够有效记录，并且可以通过系统查询该故障发生的时间、发生前后一段时间各种设备的状态数据。从而保障列车故障分析及处理工作可以及时有效。

3 系统总体拓扑结构

车辆数据采集装置(VBSE)通过列车车辆总线MVB接口采集车载网络中各个设备的数据，利用轨道交通车辆的既有总线，节约物理硬线和线路维护，增强对系统监测的安全度。VBSE实现了基于总线数据通道的车辆运行状态数据及故障信息采集、处理车辆运行状态实时数据、记录存储车辆详细数据、下传车辆设备数据、上传地面专家指导操作给司机、提供灵活便利的人工转储接口等功能。

车载无线传输主机装置(VBSS)实现列车信号数据采集和车辆数据转发功能。通过RS232串口实现与车载ATO系统的通信，并获取车载ATO系统的信号数据;与轨旁AP共同实现车地无线通信功能;通过以太网接口与车辆数据采集装置(VBSE)交换数据，实现上下行数据的转发功能。

通信网关，实现数据验证、转发功能。

各种终端是提供给维保及管理人员的应用人机接口。

4 小结

本系统在借鉴国内外研究成果的基础上，首先深入研究数据智能获取及预处理技术、车地高速无线可信传输技术、故障智能诊断技术、可靠性评估技术等关键技术，为列车远程监视系统奠定了技术基础;然后针对实际需求进行系统功能分析，进行系统总体拓扑结构设计;最后针对列车状态远程监视系统终端系统的业务需要，进行列车状态远程监视系统终端业务模块的程序设计与编码调试，最终实现列车状态远程监视系统的设计和实现，并应用于实践中。

摘要：根据我国现有地铁公司的运营维保现状可知,地铁列车现场维保工作还停留在初级阶段。列车现场维保是轨道交通安全问题的重要保障,关于列车状态远程监视系统的研究意义重大。针对被动式维保手段的缺点,本文主要是关于列车状态远程监视系统的总体设计的研究,主要阐述了列车状态远程监视系统的研究路线功能模块结构设计和系统的总体拓扑结构设计。

关键词：技术路线,系统功能,拓扑结构

参考文献

[1]张明.基于Nrf2401的无线数据通信[D].南京理工大学,2005.

[2]李江全.计算机测控系统设计与编程实现[D].电子工业出版社,2008.

[3]张曙光.京沪高速铁路系统优化研究[D].中国铁道出版社,2009.

[4]邱勇,薛小平.城市轨道交通监视系统研究[J].计算机工程,1999,7.

铁路列车运行间隔追踪及预警系统 第9篇

7.23列车追尾事故发生后, 如何保证铁路安全运输引起了铁路各级领导和社会各界的高度重视, 如何避免类似事故的发生也成为铁路研究、设计和设备生产等单位的关注重点。

目前我国高速铁路采用GSM-R数字移动通信系统作为移动通信平台, 承载多种铁路调度业务, 主要包括CTCS-3级列控信息传送、调度通信、调度命令信息无线传送、列车无线车次号校核信息传送等应用业务。

铁路列车运行间隔追踪及预警系统利用机车发送的列车无线车次号校核信息, 能够连续计算所有在线机车的位置, 实时计算出列车的运行间隔。该系统不依赖于既有信号系统之外, 为铁路运输安全增加一道能够独立运行的新型防护技术手段。

2 系统概述

列车无线车次号校核信息传送系统主要实现车载机车综合无线通信设备 (CIR) 向GPRS接口服务器发送车次号校核信息的功能, 并向调度集中系统 (CTC) 提供列车当前实际的车次号、机车号、公里标、列车运行速度、经纬度等信息, 由CTC判断对运行图上相应列车的车次进行校核及处理, 并建立该列车的车次号与动车组或牵引机车机车号之间的一一对应关系。

系统通过CIR向GSM-R中心的GRIS服务器发送车次号校核信息, 包括车次、公里标、计长、速度、交路号等信息, GRIS服务器收到车次号校核信息后, 转发给列车运行间隔追踪及预警系统的服务器进行位置计算, 计算出铁路线上相邻列车的间隔距离, 当该距离 (距离和列出运行速度相关) 小于设定值后, 即发出预警信号, 提示司机采取必要的措施, 有效地防止或减少灾难事件的发生。

3 系统组成

铁路列车运行间隔跟踪及预警系统由跟踪及预警服务器、终端和车载显示终端组成, 系统组成如图1所示。

1) GSM-R:GSM-R (GSM for Railways) 系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统。它在GSMPhase2+的规范协议的高级语音呼叫功能, 如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上, 加入了基于位置寻址和功能寻址等功能, 适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。

2) GRIS服务器:GPRS接口服务器, 是连接GSM-R/GPRS网络和外部分组数据网的核心设备, 实现了机车和地面之间各种分组数据信息的高效、和靠传输。

3) 机车综合无线通信设备 (CIR) :新一代的铁路无线通信车载设备, 不但具备既有铁路无线列调机车电台的全部业务功能, 还能够提供提速铁路无线调度命令接受、车次号校核、列尾风压查询等新业务功能。

4) 采集编码器:接收机车安全信息综合监测装置发送的车次号、机车号、公里标、列车运行速度、经纬度等信息, 并向CIR转发。

5) 跟踪及预警服务器:接收GRIS服务器转发的车次号校核信息, 计算上下行列车的位置、相邻列车的间隔距离;当该距离小于设定值后, 向终端和车载终端发出预警信息。

6) 终端:显示线路上的机车及位置, 有预警时显示。

7) 车载显示终端:显示本机车前后相邻机车位置, 当该距离小于设定值后, 向终端和车载终端发出预警信息。

4 系统流程

目前在线运行的CIR设备通过信号机时, 向GSM-R中心的GSM-R接口服务器发送车次号校核信息, GSM-R接口服务器收到车次号校核信息后向列车运行间隔跟踪及预警系统服务器转发, 并分别计算上下行列车的位置、相邻列车的间隔距离;并根据列车的运行速度进一步计算出相邻机车的间隔距离趋势, 当该距离 (距离和列出运行速度相关) 小于设定值后, 即发出预警信号, 向车载显示终端发出预警信息, 同时向机务段终端发出预警, 提醒相关人员注意。

列车运行间隔跟踪及预警系统终端从服务器读取列车位置及间隔信息, 并显示在终端屏幕上, 当列车运行间隔距离过小时, 接收服务器的预警, 并提示相关人员注意。

列车运行间隔跟踪及预警系统服务器向CIR发送该机车和前后列车的距离信息, CIR收到后向列车运行间隔跟踪及预警系统车载显示终端转发, 车载显示终端收到信息后显示在屏幕上, 当接收到服务器发送的预警信息时, 进行声音和屏幕显示提示乘务员注意。

5 系统优势

列车运行间隔跟踪及预警系统独立于铁路信号系统之外, 当信号系统发生故障时, 作为信号系统的补充, 为铁路运输安全增加一道能够独立运行的新型防护技术手段。

机车乘务员能通过列车运行间隔跟踪及预警系统随时了解该列车和前后列车的距离和距离趋势, 当和前后列车的距离过小时, 可以使机车乘务员提前采取相应措施, 为铁路安全运输提供了有力保证。

列车运行间隔跟踪及预警系统能使机务段随时了解机车的运行位置信息, 为机车调度提供数据保证。

摘要：本文介绍了利用机车发送的列车无线车次号校核信息, 连续计算所有在线机车的位置, 实时得到列车的运行间隔。该系统不依赖于既有信号系统之外, 为铁路运输安全增加一道能够独立运行的新型防护技术手段。

高速列车故障诊断专家系统探讨 第10篇

关键词：故障树,混合推理,程序系统

1引言

故障诊断专家系统是存有大量相关领域专家经验知识与理论知识的计算机程序系统, 它能够解决相关领域只有专家才能解决的繁琐问题。故障诊断专家系统的组成主要有两个核心部分, 一个是知识库, 它主要表现为专家知识的存储;另一个则是推理机, 其主要表现为专家知识的实现。而要实现故障诊断专家系统, 前提就是领域专家知识的收集, 这里的知识包括经验知识与理论知识的总结, 这是一个比较困难的过程, 它需要领域专家与专业程序工作者耐心沟通, 协作, 逐渐形成一种把领域专家知识能够简单、方便地描述的语言程序, 这个程序系统能够模拟人类专家进行故障诊断时的思维过程。本文主要实现简易的高速列车常见故障领域专家系统的建立以及人机界面的设计。

2知识库和推理机结构

作为专家系统的核心, 知识库是专家系统的基础, 它包含了设备的故障信息与一定的规则;而推理机是利用知识库中的知识, 按照一定的推理策略来控制专家系统的推导过程。本系统基于下述故障诊断方法建立。

2.1故障树的结构

故障树分析是故障专家诊断系统的一个有力的工具, 它是体现顶层事件与底层事件内部关系的树形网络图, 各层事件之间可以通过“与”、“或”等逻辑运算关系关联起来, 并且能够对系统进行定性和定量的分析。下面主要针对高速列车运行时常见的故障信息 (包括故障系统, 故障器件, 以及故障信息) , 进行故障树的建立, 如图1所示。

图1说明了专家系统中的故障树结构与相关规则。假设每个故障系统有N个故障器件, 每一个故障器件对应相关数量的故障信息, 而且每一个故障信息都有相应的故障序号、故障部件、故障现象、故障原因与之对应, 因为高速列车运行时故障具有随机性, 可能是其中任何一组故障的组合, 因此可以设定αij表示与第i组第j个故障信息是否一致, 当αij=1时, 表示与故障信息一致, 当αij=0时, 表示与故障信息无关, 这样便可以更加清楚地描述故障信息内部结构之间的关系。

2.2推理控制策略

方向推理一般可分为正向推理, 反向推理与混合推理三种情况。这里主要应用混合推理规则, 其原理如图2所示。

双向推理, 可以理解为存在一个已知的数据信息, 根据需要的判断推理方向进行推理:方向一, 推理机根据已有的事实, 在数据库中找到与之匹配的数据信息, 并把此数据信息作为下次推理的已知事实, 如此循环直到获得结论事实;方向二, 把已有事实根据约束条件按照冲突消解策略获得知识库中与初始数据信息匹配的数据信息, 并把此数据信息作为下次推理的已知事实, 如此循环直到获得结论事实。根据以上分析, 这里可设定存在5个规则, 分别为规则1、规则2、规则3、规则4与规则5, 且每个规则对应的信息关系为:

规则1:A→B;

规则2:A→C;

规则3:B→C;

规则4:B→D;

规则5:C→D。

对高速列车运行故障诊断专家系统而言, 可以看出A为已知事实, 可认为是故障序号或故障现象, D为推导结论, 可认为是故障信息, 而B与C为知识库中与初始数据匹配的数据信息, 可认为是故障器件信息。其流程如图3所示。

图3显示了整个推理的流程, 为了实现推理, 需要抽象出能代表具体故障现象的一般规律性词语, 把其作为基类, 并设定每一个基类中含有的N个典型故障特征描述, 同时认为每一个典型故障特征描述可以引起M个不同的故障信息 (每个典型故障特征描述对应的M值不一定相同) 。其推理过程如下:通过选取的典型故障特征描述组成的动态约束簇, 逐项根据共性故障信息去异存同, 减少故障信息量, 直到完成所有约束条件, 确定最后所需要的故障信息为止。随着知识的不断积累, 约束条件可以由程序人员不断更新。

3人机界面的实现

良好人机界面的实现能够直观的把信息展示给用户, 为用户提供了方便快捷的手段, 本文主要是基于VC++的基础上, 根据高速列车的故障需求, 划分为十个基本故障系统, 并建立了一个简易故障诊断系统的人机交互界面。

3.1人机界面的技术实现

MFC (Microsoft Foundation Classes) 实际上是微软公司提供的, 用于在C++环境下编写应用程序的一个框架和引擎, VC++是程序开发人员使用的专业软件开发平台, MFC就是挂在它上面的一个软件开发包, 它所提供的类有绝大部分用来进行人机界面开发, 关联一个程序窗口的动作。

这里主要是采用MFC软件工具, 针对高速列车运行常见的故障, 以对话框的形式建立程序系统。其人机交互界面与故障现象输入界面分别如图4、图5所示:

通过人机交互界面, 可以实现如下功能: (1) 可视化的指示, 其中黄色标识表示非工作, 红色标识表示出现故障, 绿色标识表示正常工作。 (2) 故障信息的显示, 应先选择好需要查看的车型, 在错误代号处输入故障序号, 点击测试按钮。当有指示灯显示红色的时候, 点击指示灯相应的故障系统按钮, 可显示故障信息。 (3) 故障系统中包含的故障器件以及对应的故障信息的显示, 应先选择好需要查看的车型, 并同时选择逐次显示复选框, 点击测试按钮, 再点击故障系统按钮, 即可逐条显示故障信息。 (4) 故障现象输入, 通过故障现象界面选择已有的故障现象描述, 动态的组成一套完整的约束, 来推理故障信息。 (5) 信息的录入, 应先选择好需要录入的车型, 再输入相应的故障信息, 点击信息录入按钮, 即可在知识库对应数据文件中生成新的故障信息。

3.2程序系统的实例描述

这里以下面假设的故障信息为例, 通过程序系统的人机交互界面, 验证简易故障诊断专家系统的可能性。

假设实例:假定发现两个故障现象, 而这两个非空故障现象形成一组约束条件簇, 并且认为根据这组约束条件可以推理出是旅客信息系统出现了故障。故障系统诊断界面如图6所示。

由此可见, 本程序系统实现了专家系统的基本功能, 达到了高速列车故障诊断专家系统的基本要求。

4结语

通过高速列车故障程序系统的建立, 可以实现: (1) 通过故障代码或故障现象能够有针对性的显示故障部件及其具体信息; (2) 查询故障系统所包含的可能故障器件的检测信息; (3) 新加故障信息的录入, 可视化的指示灯显示。从而为技术人员查看故障信息提供了方便快捷的手段, 提高了技术人员分析故障机理解决故障问题的效率。

参考文献

[1]赵林度, 盛昭翰.面向多知识库的故障诊断推理机的设计[J].汽轮机技术, 1999, 41 (6) :343-346.

[2]李建璜, 易艳春, 何永前.某型平台罗经专家故障诊断系统知识库和推理机研究[D].舰船电子工程, 2011, (4) :155-157.

列车管理系统论文 第11篇

关键词:客运专线;列车运行控制;CTCS-3;系统构成

中图分类号:U292.41文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)08-0153-02

列车运行控制系统主要是以技术手段对列车运行方向、运行间隔和运行速度进行控制,使列车能够安全运行且提高运行效率,列控系统地面设备和车站联锁设备主要实现联锁控制功能,并生成列车控制所需的基础数据,通过车—地信息传输通道将地面控制信息传送给列车,经列控车载设备进行处理后,生成列车速度控制曲线,监督控制列车安全、高速运行。

1 列车运行控制系统的等级划分

国外铁路列车运行控制系统的研究和使用起步较早,但各国铁路列车运行控制系统不尽相同,各公司研制的列车运行控制系统有10余种,如德国的LZB系列和FZB系列、法国的TVM系列等。

铁道部考虑我国客运专线建设,参照欧盟发展ERTMS/ETCS的经验,制定了中国铁路列车控制系统CTCS总体技术规范,划分为CTCS-0、CTCS-1、CTCS-2、CTCS-3、CTCS-4共5个等级,各级的主要功能及与欧洲ETCS系统的对比见表1。

2 我国客运专线CTCS-3列车运行控制系统

2.1CTCS-3列车运行控制系统的主要功能

列车控制系统是高速铁路的关键技术之一,是铁路运营的安全保障。根据我国目前铁路客运专线发展现状,在我国300 km/h及以上运行速度的客运专线上,选用CTCS-3列控系统作为全路统一技术平台体系,其中,CTCS-3列控系统保证高速动车组的运行安全,CTCS-2列控系统用来兼容既有动车组上线运行,并作为CTCS-3列控系统的后备系统;CTCS-3级列控系统属于基于通信的列控系统(CBTC)范畴,是国际铁路技术发展的趋势。

CTCS-3级是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统;CTCS-3级面向提速干线、高速新线或特殊线路,基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞;CTCS-3级适用于各种限速区段,地面不设通过信号机,机车乘务员凭车载信号行车。

CTCS-3级列控系统满足运营速度350 km/h、最小追踪间隔3 min的要求,正向按自动闭塞追踪运行,反向按自动站间闭塞运行的要求,具有互联互通的运营功能,车载设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。

CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统,无线闭塞中心或无线通信故障时,CTCS-2级列控系统控制列车运行,全线无线闭塞中心(RBC)设备集中设置。GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。车载设备速度容限规定为超速2 km/h报警、超速5 km/h触发常用制动、速度在250 km/h以上时超速15 km/h触发紧急制动、速度在250 km/h及以下时超速10 km/h触发紧急制动。

2.2CTCS-3列车运行控制系统的基本组成

CTCS3列控系统是在CTCS-2级列控系统的基础上,地面增加RBC设备,车载设备增加GSM-R无线电台和信息接收模块,实现基于GSM-R无线网络的双向信息传输,构成CTCS-3级列控系统,用于300 km/h~350 km/h客运专线和高速铁路。CTCS-3级列控系统总体结构包括地面设备和车载设备两大部分,见图1。

2.2.1 地面设备

地面设备主要由无线闭塞中心(RBC)、无线通信(GSM-R)地面设备、点式设备和轨道电路等组成。

无线闭塞中心(RBC):使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息。所使用的安全数据通道不能用于话音通信。

无线通信(GSM-R)地面设备:作为系统信息传输平台完成地-车间大容量的信息交换。

点式设备:主要提供列车定位信息。

轨道电路:主要用于列车占用检测及列车完整性检查。

2.2.2 车载设备

车载设备主要有:无线通信(GSM-R)车载设备、点式信息接收模块、测速模块、设备维护记录单元、车载安全计算机、人机接口和运行管理记录单元等。

无线通信(GSM-R)车载设备:作为系统信息传输平台完成车-地间大容量的信息交换。

点式信息接收模块:完成点式信息的接收与处理。

测速模块:实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。

设备维护记录单元:对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。

车载安全计算机:对列车运行控制信息进行综合处理,生成目标距离模式曲线,控制列车按命令运行。

人机接口:车载设备与机车乘务员交互的接口。

运行管理记录单元:规范机车乘务员驾驶,记录与运行管理相关的数据。

CTCS-3级列控车载设备(含CTCS-2级功能)有9种主要工作模式,见图2,其中,通用的模式有完全监控模式(FS)、目视行车模式(OS)、引导模式(CO)、调车模式(SH)、隔离模式(IS)、待机模式(SB)和休眠模式(SL)等7种模式;仅适用CTCS-2级的模式有部分监控模式(PS)和机车信号模式(CS)。

3 结束语

CTCS-3列车运行控制系统是我国铁路300 km/h～350 km/h客运专线的重要技术装备,系统采用先进的技术手段对高速运行下的列车运行速度和运行间隔实施监控和超速防护,以目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。

目前在武广、郑西350 km/h客运专线成功研制并应用了世界最先进的CTCS-3列车运行控制系统,确保了350 km/h高速动车组列车的快速、安全、平稳运行。

Passenger Transportation Special Line CTCS-3 Train Movement Control System Constitution

Miao Weili,Liu Hongyan

Abstract: In recent year’s countries developing railway construction,particularly in the construction of the passenger line,train control system is used to guarantee the safety of train operation. This paper describes the passenger line CTCS-3-train control system and the formation of the basic functionality.

列车管理系统论文 第12篇

1 建立地铁列车牵引系统的故障树

1.1 概述

故障树分析法可以简称为FTA, 又可以称为因果树分析法。它在国际上而言是一种公认的, 较为简单、可靠的分析和故障针诊断的方法。将所研究的系统中最不希望发生的故障状态作为分析的目标, 并找出全部的诱因, 再进一步的将诱因的诱因找出来, 一直到最根本的原因得到解决, 这就是故障树分析发的基本思想。利用系统事件之间的各种逻辑关系建立的树状图就是故障树了。这种方式不仅能够帮助人们诊断、解决和预防系统的故障, 还能够让人们在对系统故障进行排出时, 一目了然的知道其故障的原因是什么, 从而及时有效地进行排除。下图1就是故障树的结构示意图。

1.2 建立

综合线路图里面, 列车安全运行最重要的就是牵引的部分。下图2为列车的牵引原理示意图。

通过图2可以得知, 列车在牵引前需要对车门进行检查, 是否是锁住的状态, 其制动是否缓解等。因为只有这些条件都满族了之后, 继电器等原件才能够产生牵引和脉冲的信号, 列车收到信号之后才能够开始运行。一旦列车的牵引发生故障, 由于其条件复杂, 涉及到的故障原因也很多, 所以就会导致维修人员不能够及时的正确的判断问题。因此, 就需要用到故障树分析法了, 根据上文中的故障树示意图进行故障原因等的填写, 比如E1为牵引信号故障、E2为脉冲信号故障、E3为司机室的继电器故障、E4为列车状态信号故障、E5为门联锁信号故障等, 按照故障的逻辑关系依次的填入到故障树的树状图中。除了上文中的故障树图形外, 还有很多种, 其形状、复杂程度是根据系统故障的原因多少决定的。比如下图3就是故障原因较多的故障树树状图。

2 故障分析

在分析故障之前, 要建立一个故障查询表。建立故障查询表是需要得到故障树的最小割集之后进行的。传统的则是根据各个割集的故障率, 从高到低的进行排序, 但是本文中所提到的最小割集, 基本上都是属于同一个型号的元器件, 其故障率基本相同, 所以, 传统的方式并不适用于本文。因此, 本文中则是根据割集的包含元素以及其各种元器件的性能等得到了16个最小割集, 然后再进行分析的, 所以, 其故障排查的顺序是K2={X 2};K3={X 3};K12={X 13}。K6={X 7};K7={X8};K8={X 9};K9={X 10}。K4={X 4, X 5}。K15={X 16, X 17}。K16={X 18, X 17}等一共有9级。首先, 根据其包含的元素数量进行排序, 因为元素越多, 其故障的可能性就越小。就比如K4、K15、K16中所包含的元素有两个, 就证明要这两个元素同时出现故障, 才会给系统造成影响。所以, 上面几种割集中, 故障率最低的就是K4、K15、K16了。其次, 就是要根据其不同元件的性能进行排序, 因为最小割集是由两个部分组成的, 一个是继电器, 一个是空气开关。所以, 在分析性能时要对这两个部分分别进行。空气开关主要是起到保护的作用的, 它是为了防止电流量过大而产生问题的。而继电器则是需要不停的开关才能够实现系统的各项功能。因此, 空气开关的故障率肯定要比继电器的故障率低。最后, 则是要根据同种型号的元件工作特点等进行排序了。像继电器的互动保持在适中的状态时, 其动作的频率越低, 其故障的发生率也就越低。然后, 将故障的排查顺序确定好了后, 可以发现有部分割集的排序位置相同, 就表明其工作的特性、故障率等相差不大, 除此之外, 就是可以通过各个割集在故障案例中出现的次数进行判断, 从而快速的准确的判断出故障发生的原因, 并及时的进行排除。

3 结束语

综上所述, 故障树分析法对于我国的地铁牵引系统的故障判断以及排除而言, 是非常重要且非常有效的。它不仅能够将所有的故障原因简单明了的展示在维修人员面前, 还能够让维修人员通过它快速准确的判断出故障的原因, 并及时的进行排除, 使得我国地铁的运营能够得到保障, 以及牵引系统的可靠性和安全性也能够得到一定程度的保障。