最新刊期
      2022 年 第 卷 5 期

        铁道机车车辆

      • 陈广泰,张延蕾,贾红洋,赵志强,王本义
        2022(5): 1-8. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.001
        摘要：冷却系统是动力集中动车组的重要子系统，冷却装置的散热性能、体积、质量、辅助功率和噪声控制一直是产品研发的技术瓶颈和难点，直接影响动车组运行的可靠性、经济性和环境友好性。为了在有限的空间内满足牵引变压器、牵引变流器和列车供电柜等牵引系统部件的散热要求，提高结构紧凑性、减小冷却装置质量，减少辅助功率消耗，控制噪声，提高散热器耐污脏性和可维护性，研制了160 km/h动力集中动车组复合冷却塔。该冷却塔采用了优化设计的水油一体化复合式高效散热器，采用了优化叶轮、导叶、风筒结构的高效低噪轴流风机，采用了轻量化设计的整体铝制承重结构。介绍了160 km/h动力集中动车组复合冷却塔的总体结构、工作原理、技术设计、仿真分析和试验验证等研制情况，并通过与既有典型电力机车复合冷却塔对比，说明160 km/h动力集中动车组复合冷却塔在多系统匹配、高效散热、低噪声、节能、轻量化设计等方面具有技术先进性。  
        关键词：动力集中动车组;牵引变压器;牵引变流器;复合冷却塔;散热效率;噪声;轻量化;节能   
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        发布时间：2024-08-02
      • 黄晓翠,贾小平,傅茂海,杨亮亮
        2022(5): 9-16. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.002
        摘要：针对某悬挂式单轨车辆转向架二系弹簧设计空间受限导致的横向柔度不足问题，基于小摆角线性理论推导了四连杆悬吊机构等效回复刚度公式，并以此对悬吊机构几何参数进行优化设计，使整个悬吊系统横向刚度达到与地铁车辆二系空气弹簧相当的水平。结合实际悬挂式单轨车辆设计案例，采用多刚体动力学方法对四连杆悬吊机构开展运动学和动力学分析，总结了四连杆悬吊机构等效回复刚度公式的适用范围和局限性，并建立整车三维耦合动力学模型分析和检验了悬吊系统优化设计方案的有效性。结果表明，通过合理匹配四连杆悬吊机构几何参数的设计方案能够显著提高悬挂式单轨车辆的横向运行品质，但在车辆通过小半径曲线时会引起更多的车体动态偏移。  
        关键词：悬挂式单轨车辆;四连杆;回复刚度;优化;城市轨道交通;仿真   
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      • 刘通,温世湖,徐华伟,程亚萍
        2022(5): 17-22. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.003
        摘要：机车车轮轮缘厚度是车轮尺寸的重要参数。近年来，轮缘增厚超限的问题尤为突出，不仅增加了检修成本，降低了机车周转率，而且过多的镟修损耗在一定程度上降低了车轮的使用寿命。文章首先分析了轮缘增厚的原理，发现测量标准的改变和机车运行线路条件的改善是主要因素；随后基于标准中规定的薄轮缘踏面外形，构建轮缘减薄模型，结合轮缘实际变化情况分析每个车轮的最佳薄轮缘踏面外形镟修方案；再在经济化镟修模型上加入轮缘减薄模型，综合考虑车轮初始镟修量、轮径差要求等影响因素，确定车轮镟修的轮缘厚度、镟修量、镟修顺序、镟修工艺要求等技术指标，实现车轮镟修的定制化方案，拓展了经济化镟修模型应用范围。基于改进后的车轮镟修模型搭建应用系统，通过对机务段中机车车轮的试点应用，以及对改进后模型的实际验证，在两个月的试点中轮缘减薄处理比例占到78%，平均减薄0.83 mm，单片车轮平均镟修量下降了7.94%。由验证结果可知，该模型不仅可以降低轮缘增厚机车的镟修比例，提高机车的周转率，而且能够有效降低车轮的平均镟修量，延长车轮使用寿命，具备推广应用价值。  
        关键词：机车车轮;轮缘增厚;轮缘减薄模型;改进的车轮镟修模型;模型效果验证   
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      • 熊律,刘志龙
        2022(5): 23-27. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.004
        摘要：动车组关键设备执行预防性维修操作时需要整列动车组停止运行，从而增加了动车组的停机损失。为此，引入换件修维修理念，在动车组关键设备到达预防性维修时机时，使用另一性能完好的设备将其更换下来并维修，从而克服了因设备预防性维修导致动车组停机损失骤增的不足。文章以动车组关键设备为研究对象，以预防性维修可靠度阈值为决策变量，以动车组关键设备一个更换周期内的维修总成本为决策目标，对其关键设备采取两级非完美维修措施，分别建立基于换件修的动车组关键设备预防性维修模型和基于非换件修的动车组关键设备预防性维修模型。算例分析结果表明，基于换件修的预防性维修可靠度阈值的优化结果高于非换件修，且换件修的维修总成本相比非换件修降低了22.2%。因此，基于换件修的动车组关键设备预防性维修策略可较大幅度降低设备一个寿命周期内的维修总成本，并可以使设备保持更高的可靠度水平。  
        关键词：动车组;关键设备;停机损失;换件修;维修总成本;高速列车   
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        发布时间：2024-08-02
      • 岳译新,朱卫
        2022(5): 28-34. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.005
        摘要：为研究动车组与大型动物高速撞击下的安全性，通过实物扫描和数据处理得到鹿的三维曲面模型，建立鹿的有限元层叠模型，选用弹塑性材料模拟鹿的身体骨骼，在材料属性参数中通过输入塑性失效应变模拟骨骼破坏，选用线弹性材料本构模型模拟鹿的肌肉和皮肤，并进行摆锤侧面碰撞仿真验证。通过分析动物穿过轨道时与动车组车头的位置关系，参照CEN/TR 17420:2020标准中有轨电车与行人发正面碰撞和偏置碰撞的定义，设置列车以最高运营速度160 km/h与侵入轨道的鹿发生正面碰撞和偏置碰撞2种碰撞场景。有限元仿真分析结果显示：在正面碰撞场景下，头车车体的平均减速度最大，在任意30 ms和120 ms间隔内最大平均减速度分别为0.73g和0.21g，低于EN 15227标准规定的10g和5g要求；轮对最大抬升量为1.64 mm，远小于轮缘名义高度28 mm的75%。在偏置碰撞场景下，头车车体的平均减速度最大，在任意30 ms和120 ms间隔内最大平均减速度分别为0.53g和0.13g，低于EN 15227标准规定的10g和5g要求；轮对最大抬升量为1.75 mm，远小于轮缘名义高度 28 mm的75%。在2种碰撞场景下，车体结构、车钩、防爬器、主吸能器和排障器均未发生塑性变形，所有评价指标均满足EN 15227:2020标准的规定要求，说明设计的动车组安全可靠，车体能够承受鹿或其他大型动物的高速撞击。  
        关键词：动车组;大型动物;防撞性;安全性;有限元;仿真   
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        发布时间：2024-08-02
      • 张月军,杨震,杜子学,文孝霞,许舟洲
        2022(5): 35-41. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.006
        摘要：跨座式单轨车辆采用胶轮走行，弓网接触状态不易控制，受电弓受流滑块磨耗严重。为降低受流滑块磨耗，文章在建立 “车-弓-网”系统动力学仿真分析模型的基础上，利用灵敏度分析方法针对相关车辆动力学参数对弓网耦合作用力的影响程度进行分析；将弓网接触力均值作为优化目标，采用非支配排序遗传算法（NSGA-II）优化车辆动力学参数。研究表明，走行轮胎、导向轮胎的刚度对弓网接触质量影响较大，参数优化后各车速下弓网接触力标准差均有一定程度下降，通过优化轮胎径向刚度参数可以改善跨座式单轨车辆受电弓滑块的磨耗问题。  
        关键词：跨座式单轨;动力学;弓网接触质量;优化;接触网;轨道不平顺;城市轨道交通   
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      • 赵海,刘焕军,勾洪浩
        2022(5): 42-48. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.007
        摘要：建立了2列相同编组B型地铁列车纵向冲击时的一维纵向动力学模型，并对车端吸能元件进行了建模仿真（包括可逆吸能元件如车钩橡胶缓冲器、不可逆吸能元件如车钩压溃管和车端防爬器）。为满足列车碰撞多级吸能需求，对车端不可逆吸能元件（压溃管）的参数进行优化设计，对比分析了其采用恒定力值、阶梯力值、渐变力值时的各断面吸能情况。结果表明，可变力值吸能元件能够更好地满足列车在不同碰撞速度下的吸能需求，更有利于能量吸收在不同断面中的均匀分布，从而更好地解决车端空间有限与吸能元件行程不足的矛盾，其中渐变力值元件吸能表现优于阶梯力值方案。相关计算结论可为系列化标准地铁列车钩缓系统吸能元件压溃管参数配置提供参考。  
        关键词：地铁;吸能;参数;优化;车钩;仿真   
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      • 侯龙刚,梁树林,池茂儒
        2022(5): 49-55. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.008
        摘要：在中低速磁浮车轨耦合系统中，道岔作为磁浮车辆运行换线的重要组成部分，其主梁多采用模态频率和阻尼相对较低的辐板或箱型钢梁结构。当磁浮车辆以一定速度通过道岔时，易与道岔发生耦合振动，影响车辆的运行平稳性和行车安全。为此，文章以长沙中低速磁浮车辆为原型，建立了“磁浮车辆-道岔梁”耦合系统模型，通过研究耦合系统的磁轨相互作用关系和振动控制方法，分析了“磁浮车辆-道岔梁”耦合系统的振动响应和影响因素，提出了一种基于动力吸振的调谐质量阻尼器（tuned mass damper，TMD），并论证了其对“磁浮车辆-道岔梁”耦合系统振动响应抑制的有效性。研究结果表明，控制系统反馈系数可不同程度地改变耦合系统的磁轨相互作用关系，其中间隙反馈系数和速度反馈系数影响作用明显；同时，车速对车体和道岔主动梁振动响应影响显著，尤其是当中低速磁浮车辆以40 km/h以下的速度通过变截面道岔钢梁时。在磁浮车辆运行过程中，道岔梁的低阶模态更容易被激发，是导致“磁浮车辆-道岔”耦合系统发生共振的关键因素。调谐质量阻尼器装置的原理是通过增减装置配重块质量，将TMD装置振动频率调整至道岔梁主结构振动耦合频率附近，利用动力吸振的方式改变道岔梁的共振特性，进而达到抑制道岔梁耦合振动的效果。文章通过对比分析表明，TMD控制器对改善“磁浮车辆-道岔”耦合系统稳定性效果明显，是一种有效的耦合振动控制措施。  
        关键词：中低速磁浮;耦合振动;变截面道岔梁;TMD控制;悬浮稳定性;城市轨道交通   
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        发布时间：2024-08-02
      • 谢雨辰,梁树林,池茂儒,蔡吴斌,王欢声,樊庆宇
        2022(5): 56-63. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.102
        摘要：单车型低地板有轨电车近年在城市轻轨交通建设中得到广泛应用。旋转止挡作为低地板有轨电车的常用部件，可以限制车体与转向架之间的相对摇头角度范围，其设计方案对车辆通过小半径曲线线路时的运行姿态与动力学性能均具有较大的影响。确定旋转止挡在转向架上的布置方式是对其进行结构与力学性能设计的基础。目前有关旋转止挡的研究较少，并且尚未关注旋转止挡的布置方式及其影响。针对采用不同旋转止挡布置方式的单车型低地板车辆，提出了综合考虑车辆限界与动力学性能要求的旋转止挡间隙优化方法，研究了不同旋转止挡布置方式对有轨电车动力学性能的影响，提出了在保证车辆限界校核结果相当的情况下，可以使车辆动力学性能更优的止挡设计方案。研究结果表明，车辆通过小半径的S形曲线线路时，随着旋转止挡间隙的减小，车辆更加容易满足限界要求，但是车辆的曲线通过安全性有所降低；在设计条件允许的前提下，综合考虑车辆的限界与动力学性能要求，旋转止挡横向布置方式更适用于单车型低地板有轨电车；若受限于设计条件，旋转止挡需要采用纵向布置方式时，可以通过对二系横向止挡进行调整优化，获得动力学性能更优的车辆设计方案。  
        关键词：低地板有轨电车;旋转止挡;动力学性能;限界;城市轨道交通   
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        发布时间：2024-08-02
      • 何橼,吴兴文,邹洪伟,池茂儒
        2022(5): 64-71. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.105
        摘要：针对某动车组撒砂装置在服役过程中焊缝位置出现裂纹的问题，对其随机振动疲劳问题展开研究。首先，在IEC 61373标准载荷谱下利用振动试验台研究撒砂装置关键位置应力响应，并利用频域寿命评估方法对其随机振动疲劳进行估计。然后，基于刚柔耦合理论建立了考虑虚拟激励的撒砂装置随机振动模型，再现模拟了撒砂装置试验振动环境；利用模态应力恢复法得到了关键位置的应力响应，并从应力时间历程和功率谱密度对模型的正确性进行了验证。最后，基于该模型研究了实测振动环境下撒砂装置的随机振动疲劳寿命。结果表明：相比Zhao-Baker 法，Dirlik 法能更准确地估计应力雨流矩阵的幅值分布；基于虚拟激励的撒砂装置随机振动模型能够较好地再现试验振动环境，从而较为准确地再现撒砂装置关键位置的应力响应；相比实测线路数据，标准IEC 61373中定义的轴装部件振动谱高估了低频范围的振动幅值，并忽略了大于500 Hz的振动能量；在车轮多边形磨耗作用下撒砂装置在500 Hz附近应力幅值明显放大，从而撒砂装置的服役寿命显著减少。  
        关键词：动车组;撒砂装置;振动疲劳;振动试验;高速列车   
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      • 曹辉,梁宁
        2022(5): 72-77. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.104
        摘要：动车组车体结构轻量化设计会导致结构柔性增加，随着动车组运营里程的增加，轮轨磨耗的加剧，车体在运行过程会出现抖车、晃车等异常弹性振动现象，进而影响乘坐舒适性和运行安全性。因此，从模态贡献、模态设计和模态控制等角度出发分析产生该异常振动的原因。基于动车组车体模态修正和模态试验结果，建立车体有限元模型；根据车体工况，将车体模态处理为自由模态，提取结构模态参数；基于模态分析理论和模态贡献原理，分析车体结构弹性模态振型，并依据车体模态位移计算结构模态贡献因子；分析控制车体弹性振动的模态匹配方法与传递函数控制方法。结果表明，对车体垂向振动贡献较大的模态依次为车体一阶垂弯、一阶菱形、二阶菱形、一阶扭转等模态，对横向振动贡献较大的模态依次为一阶横弯、一阶菱形、二阶菱形、一阶扭转模态。引起车体弹性振动的主要因素有轨道激扰、转向架蛇行、转向架模态、车下设备悬挂参数等。轮对、构架、车体等构件的刚性自振频率应满足隔振要求，车体一阶菱形弹性模态频率与构架刚性、弹性频率要有效隔离，可降低车体异常弹性振动；增大车体结构阻尼比可减小加速度传递函数幅值，提高乘坐舒适性，当车体结构阻尼比从0.015提高至0.150时，平稳性指标可改善13%，提高结构阻尼可显著降低车体振动。  
        关键词：动车组;车体;模态分析;模态贡献;模态匹配;传递函数;高速列车;轨道不平顺   
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      • 徐辉,宋冬利,田光荣
        2022(5): 78-83. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.103
        摘要：车轮多边形演变会影响动车组运行安全，为研究其演变过程以及对车辆振动行为的影响，对国内某动车组车轮进行实际廓形测量和分析。基于车辆动力学理论和滚动接触理论，建立车辆-轨道耦合动力学模型，从时域和频域角度仿真分析多边形磨耗特征。假设车轮横向轮廓和名义车轮半径不发生变化，结合USFD磨耗模型建立长期磨损迭代模型来模拟多边形演变行为，并利用实测不圆顺数据分析对动力学性能的影响。计算结果表明：最终圆周轮廓与初始轮廓存在相位差，车轮磨耗虽增加但波形变化不大。车轮多边形对平稳性指标影响较小，但会影响轮轨动作用力，轮轨垂向力最大值随车轮不圆顺波长的增大而降低，随速度和粗糙度幅值增加而增大。同等行车速度下粗糙度幅值增大，构架垂向加速度幅值相应增大。  
        关键词：车轮多边形;磨损迭代;演变行为;动力学性能;实测廓形;动车组;轨道不平顺   
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        电力牵引与控制

      • 江帆,王雨,黄利辉
        2022(5): 84-93. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.013
        摘要：针对开行超长、内-电混合、分布式编组重载列车的需求，提出了支持内-电重联和电力机车八机重联的多模式编组，在此基础上与分布式动力系统配合，实现了最大支持5个有线重联编组共计40台电力机车和内燃机车的编组方案。该方案可满足在区间供电容量不变的情况下开行更多重载列车以及实现不同类型机车混编的重载运输需求，方案的有效性已在南非电力机车项目中得到了验证。  
        关键词：重载列车;重联编组;电内重联;多模式;多机重联;分布式动力;重载铁路   
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      • 曾云,陈启会,曾小凡,李科
        2022(5): 94-102. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.014
        摘要：地铁列车具有启动加速度高、运行速度快、准点率高且运力大等优点，其能耗问题一直是地铁运营的主要关注点之一。如何进一步提高地铁列车节能效率成为牵引系统设计研究的重点。相比传统异步牵引系统，传动效率高、过弯能力强的永磁直驱牵引系统是轨道交通牵引传动技术的发展方向之一。对照传统异步牵引系统性能指标，基于徐州地铁1号线列车确定永磁同步直驱牵引电机的设计选型，研制了一套永磁直驱牵引系统。针对永磁直驱牵引系统的特性，采用全速范围永磁同步电机无位置控制方法以及适用于永磁直驱系统的自适应黏着控制方法来完成牵引逆变器和永磁同步直驱电动机的实时控制。装车试验表明，永磁直驱牵引系统具有电机位置辨识稳定性好、响应迅速等优点，在低黏着轨面条件下列车牵引力发挥平稳且高效。能耗对比试验表明，永磁直驱牵引系统比异步牵引系统平均节能22.7%，可以获得显著的节能效果。结构紧凑及节能高效的永磁直驱牵引系统对促进轨道交通行业进一步发展具有积极意义。  
        关键词：徐州地铁;永磁直驱牵引;永磁同步电机;无位置传感器;黏着控制;水冷装置;地铁列车   
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      • 孙宁,王升晖,于天剑,代毅
        2022(5): 103-108. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.015
        摘要：动车组镍镉蓄电池健康状态会影响列车运行安全，但由于动车组运行工况复杂，导致现有方法无法较好地在线监测电池健康状态。为研究蓄电池健康状态变化趋势和实现在线预测，假设蓄电池在通过充电机充电的过程中无放电过程。为此，提出基于等压升充电时间的蓄电池健康状态在线预测方法，该方法通过对基于移动电压窗口的等压升充电时间与蓄电池健康状态综合相关性分析以确定最佳的等压升电压区间（即充电起始电压与截止电压之间），再通过等压升电压区间提取最佳等压升充电时间作为长短期记忆网络模型输入，利用麻雀搜索算法对长短期记忆网络参数寻优，建立蓄电池健康状态预测模型，实现了蓄电池健康状态的在线预测。试验结果表明，相较于传统长短期记忆网络和反向传播神经网络，基于麻雀搜索算法优化长短期记忆网络的蓄电池健康状态预测模型具有更高的预测精度。  
        关键词：动车组;镍镉蓄电池;SOH预测;等压升充电时间;SSA-LSTM   
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        发布时间：2024-08-02
      • 王飞宽,蒋杰,张征方,罗源
        2022(5): 109-115. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.016
        摘要：“3+0”编组的重载智能驾驶列车在循环空气制动控制过程中，由于空气制动力的大小受到线路条件、车辆载荷、闸瓦摩擦特性、管路差异性和空气制动间歇工作特性等多种因素影响，难以对列车进行准确规划和精准控制，甚至存在行车安全隐患。针对这一问题，文章提出一种基于改进粒子群-支持向量机（Improved Particle Swarm Optimization-Support Vector Machine, IPSO-SVM）的空气制动力强弱预测方法，采用IPSO对SVM的参数进行最优搜索，将影响空气制动力大小的主要因素作为SVM的输入，对空气制动力强弱进行评估，并基于神朔铁路现场实测数据进行了分析验证，验证结果显示文章所提出方法的预测精度可达90%以上，证明了该方法的合理性和有效性，验证结果表明该方法具有良好的实际工程应用价值。  
        关键词：重载列车;智能驾驶;空气制动;改进粒子群;支持向量机   
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        发布时间：2024-08-02
      • 李祥成,王迎春,倪伟,吴楠
        2022(5): 116-122. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.101
        摘要：在基波频率比较高的多极大功率永磁同步牵引电机中，电机内部磁场各次谐波的频率也相应提高，谐波磁场会在绕组中感应出涡流，产生高频涡流损耗，使得绕组中附加铜耗大幅增加，不应在设计过程中忽略不计。绕组交流损耗是直流损耗与涡流损耗之和的总称。文章分析了高频大功率永磁同步牵引电机成型绕组中交流损耗的来源、计算方法和影响因素。结合一款8极675 kW高频永磁同步牵引电机建立有限元分析模型，分析定子槽口深度、绕组并绕根数、转子旋转磁场、输入电流时间谐波对绕组交流损耗的影响。计算结果表明，谐波磁场对绕组槽口附近导体电流密度分布影响最大；优化定子槽口深度和绕组并绕根数可以有效降低绕组的涡流损耗，使得绕组交流损耗最小，可以提高永磁同步牵引电机效率。  
        关键词：涡流损耗;绕组交流损耗;趋肤效应;邻近效应;有限元分析;永磁同步牵引电机;仿真   
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        发布时间：2024-08-02
      • 张华志,付程成,肖壮,王青元,冯晓云,何斌
        2022(5): 123-128. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.106
        摘要：针对超级电容有轨电车节能驾驶问题，系统性考虑车辆牵引/制动特性、区间运行时间约束、线路坡度值变化、超级电容充放电能力等条件，提出一种基于极大值原理的最优操纵规则的改进动态规划算法。文章介绍了有轨电车运行系统模型，构建节能驾驶优化问题；基于极大值原理分析总结超级电容有轨电车节能驾驶工况集，结合动态规划思路构建速度轨迹状态空间；采用二分法迭代求解满足准点时间约束的节能驾驶速度曲线。仿真结果表明，改进动态规划算法比常规动态规划算法有更好的求解效率和求解质量，同时超级电容有轨电车的高再生制动利用率会提高电制动工况的使用时机，压缩惰行工况的使用时机。  
        关键词：城市轨道交通;节能优化;再生制动;超级电容有轨电车;改进动态规划;仿真   
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        发布时间：2024-08-02

        铁道电气化

      • 李向超,牛可
        2022(5): 129-134. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.019
        摘要：在电气化铁路中，当电力机车与牵引网的电气参数失配时易诱发低频振荡现象，不仅影响牵引网电压的供电保护，而且会引起机车牵引系统的封锁，对牵引网和机车的安全运行构成极大威胁。为更好地抑制该振荡现象，文章提出一种优化的振荡抑制策略及其参数设计方法。首先介绍电力机车-牵引网系统的等效电路拓扑和控制策略，并利用小信号理论建立车网系统的闭环小信号模型；然后在系统稳定性分析的基础上，以提高抑制策略的动态性能为目的，提出一种优化的基于主动阻尼控制的振荡抑制方法，并针对主动阻尼控制系数过大会影响系统稳态性能的问题，通过劳斯稳定判据确定主动阻尼控制系数的最小值。最后，搭建时域仿真模型进行测试，其结果验证了所提优化方法的有效性及其参数设计的合理性。  
        关键词：低频振荡;车-网系统;主动阻尼;抑制策略优化;参数设计   
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        发布时间：2024-08-02
      • 周兆安,李树枝
        2022(5): 135-143. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.020
        摘要：弓网系统作为电力机车的关键供能系统，其运行状态直接决定了电力机车的受流质量，影响列车运行的安全和效率。为了解决传统弓网检测方法效率低、实时性差等问题，文章设计了一种基于深度学习的弓网状态在线检测系统方案，采用英伟达（NVIDIA）的Xavier SoC模块进行图像处理，通过YOLO v4实现弓网检测并添加自适应图像增强模块，优化前后目标检测的mAP分别为0.950和0.961（IOU阈值为0.5）；实现基于ViT轻量级注意力模型的吊弦状态分类，平均准确率为97.69%；使用NVIDIA的推理加速器TensorRT加速后，检测模型和分类模型的推理时间分别为31.0 ms和2.2 ms。系统具有较高的鲁棒性与实用性，可为后续弓网异常在线检测功能拓展提供理论依据和设计参考。  
        关键词：弓网状态检测;接触网;吊弦;深度学习;TensorRT;ViT;YOLO v4   
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        发布时间：2024-08-02
      • 史丹,高东升,杨锐
        2022(5): 144-150. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.021
        摘要：目前，许多地铁线路利用地面储能装置回收列车再生制动能量。储能装置容量的配置与供电区间的牵引负荷再生制动功率特性密切相关。但是，传统牵引变电所二极管整流机组无法返送再生制动能量至电网，难以通过实测获得供电区间内的再生制动功率数据，储能装置容量配置缺少数据支撑。文章提出了一种基于单列车功率概率分布以及供电区间内列车数量概率分布的牵引负荷建模方法，并应用仿真模拟牵引负荷实现储能装置容量的多目标优化配置。该方法首先建立单列车不同工况下的功率概率分布模型，然后采用泊松分布对供电区间内列车数量进行建模，进而得到考虑列车时序关系的牵引负荷模型，最后基于变电所实测数据采用人工鱼群算法对所提牵引负荷模型进行参数辨识。通过详细算例对生成的牵引负荷功率正值部分的概率密度与实测功率概率密度进行比较，结果验证了建模的准确性与有效性。  
        关键词：地铁;再生制动;概率分布;牵引负荷;鱼群算法;城市轨道交通   
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        发布时间：2024-08-02
      • 史向文,林飞,王超,吴晓波,沙栋磊,杨中平
        2022(5): 151-158. DOI: 10.13890/j.issn.1000-128X.2022.05.022
        摘要：在建立城市轨道交通牵引供电系统动态数学模型时需要求解常微分方程组，而城轨牵引供电系统是典型的刚性系统，具有拓扑复杂、参数时变的特点，使用传统的时间离散算法对其进行动态仿真时，仿真结果与实际情况存在一定偏差。因此提出了一种结合传统时间离散算法与量化状态系统算法的混合仿真求解方法。首先将系统模型按照状态变量变化速度分为大步长求解与小步长求解2个子系统，对变化速度快的小步长子系统的状态变量进行量子化离散，并通过改进量化状态系统算法减小仿真数值的“假性振荡”；而对变化速度相对缓慢的大步长的子系统的状态变量则使用传统的时间离散算法以提高计算效率。其次运用常微分方程组分别建立城轨牵引供电系统多脉波不控整流机组和功率源列车的动态数学模型，在MATLAB中运用量化状态时间离散混合仿真方法实现模型交直流侧的实时潮流解析。然后在Simulink中建立等效模型，将运用此混合算法求解得到的波形与Simulink仿真波形进行对比，验证此方法的准确性。最后在同一仿真条件下对比不同方法的仿真时间与步长。结果表明量化状态时间离散混合求解方法运用在城轨牵引供电动态仿真系统中具有可行性、准确性与高效性。  
        关键词：城市轨道交通;牵引供电;常微分方程;量化状态系统;刚性系统;仿真;多脉波不控整流   
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        发布时间：2024-08-02
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