城市轨道交通列车牵引传动系统
城市轨道交通列车的牵引力是由城市轨道交通列车的牵引系统产生的，因此要掌握城市轨道交通列车牵引力的知识，就必须先掌握列车牵引传动系统的基础知识。
目前城市轨道交通列车的牵引传动系统基本都是电力牵引传动系统，其基本的工作过程是：电能经过列车牵引供电系统传输和相应的转换，提供给列车的牵引电动机，电能转换成机械能，从而驱动列车运行。
城市轨道交通列车牵引供电的电源是城市电网，城市电网提供的电能经过牵引变电所的降压、整流变成DC 1 500 V（或DC 750 V），再通过馈电线传递给接触网，然后通过受流装置，由钢轨和回流线流回牵引变电所形成回流。
城市轨道交通列车牵引传动系统的基本特点是牵引功率大、传动效率高、能源利用率高、绿色环保、产生的污染很少、容易实现自动化控制。
城市轨道交通列车的牵引电动机为列车提供动力，牵引电动机按工作原理可分为直流电动机、交流异步电动机、交流同步牵引电动机三种。由于交流电动机与直流电动机相比不需要换向器，结构简单，可靠性高，维护量少，重量小，并能获得较大的单位重量功率，具有良好的牵引性能，同时三相交流牵引电动机的调频、调压特性如果设计合理，可以实现大范围的平滑调速，还具有防空转的性能，使黏着利用率提高；三相交流牵引电动机对瞬时过电压和过电流很不敏感，在启动时能在更长的时间内产生较大的起动力矩。因此，交流异步电动机有取代直流电动机的趋势。
一、牵引传动系统的工况
城市轨道交通列车的牵引传动系统有两个工况：牵引工况和制动工况。
1、在牵引工况下，列车牵引传动系统为列车提供牵引动力，将供电接触网上的电能转换为列车在轨道上运行的机械能。
2、制动工况可以分为再生制动工况和电阻制动工况。再生制动就是将列车的机械能转换成电能反馈到接触网再供给其他列车或车站设备使用，这种方式能最大限度地降低电能的损耗。列车制动过程中牵引传动系统反馈的电能超过了接触网上的限值（达到DC 1 800 V）时，列车电制动产生的电能将会消耗在制动电阻上，
通过制动电阻发热而消耗到大气中去，这种通过制动电阻消耗电能的电制动工况称为电阻制动工况。
二、直流牵引传动系统
直流牵引传动系统由接触网侧高压电路和直流电动机调速电路组成，主要包括受流器、断路器、接触器、直流牵引电动机、齿轮箱、轮对及接地回流装置等，其中直流牵引电动机是核心部件。
直流牵引传动系统按电动机调速的原理不同可分为变阻调压控制和斩波调压控制两种类型。变阻调压控制通过调节串入电动机回路的电阻，改变直流牵引电动机的端电压来达到调速目的，有凸轮调阻和斩波调阻之分。斩波调压控制通过控制接在接触网与牵引电动机之间的斩波器的导通与关断来改变牵引电动机的端电压而实现调速目的，斩波调压控制装置代替了起动、制动电阻，在起动过程中减少了电能的消耗，在再生制动的过程中能回收一部分电能，并且起动、制动过程是完全无级平滑调节的，提高了平稳性。
所示为直流牵引电动机的模型，导体受力方向由左手定则确定，位于N极下的导体ab受力方向为从右向左，而位于S极上的导体cd受力方向为从左向右。导体所受电磁力对轴产生一个转矩，这种由于电磁作用而产生的转矩称为电磁转矩，电磁转矩的方向为逆时针方向。当电磁转矩大于阻力矩时，线圈按逆时针方向旋转，当电枢转动到第二个位置时，原位于S极上的导体cd转到N极下，其受力方向变为从右向左；而原位于N极下的导体ab转到S极上，其受力方向变为从左向右，该转矩的方向仍为逆时针方向，线圈在此转矩作用下继续按逆时针方向旋转。这
样虽然导体中流通的电流为交变的，但N极下的导体受力方向和S极上的导体受力方向并未发生变化，电动机在此方向不变的转矩作用下转动。
实际直流牵引电动机的电枢根据具体应用情况需要有多个线圈。线圈分布于电枢表面的不同位置上，并按照一定的规定连起来，构成直流牵引电动机的电枢绕组。N极、S极也是根据需要，交替放置多对。
直流牵引电动机分为静止部分和可旋转部分。静止部分称为定子，可旋转部分称为转子，在定子和转子之间存在着气隙。定子的作用是：在电磁方面是产生磁场和构成磁路，在机械方面是作为整个电动机的支撑。定子由磁极、机座、换向极、电刷装置、端盖和轴承等组成。转子又称电枢，是电动机的转动部分，是用来产生感应电动势和电磁转矩，从而实现机电能量转换的关键部分，它包括电枢铁芯、换向器、电动机转轴、电枢绕组、轴承和风扇等。
直流牵引电动机具有良好的牵引和制动性能，调速方便；但防空转性能较差，等功率下电动机的体积和重量较大，换向困难，电位条件差，易产生环火，维护复杂，特别是在高电压、大功率时，电位条件更差。
三、交流牵引传动系统
交流异步牵引电动机的转速控制是在保持电源频率恒定的条件下通过改变
定子电压的大小实现的。目前我国的城市轨道交通列车多采用闭环控制系统，基本采用转差电流控制，如上海地铁2号线列车；也有采用矢量控制，如西安地铁2号线DKZ27型列车、广州地铁1号线和北京地铁1号线SMF04型列车等。
随着电子技术的不断发展与成熟，交流牵引传动技术越来越受到重视，交流牵引电动机有全面取代直流牵引电动机的趋势；大功率晶闸管技术的成熟与发展，特别是近年来全控电力电子器件的迅速发展，使得可调压调频的逆变装置被普遍应用，成功解决了交流电动机的调速问题。交流牵引电动机有同步和异步之分，目前城市轨道交通列车普遍采用的是交流异步牵引电动机，因为交流同步牵引电动机需要集电环和电刷或者在转子上安装旋转整流器，不能满足频繁起动和停止的工作需要，也不能在轮径不同或牵引电动机转速有差别时，由一台逆变器驱动多台电动机并联工作。交流异步牵引电动机在空间利用和重量上都优于交流同步牵引电动机，因此被广泛应用。交流异步牵引电动机采用VVVF控制，即直流电通
过逆变器变为三相交流电，用电压和频率的变化来控制异步牵引电动机的转速变化，获得最佳的调速性能，并实现再生制动。
城市轨道交通列车使用的交流感应电动机主要是结构简单的鼠笼式感应电
动机，它主要由定子和转子构成，定子上加载三相交流电压时，间隙磁通量就会发生变化，从而使转子受到感应，产生扭矩。
四、直线电动机牵引系统
直线电动机可认为是旋转电动机的结构的转变，即将旋转电动机沿轴向切开，按水平方向展开，从而使旋转电动机的定子演变为初级，转子演变为次级，以直线运动取代旋转运动。由于直线电动机无旋转部件，因此可大大降低城市轨道交通列车的高度，缩小隧道直径，降低工程成本。此外，直线电动机环保性能好，车辆运行噪声小。直线电动机在城市轨道交通中应用时，初级既可设在车上，也可设在地面，分别称为车载初级式和地面初级式。目前，城市轨道交通列车多采用车载初级式异步的方式，初级安装在动车的转向架上，从受电轨受电，电源的变换和控制设备安装在车上；次级沿线路敷在两根走行钢轨之间的导体板上，建设费用低。广州地铁4号线和北京地铁机场线的列车均采用直线电动机牵引传动系统，采用一台VVVF逆变器向两台三相八极的直线感应电动机供电，采用IGBT
器件和脉冲调制技术的牵引逆变器，实现牵引、再生制动控制。
单线区段列车运行图分析实验报告 姓名黎文皓 学号 1104121013 专业班级运输1203 指导教师邓连波 中南大学交通运输工程学院 2015年 6月
一、通过能力计算 由表可得，T 周调整后最大为36min 。 区间现有通过能力为： a)当不考虑固定作业时间和有效度系数时 n =144036 =40(对) n 货 非=n ?ε客n 客?(ε摘挂?1)n 摘挂=40?1.2×5?(1.6?1)×2 =32.8≈33(对) b)当考虑固定时间而不考虑有效度系数时 n =1440?9036 =37.5≈38(对) n 货 非=n ?ε客n 客?(ε摘挂?1)n 摘挂=38?1.2×5?(1.6?1)×2 =30.8≈31(对)
c)当同时考虑固定作业占用时间和有效度系数时 n =(1440?T 固)×d 有效 T 周 =(1440?90)×0.8936 =33.375≈33(对) n 货 非=n ?ε客n 客?(ε摘挂?1)n 摘挂=33?1.2×5?(1.6?1)×2 =25.8≈26(对) 二、列车运行图技术指标统计及分析 1、数量指标 （1）按列车性质分类的旅客列车及货物列车对数 （2）旅客列车及货物列车走行公里 a) A-B 区段长度为：13+14+12+10+12+13+15+14=103km b) 旅客列车走行公里：103×10=1030km c) 货物列车走行公里：103×26=2678km （包括摘挂） （3）由各始发站发出的各种旅客列车数和货物列车对数 A 和B 发出的各种旅客列车数和货物列车数分别为5对、13对。 （4）机车台数 本设计中共用机车台数7台
课程设计 课程名称机车车辆方向课程设计题目名称 SS4列车牵引计算 学院 _ 专业 班级__ 学号_____ __ 学生姓名______ __ 指导教师___
目录 摘要 (2) 0 引言 (3) 1.设计任务 (4) 2.机车基本参数 (4) 2.1计算牵引质量 (4) 2.2校验并确定区间牵引质量 (6) 2.3列车换算制动率的计算 (6) 3 合力图 (7) 3.1 机车各种工况的曲线 (7) 3.2绘制合力曲线 (11) 4计算制动距离和运行时间 (15) 4.1计算列车制动的距离 (15) 4.2运行时间 (19) 结束语 (27) 参考文献 (27)
摘要 本次课程设计主要进行了列车的计算牵引质量，校验了区段牵引质量，以及制动率。利用matlab画出了机车各工况的单位合力曲线。对化简的线路纵断面进行了运行时间计算及制动距离的计算。手绘出了绘制列车运行速度线和列车运行时间线。 关键词：列车；牵引；制动；计算
0 引言 提高列车牵引质量和运行速度，保证铁路行车安全和尽量节约机车能耗，是扩大铁路运输能力提高铁路工作效益的重要内容。为此，必须讲究科学管理和经济操纵，提高运输管理和列车操纵水平；很好的研究列车的牵引质量，运行速度，制动距离及机车能耗等与哪些因素有关，怎样在保证行车安全和节能的条件下“多拉快跑”；同时，要让铁路运输管理工作人员及其后备军都有这方面的知识，即会分析也会计算。列车牵引计算正是这方面必须有的，故进行本次课程设计。
1.设计任务 SS 4型电力机车牵引70辆货车，均为滚动轴承（牵引质量5000t ），其中标记载重50t ，装有GK 型制动机的重车48辆，空车5辆；标记载重25t ，装有120型制动机的重车12辆；标记载重25t ，装有120型制动机空车5辆。车辆按高磷闸瓦计算，列车管受空气压力为500KPa 。制动初速度为104Km/h 。SS 4型电力机车电功率6400KW ，轴式为2×（Bo —Bo ），轴重23t 。机车单位阻力 20'000320.00190.025.2v v ++=ω（N/KN ） 1.1求解 （1）计算牵引质量，校验并确定区段牵引质量；计算列车换算制动率等。 （2）绘制合力表，绘制合力曲线。 （3）化简线路纵断面的运行时间及制动距离等。 （4）绘制列车运行速度线和列车运行时间线。 （5）便知点算程序计算，并计算及绘图，编程语言不限。 2.机车基本参数 额度工作电压 单相交流50Hz 25kV ；传动方式 交—直流电传动；轴 式 2×（Bo —Bo ）；机 车 重 量 2×92 t ；轴 重 23t ；持 续 功 率 2×3200kW；最高运行速度 100 km/h ；持 续 速 度 51.5 km/h ；起动牵引力 628kN ；持 续 牵 引 力 450kN ；电制动方式 加馈电阻制动 电制动功率 5300kW ；电制动力 382kN （10～50km/h ）； 传动方式 双边斜齿减速传动；传 动 比 88/21；
城市轨道交通列车自动控制系统简介 、前言 随着城市现代化的发展，城市规模的不断扩大，城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段，其最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。城市轨道交通列车自动控制系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。 二、列车自动控制系统的组成 列车自动控制（ATC系统由列车自动防护系统（ATP、列车自动驾驶系统（ATO和列车自动监控系统（ATS三个子系统组成。 一列车自动防护( ATP-Automatic Train Protection 系统 列车自动控制系统中的ATP的子系统通过列车检测、列车间 隔控制和联锁（联锁设备可以是独立的，有的生产厂商的系统也可以包含在ATP系统中）控制等实现对列车相撞、超速和其他危险行为的防护。 二列车自动驾驶系统 ( AT0?CAutomatic Train Operation 列车自动驾驶子系统（ATO与ATP系统相互配合，负责车 站之间的列车自动运行和自动停车，实现列车的自动牵引、制动 等功能。ATP轨旁设备负责列车间隔控制和报文生成；通过轨道
电路或者无线通信向列车传输速度控制信息。ATP与ATO车载系 统负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。 三）自动监控（ATS-Automatic Train Super -vision ）系统 列车自动监控子系统负责监督列车、自动调整列车运行以保证时刻表的准确，提供调整服务的数据以尽可能减小列车未正点运行造成的不便。自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥， 并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能主要由位于OCC 控制中心）内的设备实现。 三、列车自动控制系统原理 一）列车自动防护（ATP） ATP是整个ATC系统的基础。列车自动防护系统（ATP亦 称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定的运行速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。 ATP通过轨道电路或者无线GPS系统检测列车实际运行位 置，自动确定列车最大安全运行速度，连续不间断地实行速度监督，实现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保证实现规定地行车间隔。防止列车超速和越过禁止信号机等功能。 按工作原理不同，ATP子系统可分为“车上实时计算允许速
北交《城市轨道交通列车运行控制》在线作业二 一、单选题（共 9 道试题，共 36 分。） 1. 阶梯式分级速度控制可以分为超前式和滞后式，超前式采用( )优先的方法，滞后式采用( )优先的方法。( ) . 人控优先，设备优先 . 设备优先，人控优先 . 人控优先，人控优先 . 设备优先，设备优先 正确答案： 2. 关于故障-安全技术，下列说法错误的是( ) . TP子系统是安全系统，其系统设计以及所有的软硬件均必须符合“故障-安全”原则 . TO为故障-安全系统，其控制列车自动运行 . TS系统为非故障-安全系统，它的全部或任何一个部分的故障或不正确操作，不会影响列车运行安全 . 轨道电路中的继电器必须符合故障-安全原则 正确答案： 3. 在城市轨道交通自动列车运行控制系统中，超速检测与防护功能是由其哪个子系统实现的？( ) . TP . TO . TS . 以上三种均不是 正确答案： 4. 城市轨道交通采用( )行车制。 . 两侧均可 . 左侧 . 右侧 . 具体情况具体分析 正确答案： 5. 站台安全门按其规模和功能可以分为半高式安全门、全高式安全门( ) . 滑动门 . 固定门 . 端门 . 屏蔽门 正确答案： 6. 下列表示禁止越过该信号机调车的是( ) . 红色
. 蓝色 . 双黄色 . 红色+黄色 正确答案： 7. 关于故障-安全技术，下列说法错误的是( ) . TP子系统是安全系统，其系统设计以及所有的软硬件均必须符合“故障-安全”原则 . TO为故障-安全系统，其控制列车自动运行 . TS系统为非故障-安全系统，它的全部或任何一个部分的故障或不正确操作，不会影响列车运行安全 . 轨道电路中的继电器必须符合故障-安全原则 正确答案： 8. 城市轨道交通的自动化程度比较高，一般采用( )的运用方式，列车的运行速度不取决于地面信号机的显示，地面信号系统只起辅助作用。 . 地面信号显示与车载信号系统相结合，以地面信号系统为主 . 地面信号显示与车载信号系统相结合，以车载信号系统为主 . 车载信号系统 . 地面信号系统 正确答案： 9. 下列不属于TO功能的是( ) . 将列车速度自动调整在允许速度带内，尽可能减少牵引、惰行和制动之间的转换 . 实现列车自动通过车站和自动折返 . 保证列车的停位精度 . 超速检测与防护 正确答案： 北交《城市轨道交通列车运行控制》在线作业二 二、多选题（共 8 道试题，共 32 分。） 1. TS系统在自动调整过程中，TS主要通过( )来调整列车。 . 停站时间 . 站间运行时间 正确答案： 2. 城市轨道交通设备故障主要包括信号系统故障、线路故障、道岔故障以及( )等各种故障。. 临时停电 . 通信中断 正确答案： 3. 轨道交通列车运行控制系统综合利用3技术代替了传统的轨道电路技术，3技术是( )未
城市轨道交通列车运行控制研究 学生姓名：畅龙 专业班级：城市轨道交通控制 学号：08301942 指导老师：孙鑫
列车运行控制系统是保证城市轨道交通列车和乘客安全的，是实现列车快速、高密度、有序运行的关键系统，是整个系统中的重中之重。本文文介绍了国、内外基于通信的列车运行控制在我国地铁的应用，从列车的运行模式，到列车的定位停车，列车速度调整、自动折返等几个方面进行了阐述。 【关键词】：
城市轨道交通的诞生和发展已经有一百多年的历史了，城市轨道交通在当今城市交通中已经占据了重要的作用，城市轨道交通是现代化都市的重要基础设施，它安全、快速、舒适、便利地在城市范围内运送乘客，最大限度的满足城市市民的出行需要。在城市各种公共交通工具中，具有运量大、速度快、安全可靠、污染低、受其他交通方式的干扰小，对改变城市拥挤、乘车困难、行车速度慢行之有效的。 随着城市轨道交通行车间隔的缩短，依靠人工控制车速的传统运行方式已经不能满足城市客运的要求了，于是，以列车速度自动控制为中心的列车运行控制系统（Automatic Train Control,简称A TC）应运而生，随着计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）和控制技术（Control）的飞跃发展，综合利用3C技术给列车的控制带来了很好的发展机遇，形成了基于无线双向大容量的车地通信模式，使对车辆的控制更加安全可靠。城市轨道交通列车运行控制主要包括列车运行中的驾驶模式、列车运行中的超速防护、列车的制动模式、列车定位停车、列车的折返、运行速度控制等来实现对列车整个运行过程中的控制。这样使列车更加安全可靠、高速有效的运行。
作业1 一、填空： 1．城市交通可以分为（对外交通）和（市内交通）。 2．（无轨公共马车）是城市公共交通的先驱。 3.( 有轨公共马车)是现代城市轨道交通的雏形。 4. 现代的列车运行控制系统应运而生，它用于控制、监督、执行和保障城市轨道交通列车运行安全，以( 轨道交通信号控制技术)和（通信技术）为基础发展起来，是集（列车运行控制）、（行车指挥）、（设备检测）和（信息管理）为一体的综合控制系统。 5．作为轨道交通系统，（安全）和（高效）是其追求的两大目标。 6.( 移动闭塞CBTC )是城市轨道交通列车运行控制技术的发展方向。 7. ( ATC ) 已成为城市轨道交通调度指挥和运营管理的中枢神经。 8．CBTC的全称为（列车运行控制）。 9．手信号是行车有关人员拿(信号旗)或(信号灯)或者直接用(手臂)显示的信号，用来表达相关的含义，指示列车或车辆的允许和禁止条件。 10. 按照信号机设置的位置，可以将信号分为：（地面）信号和（车载）信号。 11.在城市轨道交通的测速定位中，根据速度信息的来源，可以把测速方式分成两大类：利用（轮周旋转方式）和利用（无线方式）直接检测列车的速度的测速方法。前者测速的主要方法有（测速发电机）、（轮轴脉冲速度传感器）。无线式测速方法主要有（多普勒雷达测速）。 二、选择： 1．下列哪项不是城市交通面临的状况？（D） A.交通拥堵 B.环保问题 C.土地消耗 D.道路畅通 E.能源消耗 2.选择题：世界上第一条地铁于（）年在（ C ）开通。 A.1870 法国巴黎 B.1863 美国纽约 C.1863 英国伦敦 D.1870 日本东京 3. 轨道交通系统能否安全高效运行，首先取决于（D）。 A.列车速度 B.线路情况 C.驾驶员水平 D. 列车运行控制系统的性能 4. （亦庄）地铁线，于（2010 ）年开通，标志着具有完全自主知识产权
课程设计 课程名称__机车车辆方向课程设计__题目名称____HXD3列车牵引计算 学院________机械工程学院 _ _专业机械工程及自动化 班级__ 学号_____ _ __ 学生姓名________ __ __ 指导教师________ __ 2012年3 月2日
目录 摘要 (2) 0 引言 (3) 1.设计任务 (4) 2.机车基本参数 (4) 2.1计算牵引质量 (4) 2.2校验并确定区间牵引质量 (5) 2.3列车换算制动率的计算 (6) 3 合力图 (7) 3.1 机车各种工况的曲线 (7) 3.2绘制合力曲线 (11) 4计算制动距离和运行时间 (15) 4.1计算列车制动的距离 (15) 4.2运行时间 (19) 5.绘制列车运行速度线和列车运行时间线 (24) 结束语 (26) 参考文献 (27)
摘要 本次课程设计主要进行了列车的计算牵引质量，校验了区段牵引质量，以及制动率。利用matlab画出了机车各工况的单位合力曲线。对化简的线路纵断面进行了运行时间计算及制动距离的计算。手绘出了绘制列车运行速度线和列车运行时间线。 关键词：列车；牵引；制动；计算
0 引言 提高列车牵引质量和运行速度，保证铁路行车安全和尽量节约机车能耗，是扩大铁路运输能力提高铁路工作效益的重要内容。为此，必须讲究科学管理和经济操纵，提高运输管理和列车操纵水平；很好的研究列车的牵引质量，运行速度，制动距离及机车能耗等与哪些因素有关，怎样在保证行车安全和节能的条件下“多拉快跑”；同时，要让铁路运输管理工作人员及其后备军都有这方面的知识，即会分析也会计算。列车牵引计算正是这方面必须有的，故进行本次课程设计。
1 城市轨道交通系统包括两大部分，分别为（列车运行自动控制系统）和（车辆段信号控制系统） 2 城市轨道交通列车运行进路控制采用三级控制，即控制中心控制、远程终端控制和（车站工作站控制） 3FTGS轨道电路用（位模式）调制载频作为检测列车占用，用（报文）调制载频发送ATP信息。 4用电压表对相敏接收器的轨道侧和局部进行测量，符合要求轨道继电器应吸起。若不吸起，再用（相位表）对相敏接收器的轨道侧和局部侧进行测量，看（相位）是否正确。 5整流继电器由整流元件和（无极继电器）组合而成。ZD6型转辙机的调整包括尖轨的调整、表示杆缺口的调整和（摩擦电流）的调整。 6轨旁ATP和联锁设备之间进行信息交换是通过（ATC总线进行信息交换）。 7 试线车是为了（检修车辆）作运行实验设置的。 8车辆段设一台ATS分机，用于采集车辆段内（存车库线）的列车占用及进/出车辆的列车信号机的状态，以在控制中心显示屏上给出以上信息的显示。 9 四显示自动闭塞是在三显示自动闭塞的基础上增加一种（绿黄）显示，他能预告列车运行前方（三个闭塞分区）的状态。 10在PF型轨道电路区段，ATP信息是由AF-904发送器通过（轨旁环线发送）的；FTGS轨道电路可以根据（列车运行方向），自动转换轨道电路的发送端和接收端。 11轨旁ATP和联锁设备之间进行信息交换是通过（ATC总线进行信息交换）。 12 地铁供电系统一般包括（牵引供电系统）、动力照明系统和高压电源系统。 二简答题 1ATP的传输方式有几种？
答：①应答器传输 ②轨旁电缆传输 ③无线通信传输 2在哪些情况下，ATP系统会实施紧急制动？ 答：① 超过速度曲线的允许速度 ②超过车辆的最高允许速度 ③位于站台的紧急制动按钮引起的紧急停车 ④传输故障，运行超过10m 和5s ⑤启动方向错误，车辆后退 ⑥列车运行时打开车门 ⑦ATP 车载设备全面故障 3试简述ATS系统的基本原理。 答：ATS系统主要实现对列车运行的监督和控制，包括：列车运行情况的集中监视、自动排列进路、自动列车运行调整、自动生成时刻表、自动记录列车运行实迹、自动进行运行数据统计及自动生成报表、自动监测设备运行状态等，辅助调度人员对全线列车进行管理。 4DTC接收板是如何判断轨道电路空闲和占用的？ 答：单个CPU的RAM检测，幅度判决和帧一致性比较结果都影响到单个CPU的轨道电路占用/空闲判决结果。如果幅度判决高，解调的帧内容和发送器直接送来的帧的内容比较一致，RAM检测正确，那么CPU判决空闲。 如果幅度判决低，或者解调的帧内容和发送器直接送来的帧的内容比较不 一致，或者RAM检测不正确，那么CPU判决占用。 5说明ZD6 型转辙机的自动开闭器的作用？
地铁牵引传动系统 进入21世纪以来，随着我国现代化建设和社会经济的飞速发展，现代城市人口大量增加、地域不断扩大，城市交通堵塞问题日益突出，交通事故、噪音和空气污染等影响着人们的工作和生活。轨道交通在优化城市空间结构、缓解城市交通拥挤、保护环境等方面均显示出积极促进作用，已日益成为中国走新型城镇化道路的重要战略举措。伴随着中国城市化进程的加快，城市交通需求剧增，城市轨道交通也进入高速发展时期。地铁作为城市快速轨道交通的一种工具，因其具有运量大、快捷、安全、舒适、乘坐方便、对环境污染少、占地面积小等诸多优点而受到越来越多城市的青睐。 车辆是地铁运输的主要载体，由于科技的高速发展，高性能的交流传动系统(牵引系统)己广泛应用于地铁车辆。据统计，欧美、日本等城市轨道交通技术强国，自20世纪90年代以来设计的地铁车辆全部采用IGBT或IPM的VVVF交流传动装置，极大地提升了地铁车辆在牵引、制动方面的动力性能。地铁车辆对牵引传动系统的安全性、可靠性、稳定性要求很高，由于各种历史原因，国内对地铁车辆交流传动系统的研究起步较晚，我国最早期的交流传动地铁列车都是整车进口的，但是，大量采用国外的变流器产品，不仅对我国轨道交通行业的发展极为不利，还会导致将来地铁车辆(一般地铁电气设备的使用寿命为30年)运营维护及维修成本提高。随着科技的发展和研究的不断深入，我们国家在装备制造方面已具备了一定的生产能力和技术基础，已经可以实现车体、空调、转向架、车钩、车门、乘客信息系统、ATO等列车重要部件的国产化，但是像牵引传动系统这样的关键部件，虽然取得一定进展，可是与国际先进水平相比，仍存在差距，国内已建或在建的地铁项目中，鲜有应用国产牵引变流设备的先例。 地铁车辆的运行条件与干线铁路/高速动车有很大差异。地铁车辆以动、拖车固定编组方式运行，站间距短，停靠站数多，区间运行时分少，要求列车动力性能优越，有较强的短时过载、断续工作能力;而大铁路的动力配置则关注城际间长距离的恒速/恒功率稳定运行，因此地铁不能像大铁路那样来进行牵引动力性能配置，这对地铁建设投资、列车服役寿命以及降低运营成本等方面均有重要影响。无论是地铁列车还是干线大铁路，其动力性能的发挥都是依靠牵引传动系统实现的，然而地铁车辆独特的运行特征决定了其牵引传动系统设计，可以借鉴
城市轨道交通列车自动控制系统简介 【摘要】列车自动控制系统是保证列车运行安全的重要设备，本文介绍了城市轨道交通列车自动控制系统（ATC）的组成和特点，对列车自动控制系统中的列车超速防护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO），列车自动监控系统（ATS）三个子系统进行简要的概述。 【关键词】城市轨道交通;列车控制系统;超速防系统;地铁 一、前言 随着城市现代化的发展，城市规模的不断扩大，城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段，其最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。城市轨道交通列车自动控制系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。 二、列车自动控制系统的组成 列车自动控制（ATC）系统由列车自动防护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）和列车自动监控系统（ATS）三个子系统组成。 （一）列车自动防护（ATP-Automatic Train Protection）系统 列车自动控制系统中的ATP的子系统通过列车检测、列车间隔控制和联锁（联锁设备可以是独立的，有的生产厂商的系统也可以包含在ATP系统中）控制等实现对列车相撞、超速和其他危险行为的防护。 （二）列车自动驾驶系统（AT0–Automatic Train Operation） 列车自动驾驶子系统（ATO）与ATP系统相互配合，负责车站之间的列车自动运行和自动停车，实现列车的自动牵引、制动等功能。ATP轨旁设备负责列车间隔控制和报文生成;通过轨道电路或者无线通信向列车传输速度控制信息。ATP与ATO车载系统负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。 （三）自动监控（ATS-Automatic Train Super -vision）系统 列车自动监控子系统负责监督列车、自动调整列车运行以保证时刻表的准确，提供调整服务的数据以尽可能减小列车未正点运行造成的不便。自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS 功能主要由位于OCC（控制中心）内的设备实现。
第39卷第8期2011年8月 同济大学学报(自然科学版) JO URNAL OF TON GJI UNIVERSITY(NATURAL SCIEN CE)Vol.39No .8 Aug.2011 文章编号:0253-374X(2011)08-1161-06DO I :10.3969/j.issn.0253-374x.2011.08.011 收稿日期:2010-07-01 基金项目:国家自然科学基金(50877054);上海市科委重大专项子课题(10dz1200205) 第一作者:韦 莉(1982)),女,工学博士,主要研究方向为城市轨道交通供电与车辆系统建模与仿真、城轨供电安全与节能技术. E -mail:w eili029@https://www.doczj.com/doc/d13554277.html, 通讯作者:张逸成(1951)),男,教授,博士生导师,工学博士,主要研究方向为新型智能电气设备及控制、电磁场理论及应用. E -mail:kz jc@https://www.doczj.com/doc/d13554277.html, 城市轨道交通牵引系统仿真技术研究 韦 莉1,张逸成1,达世鹏2,沈小军1 1.同济大学电子与信息工程学院,上海201804; 2.上海申通地铁集团有限公司维护保障中心供电分公司,上海200031) 摘要:回顾了国内外城市轨道交通系统仿真技术的发展现状,详细阐述了现有仿真系统存在的模型建立不够精确、列车与供电系统间的相互影响考虑不全面等问题导致仿真结果与实际偏差较大的特点,并从车辆与牵引供电网电气交互的角度仿真分析了列车的运行特性,说明牵引网电压变化对车辆牵引性能的影响,最后指出为研究城轨系统的实际运行特性,应进行车网结合的多列车、多工况动态联合仿真,同时还应开展通用仿真平台的研究,并提出使用P SCA D/EM T DC 与M A T L A B 集成作为仿真开发平台. 关键词:城市轨道交通;牵引供电;车辆;仿真软件;系统模型;联合仿真中图分类号:U 239.5 文献标识码:A Study of Simulation Technology for Traction Power System of Urban Rail Transit WEI Li 1 ,ZHANG Yicheng 1 ,DA Shipen g 2 ,SHEN Xiaojun 1 (1.Co lle ge of Elec tronics a nd Info rma tion, Tongji University, Sha nghai 201804,China ;2.The Pow er Supply Branc h of Rail Tra ffic Mainte nanc e Supp ort C enter of Sha nghai She ntong Metro Group Co.,Ltd.,Shangha i 200031,C hina ) Abstract :This paper first reviews the development sta tus of domestic and international simulation technology for urban ra il transit system,a nd desc ribes in detail the shortcomings of existing simulation systems such a s less accurate models and incomprehensive consideration of the interaction between train a nd tra ction power system,leading to large devia tion of simulation result compared with prac tical experiment. Simulation of elec trical interaction between train and traction system shows that the trac tion performanc e of the train is influenced by the va riation of overhead line .s voltage.Fina lly,in order to have a ful-l scale reflec tion on the c haracteristics of urban rail transit system that dynamic simulation whic h c ombines mult-i train with mult-i working mode is demanded,an d th e study o f a general simulation platform should also be c arried out.It is proposed that the integration of PSCAD/EMTDC and Matlab can be used for developin g the platform.Key wo rds :urban rail transit; traction power; train; sim ulation software;system model;joint -simulation 随着城市建设规模的扩大和城市人口的增多,交通拥挤、出行不便以及随之而来的环境污染等问 题严重影响着城市生活质量.城市轨道交通以其快速、安全、准时、无污染以及载客量大等特点而成为解决大中型城市交通问题的首选方案[1].近几年国家在轨道交通的投入大幅增加,城市轨道交通大发展的时期已经到来.截至2008年9月,中国城市轨道交通运营里程已经达到775.6km.全国/十一五0期间计划建设1500km 左右轨道交通,总投资额在4000~5000亿人民币,全国48个百万人口以上的大城市中已有30多个城市开展了城市轨道交通的建设或筹建工作[2] . 在城市轨道交通飞速发展的同时,一些问题也不断显现.如随着客运量的激增,地铁在高峰时段超负荷运行时变电站直流开关和车辆高速开关跳闸的问题时有发生,严重影响了安全运营 [3] .要从根本上 探明这些问题发生的原因,须从整个牵引供电系统角度去深入研究.然而由于城市轨道交通行业的特 殊性,采取大规模的试验研究方法不仅会消耗大量的财力和物力,而且往往会受各方面因素的制约而难以实施.计算机系统仿真技术不仅可以降低研发的危险性和开支,还可以模拟实验无法进行的工况,为研究整个系统提供了有力的支持.而且,仿真技术
课程设计说明书 题目名称：10～40V降压直流斩波电路实验装置 系部：电力工程系 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：张海丽 完成日期：
新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目10～40V降压直流斩波电路实验装置 系部电力工程系专业班级 学生姓名学生学号 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）： 年月日
评定意见参考提纲： 1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2、学生的勤勉态度。 3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
新疆工程学院 电力工程系(部)课程设计任务书 学年第学期年月日 教研室主任（签名）系（部）主任（签名）
摘要 直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC 变换器 ,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路，直流斩波技术已被广泛用于开关电源及直流电动机驱动中，使其控制获得加速平稳、快速响应、节约电能的效果。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。 TDC-1型学习机是为了配合高等工科院校及高等专科技术学校的“电力电子”或“半导体变流技术”等课程中的直流斩波电路实验并根据当今电力电子技术的发展方向及应用而设计的新型实验装置。该学习机面板上画有原理图。各测试点均装有测试探头可以钩住的端子。测试电压及波形十分方便。使学生在实验课中安全、方便、直观地观察到各种电压、电流的波形及数据。 关键词：直流电力电子变换电路
1牵引供电系统：从主降压变电站（当它不属于电力部门时）及其以后部分统称“牵引供电系统” 2杂散电流：绝大多数电力牵引轨道交通线路是以走行轨为其回路的，由于钢轨大地之间不是绝缘的，因此回流电流必有部分经大地回牵引所，这部分电流因土壤的导电性质，地下管道位置不同，可以分布很广，故称杂散电流。 3.GIS：六氟化硫全封闭组合电器，它是在六氟化硫断路器的基础上把各种控制保护电器全部封装的组合电器设备。 4远动控制：又称遥控即在远离变电所（执行端）的电气设备进行控制。 5距离控制:即在主控制室内对变电所的一次设备集中进行控制监测，开关位置信号-中央信号以及继电保护装置等都配置在主控制室的屏台上，便于监视和管理运行。 6安装接线图：为二次设备的制造安装或调试检修而专门绘制的安装图 7二次原理图：也称归总式原理图，用来表示二次设备中的监视仪表，控制与信号，保护和自动装置等的工作原理图。 一．简述断路器的主要功能？答：断路器又叫高压开关，断路器不仅可以切断和闭合高压电路的空载电流和负载电流，而且，当系统发生故障时，它与保护装置相配合，可以迅速地切断故障电流，以减少停电范围，防止事故扩大，保证系统的安全运行。 二．简述地铁动力照明结构及功能？答： 三．简述直流牵引所的保护？答： 四．接触网设计过程中应满足什么要求？答：1.接触网 悬挂应弹性均匀高度一致， 在高速行车和恶习的气象 条件下，能保证正常取。2. 接触网结构应力求简单，并 保证在施工和运营检修方 面具有充分的可靠性和灵 活性。3.接触网寿命应尽量 长，具有足够的耐磨性和抗 腐蚀能力。4.接触网的建设 应注意节约有色金属及其 他贵重材料，以降低成本。 五．简述地面架空接触网组 成及功能？答：架空式接触 网由接触悬挂，支撑装置， 支柱与基础设施几大部分 组成。接触悬挂是将电能传 导给电动车组的供电设备。 支持装置用来支持悬挂，并 将悬挂的负荷传递给支柱 和固定装置。支柱与基础用 以承受接触悬挂和支撑装 置所传递的负荷（包括自身 重量），并将接触线悬挂固 定在一定高度。 六．简述地下迷流防护措 施？答：在电力牵引方面： 提高供电电压，减小牵引所 距离，采用双边供电，减小 钢轨电阻，增加回流线减少 回流电阻，增加到道泄漏电 阻，定期检测。在埋设金属 管方面:尽量远离，在金属表 面或接头处采用绝缘，采用 防电蚀电缆线路，在电缆上 包铜线套钢管，在地下管道 涂沥青包油毡，设排流装 置。 七．牵引变电所计算需要的 参数有那些？答：1.馈电线 及牵引变电所的平均电流， 有效电流，最大电流；2.电 动车辆或机车在供电区段 内运行时的平均电压损失 及最大电压损失；3.接触网 中平均功率损失等 八．高压控制电路构成及作 用？答：主要由控制元件， 中间放大元件与继电器以 及操作机构等几部分组成。 1控制元件：运行人员用来 发出开关跳，合闸操作命令 的操作按钮。2 中间放大元 件与继电器：将控制元件的 操作命令转化成高压开关 的电磁操作机构所需要的 大电流。3操作机构;直接对 高压开关进行分，合闸操 作。 九．电气主接线的要求是？ 答：可靠性:保证在各种运行 方式下，牵引负荷以及其他 动力的供电连续性。灵活 性：在系统故障或变电所设 备故障和检修时，能适应调 度的要求，灵活便捷迅速地 改变运行方式，且故障影响 的范围最小。安全性：保证 在进行一切操作切换时，工 作人员和设备的安全以及 能在安全条件下进行维护 检修工作。经济性应使主接 线投资与运行费用达到经 济合理。 十．简述断路器控制回路的 要求？答;1高压开关的合 跳闸回路是按短路通过大 电流脉冲来设计的。操作或 自动合跳闸完成后，应迅速 自动断开跳合闸回路以免 烧损线圈。2控制回路应能 在控制室由控制开关控制 进行手动跳合闸，又能在自 动装置和继电保护作用下 自动合闸或跳闸，同时能由 远方调度中心发送控制命 令进行跳合闸。3应具有高 压开关位置状态的信号，事 故跳闸与自动合闸的闪光 信号。4.具有防止断路器多 次合跳闸的“防跳”装置。 5.采用液压和气压操作的机 构，跳合闸操作回路中应分 别设有液压和气压闭锁，在 低于规定标准压力情况下， 闭锁操作回路。断路器和隔 离开关配合使用时，应有防 误操作的闭锁措施。6.对跳 合闸回路及其电源的完好 性，应能进行监视。
城市轨道交通列车自动控制系统的运用与发展摘要:本文对城市轨道交通的发展进行了探讨,介绍了城市轨道交通自动控制系统的特点和组成。在城市轨道交通列车自动控制系统(atc 中,列车自动防护(atp 系统担负着保证列车运行安全的重要作用,是列车运行自动控制系统的基础。 关键词:城市轨道交通 ; 自动控制系统 ; 列车自动防护 abstract: in this paper, the development of urban rail transit is discussed, and introduced the automatic control system of urban rail transit characteristics and composition. in urban rail traffic automatic train control system (atc, automatic train protection (atp system on the train operation safety guarantee the important function, is the train operation of the automatic control system for the foundation. keywords: urban rail traffic; automatic control system; automatic train protection 引言 近年来,随着城市现代化的发展,城市规模的不断扩大,市区人口逐步向郊区迁移,城市交通压力越来越大。城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段,它的最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。因此,必须采用具有连续 速度显示监督和防护的列车自动防护系统,以确保行车安全,提高行车效率。在这种背景下,自动控制系统在城市轨道的建设中扮演着越来越重要的角色。 一 . 城市轨道交通介绍
北交《城市轨道交通列车运行控制》在线作业一-0008 试卷总分:100 得分:100 一、单选题(共9 道试题,共36 分) 1.关于故障-安全技术，下列说法错误的是( ) A.轨道电路中的继电器必须符合故障-安全原则 B.ATS系统为非故障-安全系统，它的全部或任何一个部分的故障或不正确操作，不会影响列车运行安全 C.ATP子系统是安全系统，其系统设计以及所有的软硬件均必须符合“故障-安全”原则 D.ATO为故障-安全系统，其控制列车自动运行 答案:D 2.阶梯式分级速度控制可以分为超前式和滞后式，超前式采用( )优先的方法，滞后式采用( )优先的方法。( ) A.设备优先，设备优先 B.设备优先，人控优先 C.人控优先，设备优先 D.人控优先，人控优先 答案:B 3.下列不属于ATO功能的是( ) A.超速检测与防护 B.将列车速度自动调整在允许速度带内，尽可能减少牵引、惰行和制动之间的转换 C.实现列车自动通过车站和自动折返 D.保证列车的停位精度 答案:A 4.在城市轨道交通自动列车运行控制系统中，超速检测与防护功能是由其哪个子系统实现的？( ) A.以上三种均不是 B.ATS C.ATP D.ATO 答案:C 5.城市轨道交通的自动化程度比较高，一般采用( )的运用方式，列车的运行速度不取决于地面信号机的显示，地面信号系统只起辅助作用。 A.车载信号系统 B.地面信号系统 C.地面信号显示与车载信号系统相结合，以车载信号系统为主 D.地面信号显示与车载信号系统相结合，以地面信号系统为主 答案:C 6.关于故障-安全技术，下列说法错误的是( ) A.轨道电路中的继电器必须符合故障-安全原则
1系统概述 (3) 2系统设计 (7) 2.1系统设计效果图 (7) 2.2系统功能模块组成 (8) 2.2.1变电所硬件设备实物 (8) 2.2.2网络化交互式实训系统 (8) 2.2.3教员监控与管理系统 (8) 2.2.4供电调度实训系统的通信接口和接口协议 (9) 2.3系统设计思路 (9) 2.3.1实物设备与虚拟变电所相结合 (9) 2.3.2采用情景化专家引导实训模式 (10) 2.3.3数字化三维场景与主电气图仿真 (10) 2.3.4构建全真虚拟变电所 (11) 2.3.5接口 (15) 2.4一次系统整体设计 (15) 2.5二次系统工作条件模拟方案 (17) 2.6实物设备与仿真设备之间的联动 (18) 2.6.1电信号模拟数字化微处理工控机 (18) 2.6.2终端控制逻辑服务器 (18) 2.6.3仿真主变中主变差动、综合测控、主变本体、主变后备
18 2.6.4实物开关柜中智能模块 (19) 2.6.5控制台服务器系统 (19) 2.6.6自动化电力调度系统 (19) 2.6.7电气故障模拟及诊断系统 (20) 3教学培训实现 (24) 3.1变电所综合自动化 (24) 3.1.1系统总述 (24) 3.1.2系统结构 (26) 3.1.3系统功能 (26) 3.1.4系统控制、监视、测量范围 (29) 3.1.5电力调度中心主站系统 (30) 3.1.6SCADA系统复示终端 (32) 3.2网络化交互式演练系统设计方案 (38) 3.2.1网络化交互式演练系统 (38) 3.2.2系统概况 (40) 3.2.3系统实训功能 (40) 3.3教员监控与管理系统 (43)
牵引计算课程设计 说明书 班级：交运082 姓名：刘胜祥 学号：200800150 指导老师：孟伯政 2010年12月28日
目录前言 (2) 设计要求 (3) 课程设计简介 (5) 牵引质量计算 (5) 换算制动率......................................................6. 相关计算及合力表 (7) 线路纵断面化简计算表 (8) 分析法计算结果汇总表 (9) 分析法试凑过程 (11) 选用比例尺 (13) 平均计算速度计算 (14) 能耗计算 (14) 合理性分析 (15) 参考文献 (16)
前言 作为当代大学生，我们不仅要学好课本知识，尤其是专业课，更要提高我们的操作能力与动手能力，所以做课程设计是一个很好的锻炼机会，我们每个同学应该抓住机会，认真完成课程设计。本课程设计包括合力曲线图，运行速度时间图，对列车的各种情况分析以及列车运行各项指标的标准等等. 由于本人所学知识有限，设计中难免存在错误和不足，还望老师给予批评指正。
设计要求 （一）已知条件 1. 机型：人选熟悉的某一机型，如：DF4, DF8, SS1, SS3, SS4, SS8, SS9，HX D1,CRH2型机车等。 2. 线路条件：自行设计运行区间（由起点站运行到终点站进站停车）。需标明相关条件，（如： 线路纵断面：下图所示甲~乙区段为复线，全长8.2KM； 速度限制：线路允许速度：100KM/H； 正线道岔限速：60KM/H； 侧线道岔限速：45KM/H； 车站到发现有效长：750M； 自然条件：区段海拔均未超过500M，环境温度不高于20摄氏度，无大风） 线路设计要求：运行区间总厂长不小于20KM，原始坡段不少于30个，区间各坡道的最大坡度差不小于20%，列车运行途中至少经过一个车站。曲线段不少于5处化，简后的坡道数不得少于12个。 3. 车辆编组：可根据知悉的实际情况确定，如：货物列车组为：C60型车占80%，自重19吨，载重50吨，换长1.2，GK型制动机； N12型占20%，自重20.5吨，载重60吨，换长1.3，K2型制动； S10型车1辆，自重18吨，K1型制动，换长0.8.