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    電子期刊論文解析地鐵列車自動運行系統

    發布時間:2015-03-30 00:00 論文編輯: 價格: 所屬欄目:畢業論文

    摘 要 對我國現有的北京、上海、廣州的地鐵列車自動運行系統進行分析、比較,并指出了國產化列車自動運行系統的設計思路。 關鍵詞 電子期刊論文 ,地鐵,列車自動控制系統,列車自動運行系統,國產化 對于城市軌道交通系統高效率、高密度的要求來說,列車自動控制

      摘 要 對我國現有的北京、上海、廣州的地鐵列車自動運行系統進行分析、比較,并指出了國產化列車自動運行系統的設計思路。

      關鍵詞 電子期刊論文,地鐵,列車自動控制系統,列車自動運行系統,國產化

      對于城市軌道交通系統高效率、高密度的要求來說,列車自動控制系統(A TC) 是必不可少的。其中一個重要的子系統 列車自動運行(駕駛) 系統(A TO) 能模擬有經驗的司機完成駕駛列車的任務。A TO 子系統利用地面信息實現對列車牽引、制動的控制,使列車經常處于最佳運行狀態,提高乘客的舒適度,提高列車準點率,節能能源。

      許多國家都在研究A TO 系統,且取得了一定的成績。我國在此項技術上尚屬空白。本文將對比分析三套A TO 系統技術特點。

      1  A TC 與A TO 簡介

      A TC 是一套以安全和效率為目的、調節列車運行間隔的自動控制設備,通過車載設備、地面設備、車站和控制中心組成的控制系統完成列車運行控制。A TC 系統包括三個子系統:列車自動監控系統(A TS) ,列車自動保護系統(A TP) 和列車自動運行系統(A TO) 。

      A TS 子系統實現監督、引導列車按預定的時刻表運行,保證地鐵運行系統的穩定性。它通過轉換道岔建立發車進路,并向列車提供由控制中心傳來的監督命令。

      A TP 子系統具有超速防護、零速度檢測和車門限制等功能。A TP 提供速度限制信息以保持列車間的安全間隔,使列車在符合限制速度的標準下運行。在打開車門前,A TP 先檢查各種允許打開車門的條件,檢查通過后,才允許打開車門。

      A TO 子系統能自動調整車速,并能進行站內定點停車,使列車平穩地停在車站的正確位置。

      A TO 從A TS 處得到列車運行任務命令。其信息是通過軌道電路或軌旁通信器傳送到列車上的。信息經過處理后傳給A TO ,并顯示相關信息。A TO 獲得有用信息后,結合線路情況開始計算運行速度,得出控制量,并執行控制命令,同時顯示有關信息。到站后,開門條件允許后,A TO 打開車門。停站期間,列車通過車-地通信系統把列車信息傳送給地面通信器,然后傳到A TS。A TS 根據列車信息,把運行信息傳給車載A TO 。A TO 的工作原理圖如圖1 。

      圖1  ATO 工作原理圖

      2  A TO 系統技術特點比較

      20 世紀90 年代初,北京地鐵1 號線部分列車安裝了英國Westinghouse 公司的A TO 設備(未使用); 上海地鐵1 號線的A TO 設備則是從美國GRS 公司引進的,并于1996 年11 月開始在全線試用。廣州地鐵1 號線引進的是德國Siemens 公司的A TO 設備,在1999 年6 月正式運營。由于他們的A TO 系統設計不盡相同,因此有必要對不相同的地方進行比較(主要是A TO 設備、A TO 需求數據與傳輸通道和控制策略),然后分析各種設計的特點,以利于A TO 的設備國產化。

      2. 1  北京地鐵1 號線A TO 系統

      1. A TO 設備

      車載設備: 由設在列車每一端司機室內的A TO 控制器及安裝在列車每一端司機室車體下的兩個A TO 接收天線和兩個A TO 發送天線組成。

      地面設備:在各車站設備室內設有站臺A TO 通信器PAC(Platform A TO Communicator) 。PAC 內存有至下兩個車站的線路信息,并通過與L PU 或RTU 接口,得到來自A TS 子系統的控制命令。在各車站上下行站臺以及進行A TO 折返的折返線處軌道上,設有Xd 或X2 環路及Rd 環路。列車在車站停車期間,經聯鎖電路及軌道電路的有關條件控制向室外環路發送。

      2. A TO 需求數據與傳輸通道

      在A TO 數據獲取的過程中,車載A TP 接收安全信息。安全信息由列車當前運行區段的AF 900 軌道電路傳送,采用低頻脈沖調幅方式,有8 種不同的調制頻率,6 種用于A TP 速度命令,2 種用于門控命令。另外,車載TWC 系統接收地面TWC 信息。該信息一般是非安全控制功能數據, 諸如運行等級、列車號、目的地和跳停等。該信息采用FSK 調制方式,通過地面TWC 設備向列車發送。最后,車載A TO 接收來自車載A TP 、TWC 的信息和標志線圈的信息。

      3. 控制策略

      速度調節: A TO 根據從A TP 中獲取的MSS 和TS , 計算列車運行速度曲線。該曲線比較簡單, 主要計算加速轉勻速、勻速轉制動的位置點,以保證列車運行時不超過MSS , 并且在每個軌道電路區段目標距離處速度不超過目標速度?刂破鞲鶕路的情況自動控制列車的牽引及制動輸出,盡量使列車按運行速度曲線的速度來運行。當列車速度超過目標速度時,A TP 設備報警;當超過最大允許速度時,A TP 實施緊急制動。

      車站停車: 在車站的定位停車是通過X2 和Xd 環路實現的。列車進入車站X2 環路范圍后, 通過地-車之間的感應,得出距停車點的距離,進行第一次位置調整,并使速度盡量貼近預置的停車速度曲線。在Xd 環路處,進行第二次也是最后一次位置調整。若需要對運行時間進行調整,A TS 將給出控制命令,如惰行控制、扣車、下一車站通過等命令, 由A TO 執行。

      2. 2  上海地鐵1 號線A TO 系統[3 ]


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