機車重載無線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)

1、機車重載無線重聯(lián)控制系統(tǒng)機車重載無線重聯(lián)控制系統(tǒng) 機車無線同步操縱控制系統(tǒng)機車無線同步操縱控制系統(tǒng)2009-03-12重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展 1. 重載運輸技術(shù)的需求：重載運輸技術(shù)的需求：（1）國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求）國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求貨運量的增加貨運量的增加，特，特別是煤炭的需求量。別是煤炭的需求量。 （2）鐵路運用部門的要求）鐵路運用部門的要求提高運能、安全保證、提高運能、安全保證、節(jié)能、可靠、智能化、機車的利用率、降低全壽命節(jié)能、可靠、智能化、機車的利用率、降低全壽命成本等。成本等。 （3）新技術(shù)發(fā)展帶動的配套需求）新技術(shù)發(fā)展帶動的配套需求交流傳動技術(shù)交

2、流傳動技術(shù)的發(fā)展，功率及速度的增加，實現(xiàn)重載運輸還需要的發(fā)展，功率及速度的增加，實現(xiàn)重載運輸還需要相關(guān)技術(shù)的配套。相關(guān)技術(shù)的配套。重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展 2. 重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)的現(xiàn)狀：重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)的現(xiàn)狀：（1）國內(nèi)現(xiàn)狀：）國內(nèi)現(xiàn)狀： 機車采用傳統(tǒng)的集中重聯(lián)控制模式機車采用傳統(tǒng)的集中重聯(lián)控制模式 運能的限制：最大萬噸。運能的限制：最大萬噸。 控制方式：控制方式： 集中控制。集中控制。 制動方式：機車電空制動、車輛空氣制動、列車管減壓方式。制動方式：機車電空制動、車輛空氣制動、列車管減壓方式。 安全性：不高、安全性：不高、 運行組織及操縱：不便、雖

3、實現(xiàn)了基本的重聯(lián)，但有差距。運行組織及操縱：不便、雖實現(xiàn)了基本的重聯(lián)，但有差距。制動制動: 空氣排放空氣排放 - 300 米米/秒秒 傳輸傳輸爬坡時的車鉤受力爬坡時的車鉤受力重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展（2）國外現(xiàn)狀：）國外現(xiàn)狀： 機車采用分布動力控制模式，機車采用分布動力控制模式，ECP、DP方式。方式。 運能的成倍增加：運能的成倍增加： 最大達(dá)最大達(dá)9萬噸萬噸。 控制方式：控制方式：實現(xiàn)機車同步操縱、分布動力控制。實現(xiàn)機車同步操縱、分布動力控制。 制動方式：制動方式：電空制動為主或全電空制動。電空制動為主或全電空制動。 安全及可靠性：安全及可靠性：提高，制動

4、時間縮短、制動距離減少提高，制動時間縮短、制動距離減少. 運行組織及操縱：運行組織及操縱：便利，實現(xiàn)了同步操縱控制便利，實現(xiàn)了同步操縱控制 智能化控制及管理：智能化控制及管理：如美國的如美國的LEADER系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。 技術(shù)應(yīng)用國家：技術(shù)應(yīng)用國家：美國、加拿大、澳大利壓、南非等等。美國、加拿大、澳大利壓、南非等等。制動制動: 雙向空氣排放雙向空氣排放 - 600 米米/秒秒 傳輸傳輸爬坡時的車鉤受力爬坡時的車鉤受力爬坡時的車鉤受力爬坡時的車鉤受力制動制動: 電子命令電子命令 - 9,000 米米/秒秒 傳輸傳輸重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展（3）技術(shù)發(fā)展方向：）

5、技術(shù)發(fā)展方向： 現(xiàn)代重載列車控制技術(shù)已經(jīng)向電控制動及動力分布現(xiàn)代重載列車控制技術(shù)已經(jīng)向電控制動及動力分布控制、駕駛同步操縱的方式發(fā)展控制、駕駛同步操縱的方式發(fā)展 ，具體體現(xiàn)在以下三，具體體現(xiàn)在以下三方面：方面： 重載列車新型技術(shù)裝備研制及應(yīng)用重載列車新型技術(shù)裝備研制及應(yīng)用 以下技術(shù)裝備正在重載發(fā)達(dá)國家得到普遍的應(yīng)用：以下技術(shù)裝備正在重載發(fā)達(dá)國家得到普遍的應(yīng)用： a.采用采用ECP及分布動力控制技術(shù)：據(jù)及分布動力控制技術(shù)：據(jù)AAR分析，使每分析，使每輛貨車年維修成本節(jié)約輛貨車年維修成本節(jié)約536.12美元。美元。重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展重載重聯(lián)運輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展 d.采用新型交流傳動機

6、車及機車遙控監(jiān)測系統(tǒng)采用新型交流傳動機車及機車遙控監(jiān)測系統(tǒng): GM公司開發(fā)的機公司開發(fā)的機車遙控監(jiān)測系統(tǒng)可使車遙控監(jiān)測系統(tǒng)可使80%潛在性故障提前發(fā)現(xiàn)并得到處理，提高潛在性故障提前發(fā)現(xiàn)并得到處理，提高了機車可靠性。了機車可靠性。 e.采用基于無線通信技術(shù)的列車控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)，實采用基于無線通信技術(shù)的列車控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)，實現(xiàn)有效的運輸指揮及安全監(jiān)控?，F(xiàn)有效的運輸指揮及安全監(jiān)控。 強化重載線路養(yǎng)護(hù)及列車運行控制技術(shù)，降低列車與強化重載線路養(yǎng)護(hù)及列車運行控制技術(shù)，降低列車與線路的動力相互作用。線路的動力相互作用。 采用安全監(jiān)測系統(tǒng)保證重載列車運行的安全性及可靠采用安全監(jiān)測系統(tǒng)保證

7、重載列車運行的安全性及可靠性性機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景 1.提高運營能力提高運營能力/降低運營成本降低運營成本 無動力分布無動力分布車鉤受力車鉤受力空氣制動波方向空氣制動波方向無動力分布無動力分布有動力分布有動力分布有動力分布有動力分布有動力分布有動力分布有動力分布有動力分布機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景 2.利用多個從控機車分布重聯(lián)，實現(xiàn)節(jié)能。利用多個從控機車分布重聯(lián)，實現(xiàn)節(jié)能。 在彎道區(qū)域充分地節(jié)能在彎道區(qū)域充分地節(jié)能傳統(tǒng)方式傳統(tǒng)方式分布式動力方式分布式動力方式分布式動力系統(tǒng)的彎道優(yōu)勢分布式動力系統(tǒng)的

8、彎道優(yōu)勢: 通過彎道時更有效的使用動力通過彎道時更有效的使用動力 減少鐵軌與車輪的磨損減少鐵軌與車輪的磨損 大大減少車鉤受力大大減少車鉤受力彎道彎道山區(qū)山區(qū)分布式動力在山區(qū)的優(yōu)勢分布式動力在山區(qū)的優(yōu)勢: : 僅在需要時使用動力僅在需要時使用動力 電阻制動依次進(jìn)行電阻制動依次進(jìn)行 減少了減少了“斷鉤斷鉤”的發(fā)生的發(fā)生獨立的編組控制獨立的編組控制通過只在需要的時侯提供動力，通過只在需要的時侯提供動力，最大可能地節(jié)能最大可能地節(jié)能動力制動動力制動機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景 3.分布式動力系統(tǒng)提高提高運輸能力分布式動力系統(tǒng)提高提高運輸能力 迅速地將編組內(nèi)的

9、列車按照不同的目的地進(jìn)行解體迅速地將編組內(nèi)的列車按照不同的目的地進(jìn)行解體ACBAB減少人員需求減少人員需求提高運輸能力提高運輸能力BACC機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景 4.提高運輸能力、可靠性、安全性提高運輸能力、可靠性、安全性 列車電控制動列車電控制動停車時間減少停車時間減少22%22%停車距離減少停車距離減少30%30%制動管充風(fēng)和緩解時間最多可以減少制動管充風(fēng)和緩解時間最多可以減少60%60%列車傳統(tǒng)空氣制動列車傳統(tǒng)空氣制動機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景 5.降低整個運用壽命成本降低整個運用壽命成本 提

10、高運輸能力+節(jié)能+可靠性+安全性 = 成本降低 列車采用電空制動列車采用電空制動列車采用傳統(tǒng)制動列車采用傳統(tǒng)制動在日常的在日常的4848小時營業(yè)運行中小時營業(yè)運行中, ,循環(huán)運行時間減少循環(huán)運行時間減少12% 12% “斷鉤斷鉤”事故減少事故減少90%90%燃料消耗減少燃料消耗減少5-14% (5-14% (與地形有關(guān)與地形有關(guān)) )機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹 3.國外目前技術(shù)現(xiàn)狀國外目前技術(shù)現(xiàn)狀 （1）美國美國GE公司的公司的LOCOTROL分布式動力控制系統(tǒng)分布式動力控制系統(tǒng) 分布式動力控制系統(tǒng)無分布式動力控制系統(tǒng)無線電模塊線電模塊處理器擴展模塊處理器擴展模塊列車線路

11、接口模塊列車線路接口模塊用于下列系統(tǒng)的硬件設(shè)備用于下列系統(tǒng)的硬件設(shè)備LOCOTROL LSI LOCOTROL LEBor LOCOTROL MVB集成顯示集成顯示 中繼接口模中繼接口模塊（僅用于塊（僅用于NYAB）機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹 LOCOTROL 系統(tǒng)系統(tǒng)60s 70s80s90s風(fēng)壓空氣制動控制風(fēng)壓空氣制動控制電空制動控制電空制動控制00s00s LOCOTROL MVBLOCOTROL IIILOCOTROL LSILOCOTROL LEBLOCOTROL 有線有線 ECPLOCOTROL 無線無線 ECPLOCOTROL II105S型型100型型10

12、3型型機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹 （2）美國美國Wabco公司用于公司用于ECP方式的控制系統(tǒng)方式的控制系統(tǒng) TECTROMS機車無線重聯(lián)同步操縱控制系統(tǒng)：以滿足鐵路重載運輸控制裝備需求為基礎(chǔ)，能經(jīng)濟(jì)快速對目前機車的改造， 克服大秦線改造后試驗所暴露的問題， 突出經(jīng)濟(jì)安全，滿足重載控制技術(shù)性能要求，系統(tǒng)功能以簡單、可靠、安全為出發(fā)點。TECTROMS機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹 1. 系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹 a.設(shè)計的理念：安全、經(jīng)濟(jì)、好用、模塊化。設(shè)計的理念：安全、經(jīng)濟(jì)、好用、模塊化。 b.主要完成的功能：主要完成的功能： 重載重聯(lián)機車的同步操縱控制重載重

13、聯(lián)機車的同步操縱控制 重聯(lián)機車的無線通信重聯(lián)機車的無線通信 列車的故障判斷及安全導(dǎo)向列車的故障判斷及安全導(dǎo)向 制動系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測。制動系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測。 TECTROMS機車無線重聯(lián)控制系統(tǒng)技術(shù)介紹機車無線重聯(lián)控制系統(tǒng)技術(shù)介紹 2.TECTROMS系統(tǒng)工作及組成框圖系統(tǒng)工作及組成框圖 MVB操縱控制單元主機信息顯示及人機接口單元A輸入/輸出接口單元A數(shù)據(jù)傳輸單元A操縱控制單元冗余機輸入/輸出接口單元B數(shù)據(jù)傳輸單元A信息顯示及人機接口單元AA節(jié)車B節(jié)車TECTROMS機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹 3.TECTROMS系統(tǒng)基本原理框圖系統(tǒng)基本原理框圖 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)控制管理模塊電臺

14、模塊1GPS模塊GSM-R模塊數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)MVB接口卡MVB接口MVB總線管理器操縱控制第三方網(wǎng)卡(預(yù)留)信息顯示及人機接口單元信號輸入/輸出接口控制處理器信號采集及驅(qū)動接口司機操縱輔助系統(tǒng)低壓控制邏輯動力牽引系統(tǒng)DK2空氣系統(tǒng)ATP數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)單元數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)單元MVB機車信號輸入機車信號輸入/輸輸出接口系統(tǒng)單元出接口系統(tǒng)單元操縱控制操縱控制系統(tǒng)單元系統(tǒng)單元機車同步操縱機車同步操縱控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)串行總線串行總線電臺模塊2MVB（它車）TECTROMS機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹 4.牽涉到機車的適應(yīng)性改動部分牽涉到機車的適應(yīng)性改動部分 a.制動系統(tǒng)DK-1； b.顯示器

15、增加多機重聯(lián)內(nèi)容； c. 接口及驅(qū)動； d.重聯(lián)控制功能； e. 增加數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 TECTROMS機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹 （1）重載重聯(lián)機車的同步控制及異步控制 ；（2）重聯(lián)機車的無線通信；（3）制動系統(tǒng)的監(jiān)測；（4）列車運行的故障診斷及安全導(dǎo)向。 TECTROMS機車無線重聯(lián)控制主要功能機車無線重聯(lián)控制主要功能 三級控制模式（1）列車級控制；（3）機車級控制；（4）功能級控制。 TECTROMS機車無線重聯(lián)控制分級控制機車無線重聯(lián)控制分級控制 （1）采用分布式計算機體系結(jié)構(gòu)；（2）采用相對功能為主體的模塊單元；（3）車輛總線以MVB為主，符合TCN列車通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，同時考慮RS422/RS485以及CAN總線（4）在考慮可靠性的同時考慮系統(tǒng)的可用性，如系統(tǒng)的冗余。 TECTROMS機車無線重聯(lián)控制技術(shù)基礎(chǔ)機車無線重聯(lián)控制技術(shù)基礎(chǔ) （1）從車通過無線網(wǎng)絡(luò)接收主車指令進(jìn)行同步控制；（2）從車系統(tǒng)接收指令并根據(jù)本車的工況對機車進(jìn)行控制；（3）同步控制為主，并結(jié)合某些已步控制。（4）通過分布機車制動系統(tǒng)加快列車的排風(fēng)及充風(fēng)時間，從而提告列車制動能力。（5）基于安全診斷的基礎(chǔ)進(jìn)行列車的安全導(dǎo)向。 TECTROMS機車無線重聯(lián)控制基本原理機車無線重聯(lián)控制基本原理 1.地面試驗地面試驗經(jīng)過近兩年原型機的完成及兩次工程樣機的改進(jìn)，經(jīng)過近