機(jī)車重載無線重聯(lián)同步控制系統(tǒng)

1、機(jī)車重載無線重聯(lián)控制系統(tǒng)機(jī)車重載無線重聯(lián)控制系統(tǒng) 機(jī)車無線同步操縱控制系統(tǒng)機(jī)車無線同步操縱控制系統(tǒng)2009-03-12重載重聯(lián)運(yùn)輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展重載重聯(lián)運(yùn)輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展 1. 重載運(yùn)輸技術(shù)的需求：重載運(yùn)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(yùn)量的增加貨運(yùn)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(yùn)用部門的要求）鐵路運(yùn)用部門的要求提高運(yùn)能、安全保證、提高運(yùn)能、安全保證、節(jié)能、可靠、智能化、機(jī)車的利用率、降低全壽命節(jié)能、可靠、智能化、機(jī)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(dòng)的配套需求）新技術(shù)發(fā)展帶動(dòng)的配套需求交流傳動(dòng)技術(shù)交

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

3、實(shí)現(xiàn)了基本的重聯(lián)，但有差距。運(yùn)行組織及操縱：不便、雖實(shí)現(xiàn)了基本的重聯(lián)，但有差距。制動(dòng)制動(dòng): 空氣排放空氣排放 - 300 米米/秒秒 傳輸傳輸爬坡時(shí)的車鉤受力爬坡時(shí)的車鉤受力重載重聯(lián)運(yùn)輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展重載重聯(lián)運(yùn)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(jī)車采用分布動(dòng)力控制模式，機(jī)車采用分布動(dòng)力控制模式，ECP、DP方式。方式。 運(yùn)能的成倍增加：運(yùn)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(shí)現(xiàn)機(jī)車同步操縱、分布動(dòng)力控制。實(shí)現(xiàn)機(jī)車同步操縱、分布動(dòng)力控制。 制動(dòng)方式：制動(dòng)方式：電空制動(dòng)為主或全電空制動(dòng)。電空制動(dòng)為主或全電空制動(dòng)。 安全及可靠性：安全及可靠性：提高，制動(dòng)

4、時(shí)間縮短、制動(dòng)距離減少提高，制動(dòng)時(shí)間縮短、制動(dòng)距離減少. 運(yùn)行組織及操縱：運(yùn)行組織及操縱：便利，實(shí)現(xiàn)了同步操縱控制便利，實(shí)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(dòng)制動(dòng): 雙向空氣排放雙向空氣排放 - 600 米米/秒秒 傳輸傳輸爬坡時(shí)的車鉤受力爬坡時(shí)的車鉤受力爬坡時(shí)的車鉤受力爬坡時(shí)的車鉤受力制動(dòng)制動(dòng): 電子命令電子命令 - 9,000 米米/秒秒 傳輸傳輸重載重聯(lián)運(yùn)輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展重載重聯(lián)運(yùn)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(dòng)及動(dòng)力分布現(xiàn)代重載列車控制技術(shù)已經(jīng)向電控制動(dòng)及動(dòng)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(dòng)力控制技術(shù)：據(jù)及分布動(dòng)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(yùn)輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展重載重聯(lián)運(yùn)輸控制技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展 d.采用新型交流傳動(dòng)機(jī)

6、車及機(jī)車遙控監(jiān)測系統(tǒng)采用新型交流傳動(dòng)機(jī)車及機(jī)車遙控監(jiān)測系統(tǒng): GM公司開發(fā)的機(jī)公司開發(fā)的機(jī)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(jī)車可靠性。了機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)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(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有效的運(yùn)輸指揮及安全監(jiān)控。現(xiàn)有效的運(yùn)輸指揮及安全監(jiān)控。 強(qiáng)化重載線路養(yǎng)護(hù)及列車運(yùn)行控制技術(shù)，降低列車與強(qiáng)化重載線路養(yǎng)護(hù)及列車運(yùn)行控制技術(shù)，降低列車與線路的動(dòng)力相互作用。線路的動(dòng)力相互作用。 采用安全監(jiān)測系統(tǒng)保證重載列車運(yùn)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(yùn)行的安全性及可靠性性機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景 1.提高運(yùn)營能力提高運(yùn)營能力/降低運(yùn)營成本降低運(yùn)營成本 無動(dòng)力分布無動(dòng)力分布車鉤受力車鉤受力空氣制動(dòng)波方向空氣制動(dòng)波方向無動(dòng)力分布無動(dòng)力分布有動(dòng)力分布有動(dòng)力分布有動(dòng)力分布有動(dòng)力分布有動(dòng)力分布有動(dòng)力分布有動(dòng)力分布有動(dòng)力分布機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機(jī)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(gè)從控機(jī)車分布重聯(lián)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。利用多個(gè)從控機(jī)車分布重聯(lián)，實(shí)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(dòng)力方式分布式動(dòng)力方式分布式動(dòng)力系統(tǒng)的彎道優(yōu)勢分布式動(dòng)力系統(tǒng)的

8、彎道優(yōu)勢: 通過彎道時(shí)更有效的使用動(dòng)力通過彎道時(shí)更有效的使用動(dòng)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(dòng)力在山區(qū)的優(yōu)勢分布式動(dòng)力在山區(qū)的優(yōu)勢: : 僅在需要時(shí)使用動(dòng)力僅在需要時(shí)使用動(dòng)力 電阻制動(dòng)依次進(jìn)行電阻制動(dòng)依次進(jìn)行 減少了減少了“斷鉤斷鉤”的發(fā)生的發(fā)生獨(dú)立的編組控制獨(dú)立的編組控制通過只在需要的時(shí)侯提供動(dòng)力，通過只在需要的時(shí)侯提供動(dòng)力，最大可能地節(jié)能最大可能地節(jié)能動(dòng)力制動(dòng)動(dòng)力制動(dòng)機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機(jī)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(dòng)力系統(tǒng)提高提高運(yùn)輸能力分布式動(dòng)力系統(tǒng)提高提高運(yùn)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(yùn)輸能力提高運(yùn)輸能力BACC機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景 4.提高運(yùn)輸能力、可靠性、安全性提高運(yùn)輸能力、可靠性、安全性 列車電控制動(dòng)列車電控制動(dòng)停車時(shí)間減少停車時(shí)間減少22%22%停車距離減少停車距離減少30%30%制動(dòng)管充風(fēng)和緩解時(shí)間最多可以減少制動(dòng)管充風(fēng)和緩解時(shí)間最多可以減少60%60%列車傳統(tǒng)空氣制動(dòng)列車傳統(tǒng)空氣制動(dòng)機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)的應(yīng)用效果及前景機(jī)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(gè)運(yùn)用壽命成本降低整個(gè)運(yùn)用壽命成本 提

10、高運(yùn)輸能力+節(jié)能+可靠性+安全性 = 成本降低 列車采用電空制動(dòng)列車采用電空制動(dòng)列車采用傳統(tǒng)制動(dòng)列車采用傳統(tǒng)制動(dòng)在日常的在日常的4848小時(shí)營業(yè)運(yùn)行中小時(shí)營業(yè)運(yùn)行中, ,循環(huán)運(yùn)行時(shí)間減少循環(huán)運(yùn)行時(shí)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(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機(jī)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(dòng)力控制系統(tǒng)分布式動(dòng)力控制系統(tǒng) 分布式動(dòng)力控制系統(tǒng)無分布式動(dòng)力控制系統(tǒng)無線電模塊線電模塊處理器擴(kuò)展模塊處理器擴(kuò)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(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機(jī)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(dòng)控制風(fēng)壓空氣制動(dòng)控制電空制動(dòng)控制電空制動(dòng)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(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機(jī)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(jī)車無線重聯(lián)同步操縱控制系統(tǒng)：以滿足鐵路重載運(yùn)輸控制裝備需求為基礎(chǔ)，能經(jīng)濟(jì)快速對目前機(jī)車的改造， 克服大秦線改造后試驗(yàn)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(diǎn)。TECTROMS機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機(jī)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(jì)的理念：安全、經(jīng)濟(jì)、好用、模塊化。設(shè)計(jì)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(jī)車的同步操縱控制重載重

13、聯(lián)機(jī)車的同步操縱控制 重聯(lián)機(jī)車的無線通信重聯(lián)機(jī)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(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測。制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測。 TECTROMS機(jī)車無線重聯(lián)控制系統(tǒng)技術(shù)介紹機(jī)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(jī)信息顯示及人機(jī)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(jī)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(jī)接口單元AA節(jié)車B節(jié)車TECTROMS機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機(jī)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(jī)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(dòng)接口司機(jī)操縱輔助系統(tǒng)低壓控制邏輯動(dòng)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(jī)車信號輸入機(jī)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(jī)車同步操縱機(jī)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(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹 4.牽涉到機(jī)車的適應(yīng)性改動(dòng)部分牽涉到機(jī)車的適應(yīng)性改動(dòng)部分 a.制動(dòng)系統(tǒng)DK-1； b.顯示器

15、增加多機(jī)重聯(lián)內(nèi)容； c. 接口及驅(qū)動(dòng)； d.重聯(lián)控制功能； e. 增加數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 TECTROMS機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)介紹 （1）重載重聯(lián)機(jī)車的同步控制及異步控制 ；（2）重聯(lián)機(jī)車的無線通信；（3）制動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)測；（4）列車運(yùn)行的故障診斷及安全導(dǎo)向。 TECTROMS機(jī)車無線重聯(lián)控制主要功能機(jī)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(jī)車級控制；（4）功能級控制。 TECTROMS機(jī)車無線重聯(lián)控制分級控制機(jī)車無線重聯(lián)控制分級控制 （1）采用分布式計(jì)算機(jī)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(shí)考慮RS422/RS485以及CAN總線（4）在考慮可靠性的同時(shí)考慮系統(tǒng)的可用性，如系統(tǒng)的冗余。 TECTROMS機(jī)車無線重聯(lián)控制技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)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(jī)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(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)加快列車的排風(fēng)及充風(fēng)時(shí)間，從而提告列車制動(dòng)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(jī)車無線重聯(lián)控制基本原理機(jī)車無線重聯(lián)控制基本原理 1.地面試驗(yàn)地面試驗(yàn)經(jīng)過近兩年原型機(jī)的完成及兩次工程樣機(jī)的改進(jìn)，經(jīng)過近