毕业设计论文高速动车组运行控制系统管理资料Word格式.docx
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在列车运行控制技术方面计算机通信控制技术与信号技术集成为一个自动化水平很高的列车运行自动控制系统简称列控系统列控系统不仅在行车安全方面提供了根本保障而且在行车自动化控制运营效率的提高及管理自动化等方面提供了完善的功能并向着运输综合自动化的方向发展列控系统技术是现代化铁路的重要标志之一
本课题是总结国内外动车组列控系统的发展和运用的课题涉及范围较广国内外动车组新技术包括很多内容在不同的国家运用的型号也不相同本课题要求学生在已学的电力机车车辆专业知识基础上对国内外各种动车组发展历程进行了解通过比较得出国内外各种列控系统的优缺点以及我国CRH2型动车组所采用的技术创新点
通过对此课题的进行使学生更好的了解国内外动车组列控系统的发展介绍了列控系统在我国200Kmh动车组350Kmh动车组及将来的发展与应用对培养学生运用所学的基础知识专业知识并利用其中的基本理论和技能来总结研究本专业内的相应问题培养学生工程技术人员必须具备的基础能力
2设计内容与要求
1世界高速铁路的发展
2我国高速动车组的发展概况
3世界各国列车控制系统主要特点及应用德国LZB系统法国TVM系统日本ATC系统
4我国高速动车组列控系统的发展应用及主要特点200Kmh动车组350Kmh动车组及将来无线通信在高速动车组中的应用
5结论
四设计参考书
《动车组构造》西南交通大学出版社
《动车组牵引与控制系统》西南交通大学出版社
《动车组制动系统》西南交通大学出版社
《动车组操纵与安全》西南交通大学出版社
《动车组行车与规章》西南交通大学出版社
《动车组网络技术》西南交通大学出版社
《高速动车组概论》西南交通大学出版社
五设计说明书内容
1封面
2目录
3内容摘要200-400字左右中英文
4引言
5正文设计方案比较与选择设计方案原理分析论证设计结果的说明及特点
6结束语
7附录参考文献图纸材料清单等
六设计进程安排
第1周资料准备与借阅了解课题思路
第2-3周设计要求说明及课题内容辅导
第4-7周进行毕业设计完成初稿
第7-10周第一次检查了解设计完成情况
第11周第二次检查设计完成情况并作好毕业答辩准备
第12周毕业答辩与综合成绩评定
七毕业设计答辩及论文要求
毕业设计答辩要求
答辩前三天每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文专题报告等必要资料交指导教师审阅由指导教师写出审阅意见
学生答辩时自述部分内容包括课题的任务目的和意义所采用的原始资料或参考文献设计的基本内容和主要方法成果结论和评价
答辩小组质询课题的关键问题质询与课题密切相关的基本理论知识设计方法实验方法测试方法鉴别学生独立工作能力创新能力
毕业设计论文要求
文字要求说明书要求打印除图纸外不能手写文字通顺语言流畅排版合理无错别字不允许抄袭
图纸要求按工程制图标准制图图面整洁布局合理线条粗细均匀圆弧连接光滑尺寸标注规范文字注释必须使用工程字书写
曲线图表要求所有曲线图表线路图程序框图示意图等不准用徒手画必须按国家规定的标准或工程要求绘制
内容摘要
列车运行控制系统是保证列车安全高效运行的重要设备发展中的列车控制系统将成为一个集列车运行控制行车调度指挥信息管理和设备监测为一体的综合业务管理的自动化系统列车运行控制系统的内容是随着技术发展而提高的从初级阶段的机车信号与自动停车装置发展到列车速度监督系统与列车自动操纵系统进入20世纪90年代世界上已有许多国家开发了各自的列车运行控制系统其中在技术上具有代表性且已投入使用的主要有德国的LZB系统法国的VM300和TVM430系统日本新干线的ATC系统等为例介绍系统原理系统构成
ABSTRACT
InthetraincontroltechnologycomputercommunicationtechnologyintegrationandsignalcontroltechnologyforahighlevelofautomationoftrainoperationcontrolsystemhereinafterreferredtoTrainControlSystemTrainControlSystemnotonlyintrafficsafetyhasprovidedthefundamentalguaranteebutalsoindrivingautomationandcontroloperationalefficiencyandmanagementofautomationtheprovisionofperfectfunctionalityandtowardthetransportdirectionofthedevelopmentofintegratedautomationthecolumnisamoderncontrolsystemtechnologyOneimportantindicatoroftherailway
ThecontrolsystemofthetrainsmotionisanimportantequipmentthatcanguaranteethetrainmovessafelyandefficientlyInthedevelopmentoftraincontrolsystemwillbeasetoftrainoperationcontroltrafficcommandandcontrolinformationmanagementandequipmentmonitoringforintegratedbusinessmanagementautomationsystemsTrainoperationcontrolsystemcontentisincreasedastechnologydevelopmentandtherailroadtraincirculatecontrolsystemofcontentsisalongwithtechniquedevelopmentbutexaltationfromthemotorcyclesignalofentry-levelstageandautoparkingequipdevelopmentarriverailroadtrainspeeddirectsystemandrailroadtrainautomanipulatesystemGetinto20century90sEMUsofnewtechnologiesathomeandabroadincludingalotofcontentindifferentcountriesusingthemodelisnotthesameintheworldhavealreadyhadmanynationdevelopmentrespectivelyoftherailroadtraincirculatecontrolsystemTherearemanyadvancedtraincontrolsystemintheworldandthemostadvancedonesaretheLZBinGermanytheTVMinFranceandtheATCinJapaninthisessaytheprincipleofthesystemtheconstituteofthesystemoftheTVMinFrancewillbeintroducedmeanwhilethedevelopmentandtheapplicationofthetraincontrolsysteminEMU200Kmh~350Kmhwillbeintroduced
KeywordsTraincontrolsystemATCCTSCEmu
引言
列车控系统是车站区间和列车运行控制行车调度指挥的自动化技术一体化冲破了功能单一控制分散信号相对独立的传统技术理念推动了铁路信号技术向数字化智能化网络化和一体化的方向发展
列控系统不仅在行车安全方面提供了根本保障而且在行车自动化控制运营效率的提高及管理自动化等方面提供了完善的功能并向着运输综合自动化的方向发展列控系统技术是现代化铁路的重要标志之一
第一章世界高速铁路的发展2
第二章我国高速动车组的发展概况4
第一节我国动车组的发展概况4
第二节我国CRH型动车组的发展概况9
第三章世界各国列车控制系统主要特点及应用14
第一节法国TVM系统主要特点及应用14
第二节比较德国LZB系统法国TVM系统日本ATC系统16
第四章我国高速动车组列控系统的发展应用及主要特点19
第一节CTCS列控系统概述19
第二节CTCS的主要功能与应用等级22
第三节CTCS2系统结构25
第四节CTCS应答器26
第五节CTCS级间转换27
毕业设计心得33
参考文献34
第一章世界高速铁路的发展
高速铁路不仅仅是高速它起码具有三点优势一是高速铁路速度快省时间安全系数高乘坐间空大舒适又方便价格又适宜迎合了现代社会出行的需求因而受到人们的青睐成为世界各国振兴铁路的强大动力二是高速铁路运输系统是铁路大面积吸纳现代高科技成果进行技术创新的产物它推动铁路科学技术和装备登上一个崭新的台阶增强了铁路的竞争力三是高速铁路不仅运输能力特别大有年运输量可达亿人次以上的优势又有减少环境污染的优势因而特别适宜于大运量的城市间城市群和城郊的高频率运输旅行时间的节约旅行条件的改善旅行费用的降低再加上国际社会对人们赖以生存的地球环保意识的增强使得高速铁路在世界范围内呈现出蓬勃发展的强劲势头除欧洲北美洲外大洋洲亚洲诸国和地区也正在计划进一步加快高速铁路的建设总之发展高速铁路是科技进步的必然是时代发展的需要目前开行时速200公里以上高速列车的国家已有日本法国德国意大利西班牙比利时荷兰瑞典英国美国俄罗斯正在积极建设或规划建设的还有瑞士奥地利丹麦加拿大澳大利亚韩国印度等国
当今世界上铁路速度的分档一般定为时速100~120公里称为常速时速120~160公里称为中速时速160~200公里称为准高速和快速时速200~400公里称为高速时速400公里以上称为特高速对于"
高速"
的水平随着技术进步而逐步提高西欧把新建时速达到250~300公里旧线改造时速达到200公里的称为高速铁路1985年联合国欧洲经济委员会在日内瓦签署的国际铁路干线协议规定新建客运列车专用型高速铁路时速为300公里新建客货运列车混用型高速铁路时速为250公里
1964年10月1日世界上第一条高速铁路--日本的东海道新干线正式投入运营时速达到210公里突破了保持多年的铁路运行速度的世界纪录从东京至大阪只需运行3小时10分钟后来又缩短到2小时56分由于其运行速度比原有铁路提高一倍票价较飞机便宜从而吸引了大量旅客使东京至名古屋间的飞机航班不得不因此而停运这是世界上铁路与航空竞争中首次取胜的实例继东海道新干线之后又陆续建成山阳东北上越等新干线目前日本高速铁路的营业里程已达18315公里并计划再修建5000公里高速铁路成为日本陆地交通运输网的支柱高速铁路的运营成绩和取得的巨大经济社会效益扭转了过去虽然通过理论研究和试验证明铁路具有大幅度提高速度的潜力但受到安全造价等认识的困扰长期给人们以可望不可及之感纠正了人们对铁路已不适应经济快速发展工作节奏快和高流动社会需要的错觉给各国铁路带来了新的生机之后法国在1981年建成了他的第一条高速铁路TGV东南线列车时速达到270公里后来又建成了TGV大西洋线时速达到300公里1990年5月13日试验的高最高速度已达5153公里/小时可使运营速度达到400公里/小时法国的高速铁路后来居上在一些技术经济指标上超过日本而居世界领先地位现在已有高速铁路多700公里而且由于TGV列车可以延伸到既有线上运行因此TGV的总通车里程已达2559公里预计到1994年新建高速铁路的总里程将达1261公里TGV将承担起法国铁路旅客周转量的50%
在日本法国修建高速铁路取得成效的基础上世界上许多国家掀起了建设高速铁路的热潮意大利德国英国原苏联西班牙等国也先后建成或修建了高速铁路就连过去曾因铁路不景气拆掉一部分线路而被称为"
汽车王国"
的美国也在重视并着手高速铁路的建设韩国和我国的台湾也都分别规划在本世纪末要建成时速达300~350公里的高速铁路目前高速铁路技术在世界上已经成熟高速化已经成为当今世界铁路发展的共同趋势现在世界铁路总长度约130万公里其中高速铁路共有5000多公里约占总长度的04%到本世纪末预计全世界高速铁路将比现在翻一番达到10000多公里约有20%的国家建成高速和准高速铁路归纳起来当今世界上建设高速铁路有以下几种模式
一日本新干线模式全部修建新线旅客列车专用
二法国TGV模式部分修建新线部分改造旧线旅客列车专用
三德国ICE模式全部修建新线旅客列车及货物列车混用
四英国APT模式既不修建新线也不对旧线进行大量改造主要靠采用由摆式车体的车辆组成的动车组旅客列车及货物列车混用
高速铁路进一步的发展趋势是连线成网目前欧洲各国已经建成和正在修建的高速铁路基本上都是各自独立的今后将发展沟通成国内国际间的高速铁路网并与既有线相衔接提出了"
速度比小汽车快一倍票价比飞机便宜一半"
的目标以充分发挥其优势由于这将涉及到欧洲共同体的十几个国家因此在轨距信号供电机车车辆等技术设备方面都制定了统一的标准使欧洲的高速铁路网不仅是各国高速铁路的总和而且能形成一个综合型整体计划分别于1995年2005年和2015年分三个阶段竣工新建或改建19万公里满足时速250公里以上的高速铁路网以及11万公里的时速160~200公里的联络线和支线以便连接欧洲所有的主要城市届时欧洲将出现世界上最方便最经济的地面高速运输系统欧洲各大陆城市间都可通过高速铁路连接起来并还将向亚洲延伸形成洲际的高速铁路网
在高速铁路的新技术方面日本德国法国灯正在研制磁悬浮铁路使车体在轨道上浮起一定高度然后以直线电机作为动力推动列车前进其试验时速已达517公里这种列车基本上无噪音无污染能耗低美国还有人设想在管道内利用真空原理设计一种真空磁垫列车最高时速将达22000公里可见随着科技的进步高速铁路将日新月异不断创新
第二章我国高速动车组的发展概况
第一节我国动车组的发展概况
1999年DDJ1001大白鲨高速电动车组株洲电力机车厂研制的中国第一台正式进入高速领域的动力集中式高速动车组是中国强大机车家族的又一精心完美之作动车组司机室应用人机工程学原理进行设计所有操作及显示装置成弧形分布在正司机周围管道式空调可调节软椅电加热玻璃营造了舒适安全的驾驶环境采用流线形头形车头盖用复合材料制作前窗玻璃采用双层防爆电热玻璃车顶装有气流导流罩气动阻力系数小于030动车组编组为1节动车6节拖车MT22T113T12Tc6节拖车中有1节双层二等座车1节单层一等座车3节单层二等座车和1节带司机室的二等座车持续功率4000kW最大速度200kmh
图21大白鲨动车组
正在载入
图22大白鲨动车组
2000年蓝箭交流传动高速电动车组是为满足广深线小编组高密度高速度的公交化客运要求由株洲电力机车厂株洲电力机车研究所长春客车厂和广铁集团于2000年共同研制的新一代交流传动高速电动旅客列车组牵引蓝箭的DJJ1型是中国第一台动力集中式交流传动高速动力车该车电传动系统采用了先进的IPM水冷机组1225kW异步牵引电动机和分布式微机网络控制系统电路设计采用了模块化结构允许隔离故障部分维持动车组运行控制系统采用两级分层的列车通讯网络运用可靠性高基础制动采用轴盘制动装置具备ABS防滑行保护功能制动机采用DK–1B型具有空电联合制动功能和列车电空制动功能具有与安全装置配合自动常用制动功能编组形式中基本编组为1动5拖1控制车M5TTC两列连挂编组为2动10拖M10TM基本编组定员为421人连挂编组定员约800人持续功率4800kW最大速度220kmh
图23蓝箭号动车组
图24蓝箭号动车组
2001年中原之星电力动车组使用JD112型交流牵引电动机及IGBT牵引逆变器是中国自主研发的少数采用动力分散式的动车组之一是首款使用IGBTVVVF元件的车辆之一采用微机网络控制技术辅助电路采用集中整流分散逆变的供电方式采用新型无摇枕分散动力及非动力转向架流线型车头外形拥有故障自动诊断定速坡道自动识别系统等系统动车组总功率3200kW设计时速200kmh最高运营速度160kmh动车组编组方式中MC为带司机室的动车一等车TP为带受电弓变压器的拖车二等车M为带空气压缩机的动车二等车T1为带变压器不带受电弓的拖车二等车T2为带变压器不带受电弓的拖车二等车带车长办公席M为不带空气压缩机的动车二等车T为不带受电弓不带变压器的拖车二等车编组中25DD为动车25DT为拖车列车两端的一等车带有驾驶室编号DJF1-0001A及DJF1-0001B两节车厢拥有受电弓车厢使用了高靠背航空座椅椅后均装有可抽拉茶桌车厢两端安装了电子信息显示系统车体外部涂装以蓝色和银白色为主色调配桔红和白色线条
图25中原之星动车组
图26中原之星动车组26
2002中华之星高速电动车组该电动车组将成为我国京沈快速客运通道的主型列车及未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车列车最高运营速度可达270kmh是目前我国商业运行时速最快的电动车组2002年11月27日中华之星在秦沈客运专线综合试验中成功创造了中国铁路的最高速度3215kmh牵引中华之星的DDJ2型是中国具有全部知识产权的动力集中式高速动力车首次采用双拱流线头形整列车由2节动车和9节拖车组成9节拖车包括2节一等车6节二等车和1节酒吧车拖车为国内首次采用铝合金制造的宽车体鼓形断面客车综合试验表明中华之星在高速运行时列车平稳性舒适性安全性和可靠性良好动车组采用先进的交-直-交流电力牵引方式由分别编组在头部和尾部的两个动力车以前拉后推的方式推挽运行
图27中华之星
中华之星2007年12月22日首列国产时速300公里和谐号动车组列车CRH2-300在南车四方机车车辆股份有限公司竣工下线它的成功下线是我国铁路全面实施自主创新战略取得的重大成果标志着我国铁路客运装备的技术达到了世界先进水平中国也由此成为世界上少数几个能够自主研制时速300公里动车组的国家
时速300公里和谐号动车组是在引进消化吸收国外时速200公里动车组技术平台的基础上由我国自主研制的是目前世界上运营速度最高的动车组列车之一
相对于时速200公里动车组时速300公里动车组的动力更加充沛列车的气密性运行的平稳性空气动力学性能等要求更高技术难度也更为复杂由南车四方股份研制的时速300公里和谐号动车组列车突出了先进成熟经济适用可靠的方针体现了中国特色和人性化的设计理念
这种列车采用轻量化铝合金车体高速转向架高速受电弓以及交流传动集成一体化的光纤网络控制等国际一流的先进技术尤其是列车采用的大断面中空型材铝合金车体每辆车体的重量约为7吨动车组整体轻量化设计达到世界先进水平具有优越的节能环保性能
时速300公里和谐号动车组列车全部为座车宽型车体结构外形采用流线型气动外形具有优异的空气动力学性能为进一步适应国人的旅行习惯列车设有新型通风换气系统多媒体影视系统真空集便卫生系统个性化服务餐饮区残疾人卫生间等凸显了具有中国特色的人性化设计特征为进一步提升动车组在高速状态下运行的平稳性舒适性列车还设有半主动悬挂系统应急通风系统车间减振器等装置
作为我国高速列车产业化制造基地的南车四方股份2004年承担了时速200公里动车组的设计制造任务在短短三年多的时间内南车四方股份全面实施了技术引进消化吸收再创新工作完全掌握了高速动车组轻量化车体制造转向架制造和集成总装等高速动车组的关键技术顺利搭建了国际先进的高速动车组的产品技术平台由该公司制造的和谐号CRH2型时速200公里动车组是我国铁路第六次大提速的主力装备自投入运营以来以其卓越的性能优秀的运行品质成功通过了实战考验其综合技术水平已经达到了国际同类产品的先进水平截至2007年11月底南车四方股份共向中国铁路交付60列时速200公里动车组
图29CRH2型动车组
第二节第二节我国CRH型动车组的发展概况
目前我国时速200公里及以上动车组统一采用CRH的简称这是中国铁路高速ChinaRailwayHigh-speed英文字母的缩写意为中国铁路高速列车
一CRH1
图210CRH1动车组
CRH1庞巴迪-四方-鲍尔BSP生产原型是庞巴迪为瑞典AB提供的Regina订购20列编组形式为22M1T1M1T2M1T为一个单元其中一个单元减少动车一节McTpMMTMTpMcCRH1总功率5300kW轴功率265kW共20个轴每个动车4个动轴
动力配置22M1T1M1T
车种一等车二等车酒吧坐车合造车
定员人670
客室布置一等车22二等车23
最高运营速度kmh200
最高试验速度kmh250
适应轨距mm1435
适应站台高度mm5001200
传动方式交直交
牵引功率kW5500
编组重量及长度2135m4204t
车体型式不锈钢
气密性没有
头车车辆长度mm26950
中间车辆长度mm26600
车辆宽度mm3328
车辆高度mm4040
空调系统分体式空调系统
转向架类型无摇枕空气弹簧转向架
转向架一系悬挂单组钢弹簧单侧拉板定位液压减振器
转向架二系悬挂空气弹簧橡胶堆
转向架轴重t≤16
转向架轮径mm915835
转向架固定轴距mm2700
受流电压AC25kV50Hz
牵引变流器IGBT水冷VVVF
牵引电动机265kW
启动加速度ms206
制动方式直通式电空制动
紧急制动距离m制动初速度200kmh≤2000
辅助供电制式三相AC380V50HzDC100V
二CRH2
图211CRH2动车组
CRH2南车四方联合日本财团生产原型日本新干线E2-1000订购120列编组形式为4M4T8节编组基本上是McTMcTpMTpMTc
动力配置4M4T
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