机车重载无线重联同步控制系统

1、机车重载无线重联控制系统机车重载无线重联控制系统 机车无线同步操纵控制系统机车无线同步操纵控制系统2009-03-12重载重联运输控制技术现状及发展重载重联运输控制技术现状及发展 1. 重载运输技术的需求：重载运输技术的需求：（1）国民经济发展的需求）国民经济发展的需求货运量的增加货运量的增加，特，特别是煤炭的需求量。别是煤炭的需求量。 （2）铁路运用部门的要求）铁路运用部门的要求提高运能、安全保证、提高运能、安全保证、节能、可靠、智能化、机车的利用率、降低全寿命节能、可靠、智能化、机车的利用率、降低全寿命成本等。成本等。 （3）新技术发展带动的配套需求）新技术发展带动的配套需求交流传动技术交

2、流传动技术的发展，功率及速度的增加，实现重载运输还需要的发展，功率及速度的增加，实现重载运输还需要相关技术的配套。相关技术的配套。重载重联运输控制技术现状及发展重载重联运输控制技术现状及发展 2. 重载重联运输控制技术的现状：重载重联运输控制技术的现状：（1）国内现状：）国内现状： 机车采用传统的集中重联控制模式机车采用传统的集中重联控制模式 运能的限制：最大万吨。运能的限制：最大万吨。 控制方式：控制方式： 集中控制。集中控制。 制动方式：机车电空制动、车辆空气制动、列车管减压方式。制动方式：机车电空制动、车辆空气制动、列车管减压方式。 安全性：不高、安全性：不高、 运行组织及操纵：不便、虽

3、实现了基本的重联，但有差距。运行组织及操纵：不便、虽实现了基本的重联，但有差距。制动制动: 空气排放空气排放 - 300 米米/秒秒 传输传输爬坡时的车钩受力爬坡时的车钩受力重载重联运输控制技术现状及发展重载重联运输控制技术现状及发展（2）国外现状：）国外现状： 机车采用分布动力控制模式，机车采用分布动力控制模式，ECP、DP方式。方式。 运能的成倍增加：运能的成倍增加： 最大达最大达9万吨万吨。 控制方式：控制方式：实现机车同步操纵、分布动力控制。实现机车同步操纵、分布动力控制。 制动方式：制动方式：电空制动为主或全电空制动。电空制动为主或全电空制动。 安全及可靠性：安全及可靠性：提高，制动

4、时间缩短、制动距离减少提高，制动时间缩短、制动距离减少. 运行组织及操纵：运行组织及操纵：便利，实现了同步操纵控制便利，实现了同步操纵控制 智能化控制及管理：智能化控制及管理：如美国的如美国的LEADER系统等。系统等。 技术应用国家：技术应用国家：美国、加拿大、澳大利压、南非等等。美国、加拿大、澳大利压、南非等等。制动制动: 双向空气排放双向空气排放 - 600 米米/秒秒 传输传输爬坡时的车钩受力爬坡时的车钩受力爬坡时的车钩受力爬坡时的车钩受力制动制动: 电子命令电子命令 - 9,000 米米/秒秒 传输传输重载重联运输控制技术现状及发展重载重联运输控制技术现状及发展（3）技术发展方向：）

5、技术发展方向： 现代重载列车控制技术已经向电控制动及动力分布现代重载列车控制技术已经向电控制动及动力分布控制、驾驶同步操纵的方式发展控制、驾驶同步操纵的方式发展 ，具体体现在以下三，具体体现在以下三方面：方面： 重载列车新型技术装备研制及应用重载列车新型技术装备研制及应用 以下技术装备正在重载发达国家得到普遍的应用：以下技术装备正在重载发达国家得到普遍的应用： a.采用采用ECP及分布动力控制技术：据及分布动力控制技术：据AAR分析，使每分析，使每辆货车年维修成本节约辆货车年维修成本节约536.12美元。美元。重载重联运输控制技术现状及发展重载重联运输控制技术现状及发展 d.采用新型交流传动机

6、车及机车遥控监测系统采用新型交流传动机车及机车遥控监测系统: GM公司开发的机公司开发的机车遥控监测系统可使车遥控监测系统可使80%潜在性故障提前发现并得到处理，提高潜在性故障提前发现并得到处理，提高了机车可靠性。了机车可靠性。 e.采用基于无线通信技术的列车控制系统及网络计算机技术，实采用基于无线通信技术的列车控制系统及网络计算机技术，实现有效的运输指挥及安全监控。现有效的运输指挥及安全监控。 强化重载线路养护及列车运行控制技术，降低列车与强化重载线路养护及列车运行控制技术，降低列车与线路的动力相互作用。线路的动力相互作用。 采用安全监测系统保证重载列车运行的安全性及可靠采用安全监测系统保证

7、重载列车运行的安全性及可靠性性机车无线重联控制技术的应用效果及前景机车无线重联控制技术的应用效果及前景 1.提高运营能力提高运营能力/降低运营成本降低运营成本 无动力分布无动力分布车钩受力车钩受力空气制动波方向空气制动波方向无动力分布无动力分布有动力分布有动力分布有动力分布有动力分布有动力分布有动力分布有动力分布有动力分布机车无线重联控制技术的应用效果及前景机车无线重联控制技术的应用效果及前景 2.利用多个从控机车分布重联，实现节能。利用多个从控机车分布重联，实现节能。 在弯道区域充分地节能在弯道区域充分地节能传统方式传统方式分布式动力方式分布式动力方式分布式动力系统的弯道优势分布式动力系统的

8、弯道优势: 通过弯道时更有效的使用动力通过弯道时更有效的使用动力 减少铁轨与车轮的磨损减少铁轨与车轮的磨损 大大减少车钩受力大大减少车钩受力弯道弯道山区山区分布式动力在山区的优势分布式动力在山区的优势: : 仅在需要时使用动力仅在需要时使用动力 电阻制动依次进行电阻制动依次进行 减少了减少了“断钩断钩”的发生的发生独立的编组控制独立的编组控制通过只在需要的时侯提供动力，通过只在需要的时侯提供动力，最大可能地节能最大可能地节能动力制动动力制动机车无线重联控制技术的应用效果及前景机车无线重联控制技术的应用效果及前景 3.分布式动力系统提高提高运输能力分布式动力系统提高提高运输能力 迅速地将编组内的

9、列车按照不同的目的地进行解体迅速地将编组内的列车按照不同的目的地进行解体ACBAB减少人员需求减少人员需求提高运输能力提高运输能力BACC机车无线重联控制技术的应用效果及前景机车无线重联控制技术的应用效果及前景 4.提高运输能力、可靠性、安全性提高运输能力、可靠性、安全性 列车电控制动列车电控制动停车时间减少停车时间减少22%22%停车距离减少停车距离减少30%30%制动管充风和缓解时间最多可以减少制动管充风和缓解时间最多可以减少60%60%列车传统空气制动列车传统空气制动机车无线重联控制技术的应用效果及前景机车无线重联控制技术的应用效果及前景 5.降低整个运用寿命成本降低整个运用寿命成本 提

10、高运输能力+节能+可靠性+安全性 = 成本降低 列车采用电空制动列车采用电空制动列车采用传统制动列车采用传统制动在日常的在日常的4848小时营业运行中小时营业运行中, ,循环运行时间减少循环运行时间减少12% 12% “断钩断钩”事故减少事故减少90%90%燃料消耗减少燃料消耗减少5-14% (5-14% (与地形有关与地形有关) )机车无线重联控制技术介绍机车无线重联控制技术介绍 3.国外目前技术现状国外目前技术现状 （1）美国美国GE公司的公司的LOCOTROL分布式动力控制系统分布式动力控制系统 分布式动力控制系统无分布式动力控制系统无线电模块线电模块处理器扩展模块处理器扩展模块列车线路

11、接口模块列车线路接口模块用于下列系统的硬件设备用于下列系统的硬件设备LOCOTROL LSI LOCOTROL LEBor LOCOTROL MVB集成显示集成显示 中继接口模中继接口模块（仅用于块（仅用于NYAB）机车无线重联控制技术介绍机车无线重联控制技术介绍 LOCOTROL 系统系统60s 70s80s90s风压空气制动控制风压空气制动控制电空制动控制电空制动控制00s00s LOCOTROL MVBLOCOTROL IIILOCOTROL LSILOCOTROL LEBLOCOTROL 有线有线 ECPLOCOTROL 无线无线 ECPLOCOTROL II105S型型100型型10

12、3型型机车无线重联控制技术介绍机车无线重联控制技术介绍 （2）美国美国Wabco公司用于公司用于ECP方式的控制系统方式的控制系统 TECTROMS机车无线重联同步操纵控制系统：以满足铁路重载运输控制装备需求为基础，能经济快速对目前机车的改造， 克服大秦线改造后试验所暴露的问题， 突出经济安全，满足重载控制技术性能要求，系统功能以简单、可靠、安全为出发点。TECTROMS机车无线重联控制技术介绍机车无线重联控制技术介绍 1. 系统介绍系统介绍 a.设计的理念：安全、经济、好用、模块化。设计的理念：安全、经济、好用、模块化。 b.主要完成的功能：主要完成的功能： 重载重联机车的同步操纵控制重载重

13、联机车的同步操纵控制 重联机车的无线通信重联机车的无线通信 列车的故障判断及安全导向列车的故障判断及安全导向 制动系统状态的监测。制动系统状态的监测。 TECTROMS机车无线重联控制系统技术介绍机车无线重联控制系统技术介绍 2.TECTROMS系统工作及组成框图系统工作及组成框图 MVB操纵控制单元主机信息显示及人机接口单元A输入/输出接口单元A数据传输单元A操纵控制单元冗余机输入/输出接口单元B数据传输单元A信息显示及人机接口单元AA节车B节车TECTROMS机车无线重联控制技术介绍机车无线重联控制技术介绍 3.TECTROMS系统基本原理框图系统基本原理框图 数据传输系统控制管理模块电台

14、模块1GPS模块GSM-R模块数据传输系统MVB接口卡MVB接口MVB总线管理器操纵控制第三方网卡(预留)信息显示及人机接口单元信号输入/输出接口控制处理器信号采集及驱动接口司机操纵辅助系统低压控制逻辑动力牵引系统DK2空气系统ATP数据传输系统单元数据传输系统单元MVB机车信号输入机车信号输入/输输出接口系统单元出接口系统单元操纵控制操纵控制系统单元系统单元机车同步操纵机车同步操纵控制系统控制系统串行总线串行总线电台模块2MVB（它车）TECTROMS机车无线重联控制技术介绍机车无线重联控制技术介绍 4.牵涉到机车的适应性改动部分牵涉到机车的适应性改动部分 a.制动系统DK-1； b.显示器

15、增加多机重联内容； c. 接口及驱动； d.重联控制功能； e. 增加数据传输系统。 TECTROMS机车无线重联控制技术介绍机车无线重联控制技术介绍 （1）重载重联机车的同步控制及异步控制 ；（2）重联机车的无线通信；（3）制动系统的监测；（4）列车运行的故障诊断及安全导向。 TECTROMS机车无线重联控制主要功能机车无线重联控制主要功能 三级控制模式（1）列车级控制；（3）机车级控制；（4）功能级控制。 TECTROMS机车无线重联控制分级控制机车无线重联控制分级控制 （1）采用分布式计算机体系结构；（2）采用相对功能为主体的模块单元；（3）车辆总线以MVB为主，符合TCN列车通信网络标准，同时考虑RS422/RS485以及CAN总线（4）在考虑可靠性的同时考虑系统的可用性，如系统的冗余。 TECTROMS机车无线重联控制技术基础机车无线重联控制技术基础 （1）从车通过无线网络接收主车指令进行同步控制；（2）从车系统接收指令并根据本车的工况对机车进行控制；（3）同步控制为主，并结合某些已步控制。（4）通过分布机车制动系统加快列车的排风及充风时间，从而提告列车制动能力。（5）基于安全诊断的基础进行列车的安全导向。 TECTROMS机车无线重联控制基本原理机车无线重联控制基本原理 1.地面试验地面试验经过近两年原型机的完成及两次工程样机的改进，经过近