综述专题

• 直线电机在国内轨道交通中的应用研究

  何云风;卢琴芬;翁萍;

  直线电机作为一种直接产生直线运动的驱动装置，具有结构简单、可靠性高等优势，但有时也存在效率低、成本高及法向力干扰等问题，因此在轨道交通领域应用直线电机时，需要充分利用并发挥其优势。文章基于直线电机的结构特点，系统分析了其在轮轨车辆、中低速磁浮列车及高速磁浮列车中的应用现状，介绍了在研的直线电机交通系统，并针对直线电机在轨道交通领域的应用提出了技术发展建议。

  2025年02期 v.48;No.257 1-6+12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K]
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研究开发

• 电电混合动力调车机车转向架的研制

  郭庆升;邢佳涛;丁长权;邓小星;董庆;

  文章首先介绍了电电混合动力调车机车转向架的结构特点、技术参数，然后阐述了构架、驱动装置、轮对、轴箱组装、一二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置等关键部件的结构设计，最后对调车机车动力学性能的仿真与试验情况进行了分析。

  2025年02期 v.48;No.257 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K]
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• 轨道交通用氢燃料电池系统架构设计与测试验证

  张志文;黄永聪;谢庄佑;马孝楠;李检华;雍立博;徐岩;

  针对氢燃料电池系统在轨道交通领域的应用，文章从系统组成原理、架构设计与试验验证等方面，详细介绍了某调车机车氢燃料电池系统，并指出引射器与循环泵并联的设计方案可提高低功率段氢气利用率及燃料电池系统发电效率。测试结果证明，该氢燃料电池系统能够稳定运行，满足调车机车运用需求。

  2025年02期 v.48;No.257 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1368K]
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• 氢能源调车机车车体结构设计研究

  王忠;潘光云;张兴;田冬;王少君;

  针对氢能源调车机车的车体结构设计，文章介绍了氢能源设备布置的特点及难点，基于发明问题解决理论(TRIZ)提出了解决方案，并从氢能源设备安装结构、底架结构及侧墙结构等方面阐述了具体的设计方案。通过有限元分析等方法评估了车体在不同工况下的强度和刚度，结果表明，所设计的车体结构满足强度和安全要求，为氢能源调车机车的应用提供了可靠的技术支持。

  2025年02期 v.48;No.257 19-22+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1236K]
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• 中速磁浮列车车载电网能量输出均衡控制研究与应用

  曾颖丰;高锋;宋丽伟;张文会;姜宏伟;曹芬;蒋毅;

  升压斩波器作为中速磁浮列车车载电网的核心部件，其均衡输出决定了车载电网的稳定性，目前中速磁浮列车同一套DC 440 V电网中升压斩波器电流输出均衡控制采用的是基于偏差控制的被动调节方法，存在超调量和稳态误差较大等问题。文章提出了一种基于PI控制器的升压斩波器电流输出均衡控制方法，通过仿真和列车动态试验验证，该方法能实现各路升压斩波器输出电流的动态平衡，有效提升中速磁浮列车DC 440 V车载电网对负载变化的适应性和安全性。

  2025年02期 v.48;No.257 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K]
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• 基于扰动观测器的磁浮列车悬浮系统振动抑制算法研究

  李铭;王中意;蒋毅;

  磁浮列车经过轨道接缝、道岔等路段时，悬浮系统易产生振动，文章针对该问题对基于扰动观测器的悬浮系统振动抑制算法进行了研究。首先，综合考虑非线性相关因素，建立与悬浮系统名义模型等效的非线性悬浮电磁铁-轨道模型，并对其进行离散化插值计算得到离散化模型G_(nmd)及其逆模型G_(nmd)~(-1)；然后，基于G_(nmd)~(-1)设计扰动观测器对振动扰动量进行观测，得到对应的控制补偿量并对控制量进行补偿，以消除振动扰动量的影响，实现对悬浮系统振动的抑制。通过仿真和单悬浮架试验平台对振动抑制算法的振动抑制效果进行试验验证，试验结果表明，该振动抑制算法可将悬浮间隙的振动范围分别降低约97%和76%，对振动的抑制效果较好。

  2025年02期 v.48;No.257 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K]
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• 悬浮控制器散热数值模拟计算

  李中意;朱颖谋;周源;

  绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的高度集成化设计导致其热流密度高，在工作过程中会产生大量的热，从而对器件的散热性能提出了更高的要求。文章以某型号磁悬浮列车悬浮控制器为研究对象，通过建立风冷和水冷两种不同散热方式下的悬浮控制器模型，对悬浮控制器IGBT模块的散热性能进行数值模拟计算。计算结果表明，水冷散热的效果明显优于风冷散热。

  2025年02期 v.48;No.257 35-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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• 基于深度残差收缩网络的地铁车辆转向架轴承故障诊断

  刘杨远;沈龙江;贺世忠;张建全;谢加辉;

  文章以地铁车辆转向架故障试验台数据集为基础，通过建立基于深度残差收缩网络(DRSN)的转向架轴承故障诊断模型，实现对电机轴承、齿轮箱轴承和轴箱轴承的故障诊断和状态识别。针对不同载荷和速度的多工况轴承故障数据，DRSN-18模型对轴承运行状态识别的平均准确率为99.77%，具有较高的诊断精度和鲁棒性；相比残差网络(ResNet-18)、改进一维卷积神经网络(1DCNN)、深度置信网络(DBN)等模型，DRSN-18模型的平均准确率分别提高了35.39%、62.23%和73.00%。

  2025年02期 v.48;No.257 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1667K]
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• 基于LSTM算法的机车驱动轴承温度预测

  文锦阳;陶功安;钟晓波;谭桐;舒瑶;

  随着铁路运输的发展，机车运行的线路条件更加复杂，运行速度逐渐加快，驱动轴承的转速和负荷也随之加大，故障率因此提升。为了提早检测出驱动轴承异常问题，文章提出了一种基于LSTM算法的机车驱动轴承温度预测方法，并结合机车故障预测和健康管理系统的数据库研究了不同训练因子对温度预测精度的影响，分析得到最优训练因子并融入算法，提高了算法的预测能力，以期更早发现轴承温度异常发展趋势，从而做到提前干预，降低其故障率。

  2025年02期 v.48;No.257 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K]
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• 基于铁路地理信息的重载列车制动力差异化控制方法研究

  刘泉;钱分分;周士华;

  传统重载列车都是采用同一制动缸压力值对机车和各车辆进行制动控制，但当车辆分布在不同位置时，这种控制方式可能会导致车辆前后的车钩力不一致，大大增加了整列车的纵向力，对列车的运行安全造成不利影响。对此，文章提出了一种基于铁路地理信息的重载列车制动力差异化控制方法，该方法结合制动控制指令、列车的地理信息及各类传感器信息，可实现对不同位置车辆的制动缸压力的差异化控制。

  2025年02期 v.48;No.257 53-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K]
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• CR400BF标准动车组重联调试设备的设计及实现

  班兆琪;吴化柱;

  传统的动车组重联调试设备在试验全面性、可靠性等方面存在一些问题，并且现场操作麻烦，需要耗费大量的人力物力。为了解决这些问题，文章提出一种新型的CR400BF标准动车组重联调试设备，并详细介绍了该设备的软硬件设计方案。该设备小巧轻便、自动化程度高，不仅能节省人力资源，还能够提高工作效率。

  2025年02期 v.48;No.257 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K]
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• 走行风相变散热器传热特性研究

  刘强;杨天智;季弘;张良丰;

  文章引入有效风速系数的概念描述了走行风作用下的冷源特点，采用理论分析及数字仿真的方法，对走行风相变散热器传热特性进行了研究。首先，介绍了走行风相变散热器的结构组成，推导了有效风速系数与流道风速和走行风风速之间的关系式。其次，建立了阻塞比为0.05%的走行风相变散热器全结构数字仿真模型，仿真得到有效风速系数随来流风速变化曲线，当风速为60 km/h时，有效风速系数为0.57；仿真得到了换热系数、散热功率及散热器阻力随风速变化曲线，散热器换热系数、散热功率及散热器阻力随着风速的增加而增加，当风速为60 km/h时，功率为42.1 kW。文章通过仿真云图对仿真结果进行了分析，并推导出相变散热器散热功率随有效风速系数变化的理论关系式，为走行风相变散热器工程化应用提供理论依据和设计参考。

  2025年02期 v.48;No.257 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K]
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• 车体振动对刚性接触网-受电弓系统受流性能的影响

  张程政;祁文延;陈珍宝;巩译泽;张巍;陈阳;梅桂明;

  在城市轨道交通弓网系统关键动力学问题的研究中，车体振动及线路条件对弓网系统受流性能有重要影响。为此，文章基于有限元理论建立刚性接触网有限元模型，基于多体动力学理论和有限元仿真技术建立受电弓、车辆-轨道系统多刚体模型，并在此基础上搭建完整的车-弓-网耦合动力学模型，研究车体振动对不同运行速度下刚性接触网-受电弓系统受流性能的影响，并对不同线路状态下车-弓-网系统受流性能进行研究分析。结果表明：在刚性接触网条件下，当列车运行速度较低时，由轨道激励引起的车体振动对弓网系统动力学性能产生一定的影响；而当列车运行速度较高时，车体振动对弓网系统动力学性能的影响更加明显，在仿真计算中不可忽略。线路条件对弓网系统受流质量的影响显著，尤其是列车运行速度较低时，恶劣的线路条件对弓网系统动力学性能的影响更为明显。

  2025年02期 v.48;No.257 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1480K]
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• 基于风险分析的空调系统功能安全综合评估

  邓维;王文秀;师诚;华玲;毛如香;

  为了使轨道交通产品进入高安全要求市场，准确理解和综合运用故障树分析(FTA)、事件树分析(ETA)和危害树分析(HTA)方法，以及将这些方法与轨道交通产品的功能安全分析和认证要求相结合，是一个值得深入研究的重要课题。文章深入阐述和归纳了上述三种方法，并以某动车组空调系统通风和紧急通风功能为例，运用这三种方法进行功能安全综合评估与分析。

  2025年02期 v.48;No.257 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K]
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质量改进

• 超级电容有轨电车储能电源散热仿真及优化

  廖致远;付亚娥;施柱;刘慧芳;李中意;

  文章以某超级电容有轨电车储能电源为研究对象，对其额定工况下运行时的散热效果进行仿真计算，发现其内部模组的最高温度过高，且模组温度均匀性较差。基于“底部进风+侧面排风+中间抽风”的通风散热方案，对储能电源箱体的底部进风口形状、数量、排布方式及风扇位置进行优化，并对散热结构优化后储能电源的散热性能进行仿真分析和试验验证。结果表明，模组的表面最高温度显著降低，且不同模组温度分布的均匀性显著提升，满足超级电容有轨电车储能电源的运行需求。

  2025年02期 v.48;No.257 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1620K]
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• 某灵活编组列车空压机故障分析及控制优化

  彭艳华;龙华炜;

  文章针对某灵活编组列车空压机电机烧损故障，从断路器选型、辅助电源品质、列车控制和管理系统(TCMS)数据、现场空压机启停测试及空压机带载启动原理等5个方面对故障问题进行了调查，分析了空压机大电流来源，结合空压机重启试验复现了故障现象，最终确定了电机烧损故障发生的原因，并提出了解决优化方案。

  2025年02期 v.48;No.257 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K]
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• 基于信号系统更新的车辆改造技术研究

  张洪飞;庄政杰;

  随着我国城市轨道交通的快速发展，早期开通的地铁线路的旧信号系统已逐步接近或达到20年的设计寿命，亟需更新以确保运营的连续性与安全性。在信号系统更新过程中，车辆改造成为关键环节，不仅涉及车载信号设备的机械与电气接口改造，还需保证其间的列车运力满足运营需求。针对这一挑战，本文提出了一种分阶段的车辆改造技术方案，该方案分为过渡期和后期两个阶段，涵盖司机操纵台改造、信号柜改造、电路改造和软件升级等多个方面。在过渡期，车辆同时布置旧信号系统和新信号系统车载设备，利用夜间天窗时间进行新信号系统联合调试工作；在改造后期，拆除旧信号系统车载设备，并将新信号系统车载设备移至最终位置。该方案不仅有效降低了车辆改造对日常运营的影响，也提升了现有地铁系统的运营效能。

  2025年02期 v.48;No.257 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K]
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检测试验

• 中低速磁浮列车整车试验标准分析

  刘宏;谢星;肖博文;

  中低速磁浮列车在我国应用已日益成熟，文章针对最新修订的GB/T 14894(修改稿)在中低速磁浮列车上的适用性问题，从试验项点完整性和试验方法有效性两方面进行了比对分析，提出了完全适用、部分适用、不适用和新增的试验项目和方法，解决了中低速磁浮列车整车组装后如何开展检查与试验的问题，为企业制定相应的试验标准奠定了技术基础。

  2025年02期 v.48;No.257 98-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 816K]
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创新发展

• 基于ARIZ理论的机车齿轮箱噪声控制方案设计

  赵江农;李登科;杜志勇;刘晓波;肖黎亚;陈诗文;

  大功率机车齿轮啮合噪声是整车的主要噪声来源，对乘客有很大的影响。文章采用ARIZ算法定义了齿轮箱噪声控制的最小问题，在此基础上确定了最终理想解和物理矛盾，并利用扩展的物质场资源解决问题，从而获得了19个高质量的优化方案。对所有优化方案进行理想度分析，为齿轮箱设计了一种新的组合式降噪方案。最后，通过仿真分析和试验测试验证优化方案的可行性，结果显示优化方案的降噪效果良好，达到了降噪目标。

  2025年02期 v.48;No.257 103-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K]
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技术研讨

• 广州地铁22号线车辆牵引系统网流采样拓扑试验及分析

  程潇宇;

  网流采样作为动车组牵引系统识别高压工作状态的关键功能，对车辆安全、可靠的运行至关重要。广州地铁22号线车辆上线初期因牵引系统网流采样电路设计问题，频繁发生变压器原边输入输出差动保护，文章针对动车组高压拓扑的牵引变流器网流采样，分析了两种常用非隔离模拟量采样电路出现采样偏差的原因，提出一种隔离网流采样方案，实现了网流互感器与牵引控制单元(TCU)的电气隔离。试验结果表明该方案能够解决采样偏差的问题，并且有良好的通用性。

  2025年02期 v.48;No.257 110-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]
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• 基于定子电流信号分析的机车牵引电机轴承故障诊断方法

  魏勇召;马龙;

  针对机车牵引电机轴承早期故障诊断问题，文章提出了一种基于定子电流频谱分析的信号处理方法，对比了变分模态分解(VMD)与经验模态分解(EMD)在信号分解能力方面的差异，并以HX_D3型机车牵引电机为例，通过对其定子电流信号的分析，实现了对电机轴承早期故障的诊断。诊断结果与实际情况符合，验证了所提方法的可行性与有效性。

  2025年02期 v.48;No.257 116-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1356K]
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• 基于AHP的某地铁车辆用户乘坐体验研究

  刘国玲;朱建君;郭庆龙;周砾;文阳蕾;

  在体验经济的时代背景下，为更科学地提升地铁车辆的乘坐舒适性，文章在用户乘坐体验研究中引入层次分析法(AHP)的理念，通过对地铁乘客的深入调研和访谈，建立了需求层次模型和判断矩阵，并计算出各需求要素的综合权重，得到了用户需求的优先级排序，并基于此，建立了地铁车辆的用户乘坐体验设计指标集，用以指导后续车辆设计。

  2025年02期 v.48;No.257 120-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1123K]
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• CR200J型动车组主变压器A端子接地故障分析与控制策略优化

  徐洪兴;

  CR200J型动车组在运行过程中出现主变压器A端子绝缘性能下降甚至接地的问题，造成25 kV接触网跳闸的严重故障，导致列车无法正常运行。文章详细分析了故障时的现象，追溯了引发故障的主要原因，并针对性地给出了相应的检查检验建议，优化了主变压器A端子接地故障诊断方法及控制策略。经仿真验证，优化方案可有效识别A端子故障，提升动车组的运用可靠性。

  2025年02期 v.48;No.257 124-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1279K]
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运用维保

• 城轨车辆智能运维能耗里程统计分析优化方法研究

  邓聪;周庆;李书;陈之恒;钱彦行;

  城轨车辆运维人员需要及时获取车辆的能耗和里程统计数据，而由于报文传输频率高且城轨车辆站间能耗和里程数据量大，导致数据处理时间较长，影响了数据统计的及时性。针对这一问题，文章分析了车辆能耗里程数据处理过程，提出采用基于Doris的定时任务调度和中间表统计分析的优化方法来缩短数据处理时间。经实际应用验证，这一优化方法有效解决了智能运维数据处理速度慢的问题，满足了城轨车辆智能运维系统对能耗里程数据统计分析的需求。

  2025年02期 v.48;No.257 129-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K]
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• 轨道交通车辆氢燃料电池系统故障分析与维保研究

  付建军;张东涛;谢庄佑;马孝楠;焦龙;李雯珺;

  针对氢燃料电池系统在轨道交通运营场景下的应用与维护，文章采用故障树分析法对某调车机车氢燃料电池系统故障进行了定量分析，基于失效机理与运行故障记录，识别出膜电极、空压机、汽水分离器、氢气循环泵及水泵等为氢燃料电池系统中故障概率较高的关键部件，并提出针对性维保措施。

  2025年02期 v.48;No.257 133-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 926K]
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• 低温环境下制动系统电磁阀故障分析及优化

  王蒙恩;任得鹏;

  针对低温环境下某型机车制动系统电磁阀引发的故障，文章从控制模块和电磁阀的工作原理方面进行分析并推断故障原因，结合制动系统数据分析和故障件拆解情况，得出故障原因为电磁阀动铁芯下侧密封件的剥落物堵塞气路，并介绍了更换密封件材料的优化措施。疲劳试验、型式试验和装车运用考核结果表明，优化后的电磁阀抗低温疲劳能力显著提升，满足标准要求及运用需求。

  2025年02期 v.48;No.257 138-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1095K]
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简讯

• 广州地铁与中车株机联合研制的绿智城轨车辆发布

  李禹潜 ;陈婷婷;

  <正>2024年12月16日上午，由广州地铁集团与中车株机公司联合研制的绿智城轨车辆在广州中车正式发布。该车辆创新应用了轴箱内置式架悬直驱转向架、全碳化硅变流永磁牵引、电机械制动等38项行业领先新技术，具备安全可靠、智慧先进、绿色节能、便捷舒适等特点，作为新时代低碳环保型绿智城轨车辆，在行业内具有技术引领示范作用，对于推动城市轨道交通自主化产品创新能力提升、加速城市轨道交通装备“产业规模化”和“行业规范化”进程、推动我国城市轨道交通绿色智能化升级具有重要意义。

  2025年02期 v.48;No.257 137页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
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