軌道交通車輛牽引控制發(fā)展現狀與趨勢研究

劉慶寬 王翠翠

1.青島地鐵有限公司運營分公司，中國·山東 青島 266000

2.賽飛特工程技術集團有限公司，中國·山東 青島 266000

1 引言

軌道交通車輛傳動系統(tǒng)大多數都是應用機械設備進行自主的能量轉化，能量轉換的模式狀態(tài)下需要整個車輛的正常運行，確保其處于正常的車輛運轉，以改變電機以及變流系統(tǒng)的基礎運行性能。國內的牽引傳動系統(tǒng)大多數是交流電與直流電相交叉的一種電動傳動模式，牽引設備是由高壓電器、牽引變流器等系統(tǒng)先組合在一起所構成的，不同系統(tǒng)之間具有功能彌補作用，能夠有效的降低一些車輛運行中存在的偏差問題。

2 軌道交通車輛牽引傳動基本特征

目前的牽引電路主要包含網測電路、逆變電路等，其可確保列車的牽引力不再受限于鋼輪的黏著力，甚至可使得牽引電路中的電流能夠在惡劣的情況下一直處于正常運行狀態(tài)[1]。由于列車主是動車組的基本動力單元，其可實現不同組合之間的動力組組合設定，滿足動力組不同環(huán)節(jié)的運輸需求，增強動力組列車的運作實效。以中國目前的列車動力需求以及后續(xù)發(fā)展情況可知，較多的動力列車組單元都有著其獨立的運行開發(fā)系統(tǒng)，那種開發(fā)系統(tǒng)受限于主平臺系統(tǒng)，能夠將該單元內部所獲取的信息數據直接傳輸到主平臺中，實現信息的正常管控。目前主要分為以下幾個方面的內容。

2.1 列車控制與診斷系統(tǒng)

該整系統(tǒng)主要是應用車載網絡系統(tǒng)的管控模式，確保網絡系統(tǒng)的正常運行，且能夠將所采集到的數據信息有機融合在一起，由系統(tǒng)出具完整的運行報告。該類別系統(tǒng)具有信息傳輸實時性且可靠性特征，能夠將列車的動態(tài)（運行情況、過程情況以及遇到的問題等）有機傳輸到主平臺中。

2.2 網絡系統(tǒng)傳感技術

該項系統(tǒng)技術主要包含多個層次的內容，可將列車的診斷模式進行綜合劃分，實現遠程綜合性系統(tǒng)的有效構建以及綜合處理。

3 軌道交通車輛牽引控制技術

當前中國的軌道交通車輛牽引控制技術發(fā)展比較迅速，其包含多個方面的內容，論文主要從控制對象技術、分布式列車控制信息系統(tǒng)傳輸技術、以及系統(tǒng)集成技術等方面進行有效分析[2]。

第一種控制類技術是以實現牽引動力需求點為主的一種控制技術，其屬于需求點控制基礎策略，可利于進一步的確保動力單元車輛控制需求的良好構建。

第二種則是一種信息傳輸技術，可以確保車輛運行過程中的相關信息準確地傳輸到主平臺中。

第三種技術則是一種系統(tǒng)性的集成技術，可將產品的基本效能等全部的信息實時傳輸到主管平臺中，以部分試驗驗證技術來保證產品的基礎能效，有效地滿足產品技術功能需求，有效地避免安全隱患。

3.1 交流傳動牽引控制技術

該項技術的基本應用理論主要包含現代科學理論、現代數學理論，現代微電子傳感檢測理論等等，涉及到多方面、多學科的知識。其中網側控制、電機控制等等都屬于現代交流傳動系統(tǒng)中的一種控制中心核心內容，對應的控制性解決策略需要符合當前的電傳動系統(tǒng)的基礎控制性能[3]。網側變流器的發(fā)展經歷多個環(huán)節(jié)，具有多樣化的不可控要素，實際上屬于一種交流電與直流電之間的交叉變電流系統(tǒng)，可以有效利用多個環(huán)節(jié)開展相關工作，從而保證電流器輸出電流與輸入電流之間的正弦狀態(tài)，以多種手段和方式開展網側電流的諧波抑制工作，規(guī)避一些意外的情況出現，使其他做好對電網工作的污染處理工作。牽引電器是列車電器傳動系統(tǒng)中的最主要組成部分，主要包含多種多樣的控制型裝置系統(tǒng)，在軌道交通列車上可應用該種無速度傳感器對技術進行綜合控制，優(yōu)化列車的軌道吸附力，實現不同技術的更新和改造。

3.2 列車通信網絡技術

列車通信網絡模型是應用開放式系統(tǒng)模型所構建的模型，可進一步的保證過程數據在較小時延下被有效發(fā)送和接收，節(jié)省網絡層、傳輸層以及表示層的數據應用需求，保留鏈路層以及應用層的基本情況，只能夠確保消息數據能夠按需傳輸，從而有效地建立起對應的模型，明確不同以太網組成網與車輛以太車骨干網之間的差異，準確的定義車載多媒體與信息服務子系統(tǒng)之間的作用。目前，重載組合列車的通信網絡需要在原有列車的基礎上增添一個無線通信網絡，這樣才能夠確保網絡的實時應用成效。

3.3 RAMS控制保障技術

RAMS控制保障技術具有可靠性和可用性等優(yōu)勢特征，在具體的應用中可確保其在主系統(tǒng)規(guī)劃下開展相應的工作。當前的RAMS工作極具有可靠性技術設計要素，需要對其進行多方面的管控和處理，是以可靠性作為基礎數據特征，進一步的做好維修信息數據分析，滿足國際上比較通用的產品標準，可對其進行全面的維修技術開展，優(yōu)化車輛軌道的基礎維護體系，完善系統(tǒng)工程的基礎應用。在技術應用中，需要將技術運用成帶的一些困難點以及優(yōu)勢詳細的記錄下來，為后續(xù)的技術應用奠定基礎。

4 軌道交通車輛牽引后續(xù)走向

4.1 打造數字化智慧出行模式

隨著智能終端設備的普及，乘客習慣于移動互聯(lián)時代所帶來的各種便利。城市軌道交通的數字化產品應該易用好用，且界面簡潔、友好，降低乘客應用自主設備的學習成本，提高乘客的使用體驗。同時，運營企業(yè)應積極宣傳自助服務和基于移動設備的數字化服務，結合官方APP或服務平臺使乘客隨時查詢路線、周邊信息、完成在線購票或充值服務，合理地避免客流高峰，在提高乘客乘車便捷性的同時，有效降低運營成本[4]。

4.2 列車控制系統(tǒng)的功能設定

網絡平臺是指主平臺下不同子系統(tǒng)中的信息需求點以及社會市場目標所提供的一種新的分析導向，可進一步的明確產品平臺的性能目標，將對應的性能目標分解成多樣化的模塊支撐功能。中國主平臺中所出現的一些供應商開發(fā)主平臺具有多樣化的特征，都帶有開發(fā)公司的相關風格，可滿足不同用戶的自身需求。

4.3 模塊化與結構化的統(tǒng)一

模塊化是指將具有獨立功能且連接一致的接口快速的輸入和輸出接口的產品結構部分，其屬于平臺化的最主要內容，是牽引系統(tǒng)標準化與個性化的統(tǒng)一。比較常使用于系統(tǒng)分級控制以及不同級別的冗余設計等方面，現代化的列車牽引系統(tǒng)控制大多數是以產品平臺為主的二次開發(fā)系統(tǒng)結構。主要包括系統(tǒng)硬件以及軟件模塊的方面的內容。

4.4 技術提供以及系統(tǒng)模式

現代化的牽引控制系統(tǒng)主要是以提供大功率電子電器以及完整的牽引控制系統(tǒng)為主。所提供的系統(tǒng)裝置、方案架構以及技術解決方案等等基本上需要做好針對性能系統(tǒng)模擬與仿真，增添一些系統(tǒng)性的實驗以及認證測試，做好多項功能的保障。

5 結語

綜上所述，現階段國家越來越重視軌道交通車輛牽引控制基本情況。為進一步了解其發(fā)展現狀，需要了解中國電力牽引控制技術，明確其重點是開發(fā)、設計和驗證標準的高速動車組，滿足安全運營要求。目前已經在軌道交通牽引系統(tǒng)領域受到關注和重視。該類別的創(chuàng)新理念和技術對軌道交通牽引技術而言，是一項新的技術革命，有利于促進軌道交通車輛牽引控制技術的全面進步與發(fā)展，有利于避免或扼殺運營安全隱患。