基于無線通信的重載列車同步控制技術探析

范磊

(中國神華神朔鐵路分公司培訓中心,陜西榆林 719300)

基于無線通信的重載列車同步控制技術探析

范磊

(中國神華神朔鐵路分公司培訓中心,陜西榆林 719300)

我國是一個貨運密度大、幅員遼闊的國家,重載列車運輸在解決節省工程投資、運能不足、提高經濟效益等方面,發揮著至關重要的作用。通過將基于無線通信的同步控制應用在重載列車中,既能夠保證重載列車的安全,又能夠提高重載列車的運輸效率。因此,基于無線通信的重載列車同步控制技術成為社會各界廣泛關注的熱點。文章針對基于無線通信的重載列車同步控制技術進行了探析,以供參考。

無線通信 重載列車 同步控制技術

1 前言

隨著經濟與社會的快速發展，列車作為帶便當今世界鐵路運貨先進水平的重要標志之一，同樣的得到迅速的發展。基于無線通信的重載列車同步控制技術是國內外研究的熱點，對保證重載列車的經濟、安全運行具有非常重要的作用。但是，目前我國無線通信的同步控制技術并沒有完全自主的知識產權，依然依靠國外引進，該種引進的技術不僅和國產重載列車的兼容性差，性價比也相對較低，并不能很好的滿足過低列車的實際應用需求，因此，展開基于無線通信的重載列車同步控制技術的研究具有很大的現實意義。

2 基于無線通信的重載列車同步控制技術探析

基于無線通信的同步控制技術指的是組合列車以選通信的方式傳輸主控機車的狀態信息、操作命令與應答，以此實現主控機車對從空機車的遠程無線同步控制。想要分析基于無線通信的同步控制技術的特點，其前提是機車分布在列車的不同位置，然后討論組合列車動力分散對比與傳統列車動力集中的優越性，并探路機車同步控制與不同步控制的優越性，評價縱向沖動、縱向力、制動時間、制動距離等為控制優越性的指標，以此分析基于無線通信的同步控制技術的優越性。

(1)基于無線通信的同步控制列車的性能分析。縱向車鉤力、制動時間、制動距離等是評價列車性能的重要指標，其中制動時間Tb包括了有效時間Te和空走時間Tk;制動距離Sb包括了有效距離Se與空走距離Sk。計算公式分別表現為：

公式中v0、v1、v2分別代表了制動初速度、速度間隔的初速度以及速度間隔的終速，單位為km·h-1，θ變式換算制動率;Ψ變式閘瓦的換算摩擦系數;n表示列車編組輛數;w0表示列車的運行阻力因數，單位為N·kN-1。針對傳統編組列車與無線同步控制組合列車進行比較，根據公式1和公式2可知，無線同步控制編組列車能夠降低牽引車輛數以及速差，進而降低空走距離以及空走時間，從而減少制動距離以及制動時間，顯著的改善重載列車的制動性能。

(2)同步控制系統的關鍵控制模式。重載列車同步控制系統主要包括安全導向子系統、故障診斷子系統、同步控制子系統以及無線通信及傳輸子系統。同步控制系統的關鍵控制模式表現為：位于重載列車最前端的機車為主控機車，其他機車都是從控機車，兩節機車通過制動軟管和過重聯線連接，同時為了保證機車的安全，中間放置貨車的兩臺機車的距離不能小于300m，其控制原理是用無線通信的方式與機車構建通信橋梁，然后用無線通信的方式進行控制信息的傳輸，并以無線控制系統實現多多臺機車動力分布的制動控制以及同步牽引。無線牽引控制狀態下，由主控機車根據同步控制系統的指令，再結合機車的實際運行狀況，通過無線通信發出相應的控制命令，由各個從控機車接收主控機車的控制命令進行制動或者牽引。此外，無線通信還能及時的反饋機車的狀態信息以及故障信息，根據相應的信息進行列車的安全導向以及故障診斷，實現對重載列車的優化控制，達到安全運行的目的。

(3)列車無線同步傳輸的實時控制。無線同步控制重載列車安全運行的前提條件是保證列車的安全運行品質，因此需要重載列車運行中各個機車具有均衡的牽引力，盡可能的降低縱向作用力，進而提供良好的制動品質。列車無線同步傳輸的實時路由控制主要從以下幾個方面入手：首先，選擇機車無線通信方式，主控機車和從控機車之間需要進行頻繁的數據交換，無線通信傳輸的質量直接關系到重載列車的縱向沖動、制動以及牽引，目前，基于無線通信的重載列車同步控制的傳輸方式通常采用接觸網感應傳輸方式和3G、GSM式專網寬帶傳輸方式;其次，實際線路測試，通過分析重載列車同步控制的應用要求，采用合適的無線通信頻段，例如450MHz、800MHz無線通信頻段等，無線通信測試在機車和加掛的實驗車之間進行，將測試裝備分別安裝在實驗車以及機車上;再者，同步控制無線通信的實時性確定，根據重載機車同步性的內涵，保證各個機車之間信息的傳輸是同時、無縫的，然后在保證重載列車安全運行的基礎上，保證機車傳輸以及獲取的驅動信息、同類數據信息、激勵的系統數據信息等的完整性，進而實現重載機車無線同步控制的以下功能：立車優化操作控制、安全導向與故障診斷、機車數據的無線傳輸、機車同步制動與牽引控制等。

(4)重載列車無線同步控制的預警以及安全導向。重載列車的無線同步控制系統是一個大型、非線性的復雜動態控制系統，因此列車在同步運行過程中的故障是不可避免的，及時發現故障，發出預警信號并采取相應的措施進行處理是保證重載列車安全、高效運行的前提。重載列車無線同步控制的故障診斷方法包括專家系統、人工智能、邏輯推理以及邏輯判斷等，目前最常用的重載列側無線同步控制故障診斷以及安全導向方法為故障語境專家知識系統，根據故障的因果性、隨機性、規律性、潛伏性、再現性，對故障進行預警并發出相關信息，及時的采取措施進行處理。

3 結語

總而言之，基于無線通信的重載列車同步控制技術是實現重載運輸的核心關鍵技術之一，通過無線同步控制系統采用無線通信手段控制不同位置的機車進行同步運行，對保證重載列車的安全、高效運行具有非常重要的作用。

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