時間：2022-09-05 23:22:29
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇制動技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】EPB電子駐車應用
一、EPB與傳統手制動相比的優點
1.1EPB系統可以在發動機熄火后自動施加駐車制動。駐車方便、可靠，可防止意外的釋放（比如小孩、偷盜等）。
1.2不同駕駛員的力量大小有別，手駐車制動桿的駐車制動可能由此對制動力的實際作用不同。而對于EPB，制動力量是固定的，不會因人而異，出現偏差。
1.3可在緊急狀態下組委行車制動用。
二、EPB的功能
2.1基本功能：通過按鈕實現傳統手剎的靜態駐車和靜態釋放功能。
2.2動態功能：行車時，若不踩踏板剎車，通過EPB按鈕，一樣也可以實現制動功能。
2.3“熄火控制”模式：當汽車拔鑰匙熄火時，自動啟用駐車制動，發動機不打火駐車不能解除。
2.4開車釋放功能：當駕駛員開車時，踩油門，掛擋后自動解除駐車。
2.5啟動約束：點火關閉，釋放約束模式（保護兒童），不用操作制動踏板，即可釋放約束模式。
2.6緊急釋放功能：當電子駐車沒電需要解除駐車時，可用專門的釋放工具釋放駐車。
三、拉線式EPB的組成及各部件的作用
3.1拉線。拉線和傳統的駐車系統中拉線所起的作用完全一樣，就是把力從EPB總成傳遞到駐車制動器上實現駐車功能。拉線式EPB有單拉線和雙拉線兩種。
單、雙拉線有各自的優點和缺點。相比較起來雙拉線有較大的拉線效率，拉線行程短，但布置沒單拉線靈活，產生相同的拉力，控制器需要加載的力大。工作時，雙拉線EPB控制器同時帶動兩根拉線運動，帶動制動器駐車，而單拉線時，EPB控制器是只帶動了一根拉線，然后通過拉索平衡器此拉線帶動后面的兩根拉線駐車。
單拉線式樣的EPB，一根拉線帶動兩根拉線的原理為：第一根拉線的芯線在控制器的帶動下產生移動，其帶動拉線向右移動，然后因為第一根拉線受力彎曲，第一根拉線通過固定在其拉線護套上面的平衡器帶動拉線1向左移動，從而實現了一根拉線帶動兩根拉線移動的目的。
3.2按鈕。通過按或者拉按鈕控制EPB駐車和解除駐車，按鈕上有背景燈，提醒駕駛者是否已工作。
3.3緊急工具。在EPB因斷電不工作時，實現駐車解除功能。
3.4電機。EPB工作時的動力來源，由其來帶動齒輪機構工作實現駐車。（有人僅靠電子駐車紙面意思可能會擔心駐車后，出現沒電的情況怎么辦？實際上電子駐車只是靠電觸發齒輪機構工作，最終使車長時間駐車的還是機械機構，并且國家法規中也明確要求，駐車要用可靠的機械機構來完成）。
3.5齒輪機構。不同廠家EPB的此部分機構的工作原理不一定相同但其作用是一樣的。都是力的傳遞機構，把力由電機齒輪的轉動轉化成拉線方向上力。其齒輪結構的工作原理如右圖電機帶動拉線所在的外齒輪機構和內齒輪機構旋轉，因為旋轉方向相反，帶動連接在內外齒輪機構的拉線運動，實現駐車。
3.6ECU和傳感器。ECU用來控制EPB對外的信息交流和反饋。傳感器用來感應拉力的大小。
四、EPB總成的工作原理和其功能的實現原理
4.1EPB總成的工作原理。拉線式EPB工作原理為：通過開關給ECU一個通斷信號，EPB的ECU控制電機進行旋轉，然后由內部的齒輪機構把此力輸出到拉線上，由拉線帶動制動器進行駐車。
4.2EPB各功能的實現原理
（1）基本功能。最基本的功能，靜態釋放和靜態駐車功能，通過按鈕駐車和解除駐車此工作原理簡單，也就是上面的EPB工作原理。
（2）EPB賣點之一的動態功能。當車在行車狀態，速度大于12km/h,若按下EPB按鈕，ECU指揮馬達帶動拉線駐車，當車輪要抱死，有滑移的傾向時，ECU通過CAN得到這個信號后，會使拉線力減小，以便不使車輪抱死，如此循環，直至車停下為止。雖然EPB有此功能，但各個EPB廠家，并不推薦客戶把EPB當作行車制動器使用，并且還明確要求客戶，此功能只能在常規制動器失效或不可使用踏板的緊急情況下才能使用，這是因為在行車中，駐車制動器啟動后，那么就把制動力全部加在后輪，對后制動器的損害是很大的。
（3）“熄火控制”模式。發動機熄火后，通過CAN把此信息傳遞給ECU，ECU指揮EPB駐車。
（4）EPB的另一賣點功能：開車釋放功能。要實現該功能，則EBP系統需要知道駕駛員是否希望車輛開始行駛。對自動擋車輛來說，EPB可以通過變速器信息及油門信息了解車輛狀態。然后ECU指揮EPB釋放駐車。而對手動擋車輛來說，原有的配置所能提供的信息無法確認駕駛員的期望。為了實現該功能，需要在車輛上加裝檔位傳感器及離合器傳感器。
（5）緊急釋放功能。用專門開發的緊急釋放工具來實現此功能。工具的工作原理為，用專門開發的EPB工具，先插入緊急工具孔，然后旋轉，使齒輪旋轉帶動渦桿移動，解除駐車。有時為了使解除駐車方便，或者不便于使用剛性的緊急釋放工具，也可以使用易曲工具，實現過程為：把緊急釋放工具由剛性改成可彎曲的易曲工具，然后根據EPB的布置位置，設計合理的導向管，設計導向管的原則為將來在使用工具時比較方便，不需要拆卸其它零件，或者鉆到車下。導向管一端，另一端固定死在電子駐車工具孔上，使用時，取出緊急工具，把工具從導向管端插入，順著導向管，把工具連接到電子駐車上，然后轉動工具搖把，即可釋放駐車。在開發易曲工具中需要注意的是：1.工具的易曲長度不能太長否則會因工具彎曲端過長而使傳遞到電子駐車的力矩解除不了駐車。2.導向管扭曲的幅度不能過于大，否則工具在通過導管時的難度就很大，甚至通不過導管。
五、拉線式EPB的布置
5.1EPB的布置
EPB的布置需要注意以下幾點：
（1）若EPB布置在車身下，要設計合理的支架，力求把EPB包起來，防止車底下高速飛起的石子打在EPB殼體上。（2）注意保證EPB周圍的溫度不能過高，要在其工作溫度范圍內。（3）注意選擇合理的緩沖墊來起到防震的效果。（4)EPB位置的選擇，要考慮到將來緊急工具使用的方便性。
5.2拉線的布置
拉線的布置需要注意以下幾點：
（1）拉線之間的間隙要求，需要滿足一定要求。（2）單拉線式。EPB是由一根拉線帶動后面兩根拉線來實現駐車的，為了實現一根拉線帶動二根拉線，所以布置時一定要保證第一根拉線的末端是可移動的，不能在此處做支架給其固定死。
六、結論
EPB是近來研究的重要成果之一。它替代了手駐車制動，用電子按鈕實現停車制動，且節省了車廂內部的空間。符合現在消費者們希望在車內安裝更多的基本配置和功能的這個趨勢。因此設計小巧的EPB倍受青睞。目前電子駐車在國外已應用的比較普遍。在不久的將來電子駐車也會頻頻裝配在中國的汽車上。
參考文獻：
舒華，姚國平.汽車電子控制技術.北京．人民交通出版社，2002.
董輝.汽車用傳感器.北京：理工大學出版社，1998.
關鍵詞：下運帶式輸送機；制動；盤式制動系統
Abstract: according to the characteristics of the china coal mines, the braking condition and requirements of the downward belt conveyors are analyzed, the fluid brake, hydraulic brake and disc brake are comparatively analyzed. At last it points out that the disc brake is the best choice for downward belt conveyors and is the main brake equipments in the future.
Key words: Downward belt conveyor; brake; disc brake
中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：
0 前言
我國煤礦傾斜煤層眾多，16°~25°的傾斜煤層大量存在，采用下運帶式輸送機能夠大大減少采區巷道的開掘工作量，降低基建費用，縮短施工工期，從而產生巨大的經濟效益和社會效益[5]。
下運帶式輸送機在我國于80年代末開始用于傾斜煤層的開采，隨著其相關關鍵技術的解決以及對傾斜煤層開采量的逐漸加大，大功率、高運速、大角度的下運帶式輸送機隨著國民經濟增長需求量加大。
圖1為下運帶式輸送機傳動原理圖。
1-頭部改向滾筒 2-驅動滾筒 3-增面滾筒
4-改向滾筒 5-拉緊滾筒 6-尾部改向滾筒
圖1 下運帶式輸送機傳動原理圖
下運帶式輸送機的運輸方向與水平面有一個夾角β，它在頭部受料向下運輸，在尾部卸料。因為傾角的存在，物料及輸送帶自身重力中平行于輸送帶的分力與輸送機運行方向相同。
1 下運帶式輸送機制動工況
下運帶式輸送機采用電機為動力。電機的工作特性曲線如圖2所示，水平軸為電機的輸出扭矩，垂直軸為電機的轉速。
圖2 異步電機的工作特性曲線
圖中坐標系第一象限中的曲線為電機電動狀態下的工作特性曲線，第二象限中的曲線為電機發電狀態下的工作特性曲線。起動扭矩A，電機最大扭矩P，電機額定扭矩B，同步轉速H，發電狀態下額定扭矩C，發電狀態下最大扭矩Q。
通過分析下運帶式輸送機運行工況、特點及電機轉速與扭矩特性曲線圖可知，下運帶式輸送機的驅動有兩種運行工況：(1)輕載時，以電動工況運行。(2)重載時，物料自重的下滑分力大于輸送機的工作阻力，其合力產生加速力，使輸送帶速度不斷加快，當電機超過同步轉速之后，電機以發電工況運行，直至達到平衡后，電機維持在一個穩定轉速下工作。
當輸送機嚴重超載或發生停電時，電機制動力消失，此時輸送機失控，如沒有高可靠性能的制動器，可能出現飛車，后果難以想象。因此，輸送機能否可靠運行取決于其制動器及控制系統的可靠性。
2 制動器的要求
制動器是下運帶式輸送機不可缺少的一部分，制動器性能的好壞，直接影響著輸送機的可靠運行，對其有以下幾點要求：
(1) 可控的制動力。下運大功率帶式輸送機，要求制動器提供可靠的制動力，其要求制動減加速度在-0.3~-0.1m/s2之間。
(2) 斷電能可靠制動。發生斷電時，制動器仍能可靠地工作。
(3) 具有駐車制動功能。
(4) 滿足井下防爆要求。
(5) 結構緊湊、使用壽命長。
3 制動技術現狀
國內的下運帶式輸送機制動器主要有：液壓制動、液力制動以及盤式制動系統等。
(1) 液力制動
液力制動結構與液力耦合器類似。在下運帶式輸送機中，液力制動輸出軸與減速機的輸入軸相連。輸送機正常工作時，工作腔內不充液；在制動時才向工作腔內充液，對下運帶式輸送機產生制動力。
其制動力矩的計算公式為：
(1)
式中 M——制動力矩,N·m；λ——扭矩系數,s2/(rad2·m)；g——當地重力加速度，m/s2；Dz——轉子直徑m；nz——輸出軸轉速，rad/s；, γ——傳動媒介密度,kg/m3。
其主要特點：
1)制動扭矩M和輸出軸轉速nz的平方成正比，轉速下降制動扭矩下降，當降低到工作速度的1/3時，制動失效，須機械輔助制動，此時會造成沖擊和發熱；
2) 工作時需要冷卻；
3) 工作時，制動器內腔須立即充滿工作介質，制動時間長；
4)停電時，儲能罐向制動器內腔充滿工作介質，從而實現平穩制動；
(2) 液壓制動
液壓制動是通過改變排油的流量和壓力，從而對下運帶式輸送機產生制動力，制動力可以進行無級調節。
其制動力矩的計算公式為：
(2)
式中p——工作壓力，MPa；Q0——泵每轉排油體積，m3；ηm——機械效率。
液壓制動系統的主要特點是：
1)制動力矩M與工作油壓p及系統排量Q0的積成正比，制動可靠，仍需用機械輔助制動；
2)工作時需要冷卻系統冷卻；
3)停電時，靠蓄電池來控制制動器平穩制動；
4)系統復雜，維護較高。
(3) 盤式制動
盤式制動的制動力是由制動盤與制動頭摩擦產生。
其制動力矩的近似計算公式為：
(3)
式中Fd0——碟形彈簧預作用力，N；μm——閘襯與制動盤的摩擦系數；K——制動器副數，；Rm——等效制動半徑，m； Ap——活塞受壓面積，m2。
其主要特點是：
1)制動扭矩M與液壓系統油壓p成比例，可實現制動力無級調節；
2)單盤制動盤會使散熱性變差；
3) 制動盤線速度高時易產生火花，存在安全隱患；
4)停電時，靠蓄電池來控制制動器平穩制動；
4 結論
比較以上三種制動系統，盤式制動系統的優點明顯，其突出體現在：它可以實現一級制動，而不用像其它兩者那樣需要采用先減速再利用機械閘抱死的二級制動方法，從而大大簡化了制動系統，使整機的造價大為降低；盤式制動器在煤礦應用非常廣泛，對其特性有較深刻的認識，技術也較成熟，易制定正確的控制策略；其散熱性能差，易產生火花的缺點通過結構和材料的研究改進已經得到有效的改善。因此，盤式制動系統有著比較廣闊的應用前景,是未來下運帶式輸送機的主要制動裝置。
參考文獻
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張尊敬，汪甦.DTⅡ(A)型帶式輸送機設計手冊[M].北京：冶金工業出版社，2003
荊棟.基于模糊控制的下運帶式輸送機液壓制動系統的研究[D].西安科技大學碩士學位論文，2005
于巖，朱路群.大傾角下運帶式輸送機的控制與檢測系統[J].連續輸送技術，1991(1)：33-38
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楊育德，楊景山.下運帶式輸送機及其制動裝置的應用[J].東北煤炭技術，1993(1)：47-50
【關鍵詞】UML；建模；檢測系統；實時系統
1.引言
地鐵性能動態調試是列車調試過程中的重要環節，動態調試主要檢測地鐵車輛的牽引、動力、制動系統[1]。而現有的地鐵動態調試測試手段主要是基于列車本身牽引網絡系統自帶測試軟件，即利用列車通信網絡中的列車診斷系統接收列車子系統（包括微機控制與非微機控制系統）的狀態信息、故障信息，并進行評估、儲存，在司機室的顯示屏上進行顯示[2]。因此其測量準確性無法衡量。為此開發地鐵動態試驗性能檢測及數據分析裝置對于列車的安全正常運行具有重要意義。
2.地鐵運行狀態檢測系統建模
地鐵動態試驗性能檢測及數據分析系統對列車運行過程中的速度、加速度、沖擊率、閘瓦溫度進行檢測和分析。通過測速雷達、壓力傳感器、紅外輻射溫度等傳感器分別測量地鐵行駛過程中的速度、制動管路壓力、制動器溫度等特征量，然后利用無線傳輸裝置將數據發送給由筆記本電腦和系統控制軟件構成的系統控制終端，系統分析軟件根據采集的數據進行牽引加速度、制動距離、制動減速度、沖擊率、靜態制動響應時間等狀態量的計算，然后進行數據分析，由此完成對車輛運行狀態的監測。
2.1用例模型
用例是模型中結構實體的指定功能，它描述了系統的功能需求，將系統看作黑盒，從外部執行者的角度來理解系統[3]。繪制用例圖的第一步是確定系統的參與者。分析可知，系統共有三個參與者，即檢測人員、管理人員及地鐵。檢測人員負責對地鐵運行狀態進行檢測，包括速度、加速度、溫度、壓力的檢測，得出檢測結果后，在系統初步分析結果的基礎上做出檢測報告。管理人員負責進行用戶管理和設備管理，以保證檢測工作的正常進行。地鐵是被檢測對象的承載體，由各傳感器對檢測量進行檢測。系統中的關鍵用例包括：自檢模塊、數據采集、數據傳輸、監控或控制設備無線網絡通信、數據導出、數據分析、數據庫等。對檢測的數據及數據分析過程產生的圖表行儲存；對測試特征量的閥值進行設定；對用戶進行管理等。
2.2類圖分析
類圖反映了系統中類的靜態結構。類圖不僅定義系統中的類，還表示類之間的聯系，如關聯、依賴、聚合等，同時也包括類的內部結構（類的屬性和操作）。檢測系統提供顯示和操作界面DMI，檢測員通過對系統界面進行一系列操作完成檢測過程，在此過程中DMI也會為檢測員提供檢測過程的參考信息。因此圍繞DMI進行深入分析具有重要意義。
1.控制的內容包括：
1）數據采集的啟動與停止：包括對速度、加速度、溫度、壓力等信息的采集進行控制，并將采集到的信息通過無線傳輸裝置發送給控制終端并顯示出來。
2）數據分析的啟動與停止：包括將采集的數據導入到EXCEL等第三方軟件，并做圖表分析。
2.顯示的內容包括：采集數據顯示、警示信息顯示、數據分析結果顯示、設備狀態信息顯示。
2.3檢測過程活動圖
活動圖在用例分析中主要用來描述用戶當前完成的工作以及用例實例或對象中的活動[6]，為了更詳細地描述用戶使用系統的工作過程，我們給出本系統的用戶活動圖。檢測過程建模的主要業務有登錄、數據采集、數據分析和數據存儲。
事件流程可以描述如下：
檢測人員使用用戶名和密碼登錄系統；
檢測人員發出數據采集指令，傳感器進行數據采集；
無線傳輸裝置將傳感器采集到的數據發送到控制終端進行存儲；
控制終端對數據進行計算，并作圖表分析；
檢測人員根據分析結果整理出檢測報告；
檢測人員也可再次登陸系統查看上次檢測結果。
2.4檢測過程序列圖
為防止活動圖變得過于復雜，數據采集、數據分析等過程都分別被壓縮在了一個超級活動里，為了更詳盡的描述實例間的消息，現在使用交互圖[7]。序列圖顯示對象之間的動態合作關系，它強調對象之間消息發送的順序，同時顯示對象之間的交互。
3.結論
本文利用實時UML，通過用例圖、類圖、活動圖、序列圖建立了地鐵運行狀態檢測系統的模型，研究表明，為地鐵運行狀態檢測系統構建UML模型，能夠規范系統開發流程、優化軟件結構、提高系統開發效率，增強程序可讀性和可維護性。該項工作的完成為地鐵運行狀態檢測系統的開發提供了依據。
參考文獻
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關鍵詞：西門子；S7-300PLC；提升機；測控系統
中圖分類號：TN77文獻標識碼：A
1引言
提升機在礦井生產中素有咽喉設備之稱，提升機對于礦井的安全生產有著至關重要的作用。提升機電力傳動系統復雜，控制系統要實現的控制功能較多，因此對于提升機的控制系統的設計，需要能夠滿足提升機頻繁制動和不同工作狀態相互轉換的功能需求。針對提升機如此復雜的控制要求，傳統的電氣控制難以實現，因此，必須借助于PLC自動控制實現。
本論文主要結合西門子S7-300在副井提升機自動控制系統上的應用，對提升機自動控制系統進行詳細的分析設計研究，以期從中能夠找到合理可靠的提升機控制系統設計應用方法，并以此和廣大同行分享。
2礦井提升機控制系統應用現狀分析
(1) 我國提升機控制技術應用現狀
我國礦井提升機一直承擔著井下與地面之間輸送人員或者貨物的重任，因此一直素有礦井咽喉設備之稱。我國礦井提升機控制技術相較于國外處于落后階段，國外已經發展到智能實時監控提升機并實現故障智能診斷技術，而目前我國提升機控制系統的技術，還普遍停留在原始的電氣控制階段，對于數字化控制技術、計算機智能控制技術目前還處于研究探索階段。縱觀我國的提升機電控系統控制技術的應用，發展緩慢，多數是借鑒或者仿制國外的電控系統，并且電控系統在實際應用中也存在一定的問題。
(2) 我國提升機控制系統應用中存在的問題
① 我國提升機電控系統沒有專業的生產廠家。這是我國目前提升機控制系統和控制技術發展的最大瓶頸。我國的提升機電控系統，要么直接從國外公司進口，這樣成本十分高昂，且后期設備維護維修十分不便；國內現有的提升機電控系統均是高校科研院所自發研制的電控系統，多數并不具備通用性。
② 我國提升機電控技術落后。目前僅僅在一些大型煤礦上的先進提升機才采用了計算機、PLC或者數字控制技術，傳統的提升機電控系統都是采用電氣化控制系統，繼電器、接觸器控制廣泛使用，導致能耗過高，控制不可靠，嚴重制約了我國提升機電控系統的發展應用。
③ 我國提升機控制系統安全性和可靠性較差。目前我國礦井提升機僅僅在上下井口端采用切除電阻的方法實現提升機運行速度的制動，制動能耗過高，造成提升機電控系統負荷太大，由此導致我國提升機控制系統安全性和可靠性較差。對于提升機運行過程中的關鍵工作參數、狀態參數及運行參數根本沒有實現實時監控，經常發生過卷或者超速等安全事故。
鑒于以上問題，我國必須要大力發展提升機在運行過程中的電控系統的自動化、智能化控制，逐步形成具有自主知識產權的提升機電控系統。
3西門子S7-300在副井提升機上的應用分析
3.1 基于PLC的控制系統設計
利用西門子S7-300構建提升機電控系統，根據提升機的工作模塊，將PLC電控以網絡化模式進行布控，分為主控PLC、監控PLC和信號PLC三個主從式控制PLC，其具體結構原理圖如圖1所示。
如圖1所示，信號PLC作為整個電控系統的信號管理站，負責對提升機工作過程中的狀態參數、環境參數及其必要參數做信號管理，統一發送至控制主站；監控PLC主要對提升機的關鍵控制參數，如井深、進口提升速度等指標進行實時監控，并受主控PLC統一調度管理；主控PLC一方面實現對監控PLC和信號PLC的控制管理，并對由監控PLC和信號PLC發送過來的數據信號進行整合管理，并發送至上位機進行集中管理、顯示、數據存儲等功能，以提高提升機工作過程的管理效率；另一方面主控PLC通過交流變頻調速裝置實現對同步電機的控制，進而實現提升機速度的電氣化控制，同時將提升機的工作參數再反饋回信號PLC和監控PLC，從而實現了PLC網絡控制系統對提升機的閉環控制。
3.2 基于PLC實現的提升機速度控制應用
提升機控制系統最為關鍵、也是最難實現的技術要點，就是對提升機運行速度的控制。借助于西門子S7-300的PLC，能夠很方便的實現對提升機速度的控制。
基于PLC實現的提升機運行速度的具體控制方案設計如下：
(1)（1）在井口與井底分別放置接近傳感器，一旦提升機到達接近傳感器，即可認定提升機即將到達井口或者井底，從而進入預定的制動階段。
(2)（2）利用光電傳感器和深度指示器配合使用，實時監控提升機當前所處巷道中的位置，并將位置轉化為數字量傳送至監控PLC，利用監控PLC與主控PLC的通信實現對提升機位置的實時監控。
(3)（3）一旦提升機觸發接近傳感器，由主控PLC發出調速指令給交流變頻調速裝置，由交流變頻調速裝置實現對電機轉速的調節，進而實現對提升機運行速度的調節與控制。
(4)（4）主控PLC利用監控PLC監測到的提升機當前運行速度與深度指示器的位置信號進行交叉運算，得出調速幅度，并將調速幅度指令傳輸給交流變頻調速裝置，從而實現無極調速；另一方面，監控PLC通過實時監測提升機的運行速度并反饋回主控PLC，主控PLC根據反饋回來的運行速度和程序中的預設值進行對比，結合PID調節算法實現對提升機運行速度的閉環調節與控制。
結語
提升機作為礦井安全生產的樞紐設備，其安全性對于整個礦山生產的安全起著舉足輕重的作用。我國目前提升機電控系統理論研究較為深入，但是實際技術應用還有待進一步提高和挖掘。本論文結合西門子PLC對提升機控制系統進行了設計分析，對于提升機電控系統及其控制技術的應用研究，不論是在理論研究方面，還是在實際技術應用方面，都具有一定的指導意義。當然，關于提升機電控系統方面的更多技術，還有賴于廣大礦井科技工作人員的共同努力，才能夠最終實現我國提升機電控系統及其控制技術的提高應用。
參考文獻
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論文摘要:結合國內外及作者的研究成果，重分析了我國提速客車縱向沖動及車鉤磨耗加劇的原因，并根據工作臉和理論計葬結果提出了解決問題的建議。
隨著旅客列車速度的不斷提高，提速客車逐漸暴露出縱向沖動加劇、舒適度下降、車鉤磨耗加快等間題。由于提速客車批量較少，車輛配件的檢修規程還沒有形成，只是按有關廠段修規程進行列檢，發現超限者則予以更換。但隨著提速客車的迅速增加，提速客車的維修量、維修費用亦迅速增加，客車生產廠、車輛運用維修部門對此反映強烈。因此，如何解決提速客車縱向沖動加劇、車鉤磨耗加快等間題已成為當務之急。
筆者通過對上述問題的研究和改進實踐，結合國外研究的成功經驗提出了以下分析、建議。供有關部門參考。
1列車縱向沖動的影響因素
根據國內外列車縱向動力學分析的結論.影響旅客列車縱向沖動的原因可以歸納為以下幾個方面:
fl!列車牽引定數或編組輛數(以下簡稱為編組輛數)。列車編組輛數的多少不僅影響列車的穩態力，結合車輛特性、線路條件還會影響列車的動態力。一般來說，編組輛數愈多，列車的縱向沖動愈大。
(2)客車制動系統的性能。旅客列車調速、停車均需要有制動系統來完成，由于制動系統的不同制動工況的制動波速不同，基礎制動裝置動作的不一致性，閘瓦牽擦因數的不穩定性會造成列車中車輛產生相對的速度，在列車運行過程中產生縱向沖動。
（3）緩沖器的特性。對于提速客車，在編組14輛--} 2。輛的條件下。緩沖器的特性對緩解列車縱向沖動的作用也是非常重要的。緩沖器性能設計適當，可以大幅度地降低列車的縱向沖動水平。
（4）飛車鉤連掛系統的縱向間隙的大小。車鉤連掛系統的縱向間隙的大小是造成列車縱向沖動的條件因素，車鉤縱向間隙的存在為車輛間產生縱向沖動提供了環境條件，車鉤間隙越大，縱向沖動越大。
(5)線路的特性，線路的水平曲線是影響列車調速的主要原因之一，在豎曲線上列車在過變坡時同樣會造成列車中車輛的相對速差，引起縱向沖動。
(6)列車的操作。司機操作不當也會造成列車的縱向沖動。
在影響列車縱向沖動的六大因素中，兩項是無法更改的。列車的編組數量是增加列車載客量的需要.為減少縱向沖動而減少載客量是非常不經濟的.為部分提速客車對線路進行大面積的改造同樣是不經濟的。而第(sa項列車操作水平的提高受到司機的經驗、身體健康情況及情緒的影響，是難以穩定的因素。
剩余的個因素中，以第項客車制動系統性能的改善最為困難，技術、經濟難度最大，就我國制動系統而言，在采用了電空制動后，技術上已很難再取得更大的突破。個因素的改善在我國相對于其他幾個因素而言，從技術儲備、實踐經驗、經濟效益上來講是最為可行的。實踐證明， 4x2個因素的改善可以大幅度地降低提速客車的縱向沖動.使我國的提速客車的縱向沖動水平不大于提速前的水平。
2國外在減少列車縱向沖動方面的經驗介紹
2. 1確定列車合理的編組數
列車的編組數量需要與采用的客車設備的水平相匹配，在保證列車運行速度、安全、舒適性的條件下，盡可能地擴大列車編組數量。犧牲舒適性擴大編組數量只能作為擴能的臨時措施。
2.2采用性能.為先進的制動機系統
客車技術較為發達的國家在客車上均裝備較為先進的電空制動機系統、在高速列車上又發展了計算機控制的電空制動機系統。美國在運輸小汽車的雙層平車專列上同祥裝用了電空制動機系統。
2. 3采用性能先進的級沖器
鐵路運輸較為發達的國家均很重視客貨車緩沖器的開發和運用。貨運方面，以美國、前蘇聯為代表，分別研制了不同形式、容量從35 kJ-12o kJ的多個AP種、型號的緩沖器，用于不同形式的貨運列車上。從20年代初，他們又研制成功并迅速投入運用了具有容量大、質量輕、檢修周期長的彈性膠泥緩沖器，為世界緩沖器技術的再發展奠定了技術基礎，客車方面，以美國、日本及歐洲國家為代表。他們對緩沖器的研究投入了很大的人力、物力，取得了國際上領先的位置，他們除對傳統的環簧、橡膠、液壓、液壓空氣緩沖器進行持久的性能改進外，還對緩沖器的結構形式、初壓力、阻抗力、行程、容量幾個主要參數之間及緩沖器與列車之間的參數匹配關系進行了調整，以達到列車的最佳縱向舒適度。為進一步提高列車的緩沖器性能。保證列車的連掛速度等技術要求，so年代初，以波蘭、法國為代表，又成功開發了具有大容量、低阻抗、質量輕、檢修周期長的彈性膠泥緩沖器，這種緩沖器由于具有其他傳統緩沖器不可比擬的高技術性能，迅速得到了推廣，在世界上十幾個國家得到應用，現在仍保持著強勁的發展勢頭，UIC標準已做出規定，參加國際聯運的歐洲國家的客車需要裝用彈性膠泥緩沖器。法國TGV高速列車為將機車與拖車的連掛速度由2. 6 km/h提高到已將傳統的緩沖器更換為彈性膠泥緩沖器。
2. 4編小車鈞連掛系統的縱向間隙
車鉤連掛系統的縱向間隙對列車的沖動起著相當大的作用。美國的有關技術資料稱其為間隙作用cslack action)。美國的研究結果為:采用無間隙的連掛裝置與采用普通車鉤的萬噸列車相比，在相同條件下，因間隙作用造成的縱向沖擊力可減少8釁(4 : 1)，加速度可減少9500(19，1)。前蘇聯對重載列車的研究結果為:在車鉤連掛裝置縱向間隙為40 mm -8D rnm時，列車車輛間全部縱向自由間隙為最大時的制動縱向沖擊力是全部自由間隙為零時制動縱向沖擊力的2倍~3倍。綜合以上2個國家的研究成果，我們可以得出結論:縮小車鉤連掛系統的縱向間隙是降低列車縱向沖動的最為有效的措施之一。
為提高客車的縱向舒適度，美國于1947年將H型密接式車鉤確定為客車的標準車鉤。歐洲尤其在德國于19世紀初即采用了密接式車鉤。歐洲國家采用的鏈子鉤加兩側緩沖餅的辦法也成功地解決了列車的間隙作用。法國的TGV高速列車采用密接式車鉤系統，其結構模式是無列車間隙作用的成功范例。
2， 5提高列車的操縱控制設備水平
為減少列車的縱向沖動，發達國家采用了計算機控制的列車操作系統。他們的具體做法是:首先對線路進行分析，找出列車需進行調速和沖動較為嚴重的地點，然后輸入列車控制計算機程序或司機操作規程。研究出最大限度地降低列車沖動的措施，結合列車控制系統使列車在整個運行區段縱向沖動維持在最低水平。
3我國解決提速客車縱向沖動問題的經驗介紹
我國在改善車輛特性方面重點作了兩大方面的工作，一是對鉤緩系統裝置進行了可能的改進和改型，二是對車輛制動系統裝置進行了改進。
3. 1鉤級裝t改進后的計算和試驗結果
(1)貨車13號小間隙車鉤研制成功并裝車運用考驗3年多來，運用狀態良好。無不良反映根據西南交通大學等單位的理論計算結果，對于列車。采用13號小間隙車鉤在牽引工況、常用制動工況、緊急制動工況、常用制動緩解工況下，最大車鉤力幅值相對于13號車鉤可減少$，0石--31.3，車輛最大加速度幅值減少。
（2〕客車用小間隙自動車鉤及大容量緩沖器研制成功并裝車運用考驗。根據西南交大等單位的理論計算結果，采用巧號小間隙車鉤和新型彈性膠泥緩沖器的20輛編組的提速列車，在牽引工況、常用制動工況、緊急制動工況、常用制動緩解工況下，最大車鉤力幅值相對于15號車鉤和Gl號緩沖器可減少37. %，車輛最大加速度幅值減少4%。目前，裝用小間隙車鉤的提速車(K21，F}22)已運行4個多月，從整列車的縱向沖動水平來看，優于同樣編組數量的非提速列車。經過檢查，車鉤運用狀態正常。
( 3 ) 2a0 krn，lh電動車組、180 kmlh內燃動車組用密接式車鉤緩沖裝置研制成功井投入運用。從列車運行的縱向加速度來看，列車基本沒沖動，縱向加速度要小于橫向加速度。
3.2新型制動機及電空制動技術的應用
Fg型空氣制動機及提速車上電空制動技術在部分提速車上成功應用。從試驗結果來看，采用Fa型空氣制動機及電空制動技術的列車，縱向沖動得到了較好的改善。
4關于車鉤磨耗加速的問題
柳州鐵路分局北京一南寧一同登K51&次提速客車共用不到80套車鉤。一年下來，磨耗到限的鉤舌達42個，其他路局也有類似的問題。鐵路檢修工廠也有同樣的反應，沈陽鐵路局沈陽客車廠1999年檢修車鉤報廢率高達10. 53，比1994年一1998年各年分別高出8.96%，8.46%，8.41腸，7. $5%，6.25寫。分析原因有以下2個方面。
4. 1 G 1號級沖器性能較差
我國的提速車普遍采用了G1號緩沖器，該緩沖器初壓力、阻抗力太高，吸收率太小，除造成列車的頻繁沖動外還使車鉤平均力提高，因此，造成車鉤磨耗加劇。在四方機車車輛廠為南昌鐵路局研制的兩動四拖內徽動車組上，裝用了15號小間隙車鉤和G1號緩沖器，同樣造成了車鉤的異常磨耗，在更換車鉤時發現.2列動車組所用的20套緩沖器中，沒有一套緩沖器起緩沖作用。
4. 2列車遙度提離通成車鉤間的相對運動加劇(見表1)
由表1可以看出，在車輛的運行速度由70 krnlh提高到1$0 krn/h的過程中，車輛的點頭振動加速度，主頻率，車體的端部垂向加速度(即浮沉運動加速度)、垂向加速度主頻率、垂向位移都有明顯的增加，甚至增加幾倍。提速客車的車鉤安裝形式又造成車鉤隨車體同步運動。表中的參數是針對一個車的，對于編組成列的車輛，經過我們隨車檢查發現，相鄰兩車的振動多數情況是相位相反，也就是說，相鄰的車輛的車鉤運動基本是反方向，這樣，列車速度提高后，車鉤的接觸面的摩擦運動有了較大幅度的增加提速后，車輛的牽引力雖有一定程度的增加，但摩擦副的接觸壓力增加、運動速度加快，摩擦頻率增加必然造成車鉤的磨耗加劇。
5解決問越的建議
（1)建議盡快在提速客車上推廣客車小間隙自動車鉤和大容量緩沖器系統，建議小間隙車鉤和大容量緩沖器的基本技術參數如下:
車鉤:整體強度不小于1 800 kN，車鉤的綜合縱向間隙不大于5 mrn。
緩沖器:初壓力不大于20 k-30 kN，阻抗力不大于50 kIV，行程不大于73 mm，容量不小于25 kJ，吸收率不小于80%
L IC28建議新造客車采用的靜動特性不同的彈性膠泥緩沖器的參數如下:
緩沖餅的初壓力為4 kN+7IC528未做規定，查歐洲國家有關資料所得)，允許車輛連掛的沖擊速度不小于10 krn/h，阻抗力不小于750 kN，在達到緩沖餅最大行程以前要求容量不小于25 kJ，吸收率不小于80。
在技術、經濟合理的條件下，我們認為，應盡最大努力提高緩沖器容量，這有利于車輛除運行外的各種事故保護。
（2)盡快推廣F8型制動機和電空制動系統。
（3)提高列車控制操作的硬件水平，盡可能實現列車控制計算機化和程序化。
關鍵詞：STM32F103，數據采集，數據通信
仿真駕駛模擬器是機械、電子及計算機技術為一體的復雜系統，該系統由駕駛室與電動伺服裝置組成的仿真駕駛單元，計算機、投影機和環形幕組成顯示單元及駕駛數據采集模塊單元組成。仿真駕駛模擬器除可進行模擬駕駛訓練外，還具有汽車駕駛技能形成性評價、個性化培訓計劃、交通事故經典案例教學、駕駛案例性測評等的汽車駕駛應用培訓教學。論文格式。論文格式。其中數據采集單元實時采集仿真駕駛室內的各操縱機構狀態，并將采集到的數據經串口傳送到上位機，上位機通過汽車動力學模型及當前路況信息計算出當前速度、加速度、方向、位置等信息作為計算機實時生成圖象和控制電動伺服缸動作依據，同時依據采集到的數據完成對駕駛行為過程回放、行為分析、技能等綜合評估。
1數據采集系統總體設計
如圖1所示，數據采集系統主要由各檢測模塊及檢測電路、單片機、采集芯片、通信接口和上位機組成。其中采集芯片是系統的核心部件，采用ARM核心的STM32F103芯片，采集芯片控制系統的變速器、轉向盤、加速踏板及各種開關等的位置狀態，包括對數據進行采集、存取、時間參數設置與主機通信等。時鐘信號也是由采集芯片產生，定時對采集芯片機產生復位信號，使主單片機完成一次數據采集，然后又進入休眠狀態。其中轉向裝置采用光電編碼器和現場可編程邏輯正列（FPEG）組成數字式傳感器，通過RS232與STM32通信。
數據采集系統在工作時，對模擬數據首先要通過放大器對信號進行處理后傳送到STM32F103的ADC模塊轉化為數字信號，對開關量和數字傳感器信號通過I/O或通信接口傳送到STM32F103，最后采集來的信號按照一定的通信協議發送到上位機處理。
圖1 汽車模擬器數據采集系統總體設計
2 硬件設計
仿真駕駛室內的需要檢測各種模擬裝置的信號。這些狀態根據采用的傳感器可分為三類：數字量、模擬量和開關量。
2.1 模擬量的采集
加速踏板、離合器踏板和行車制動踏板（三踏板）的踏板行程分別反映供油量大小、離合器結合程度及制動力大小，所以傳感器應采集出的是連續變化的量，即是模擬量。模擬量的采集要去抗干擾能力強，在設計中選擇了線性位移傳感器與三踏板的機械連接組成。線性位移傳感器的阻值變化特性為直線型，能夠準確反映三踏板行程的大小。
STM32 核心為CORTEX-M3，內部集成了2個1Msps12bit的獨立ADC，2個ADC前端由兩個多路切換器組成16路的模擬輸入通道，并將每個模擬輸入通道的結果存入對應的16個A/D轉換數據寄存器（ADDR）中。并且內部高達 72MHZ的主頻，高達1.25DMIPS/MHZ的處理速度，ADC最高速采樣的時候需要1.5+12.5個ADC周期，高速的DMA傳輸功能，靈活強大的4個TIMER等。加速踏板、離合器踏板和行車制動踏板模擬信號經多路模擬開關和信號調理電路經相應的控制電路與ADC0、ADC1和ADC2三個模擬通道相連，完成對信號的采樣與轉換。
2.2 開關量采集
模擬的操作有大量的開關量信號。組合開關、點火開關等采用EQ153型實車開關來實現仿真駕駛的開關操作功能，在實車開關上都有微動開關，主芯片可通過光電隔離器與微動開關相連，提取開關量，并轉換為標準邏輯電平進行處理。變速器采集模塊采用兩個PCB電路板構成變速器模擬裝置，一個PCB電路板裝有4對發光二極管和光敏三極管，一對放光二極管和光敏三極管構成一路采集，固定于變速器外殼內與機械結合采集檔位桿操作動作，變速器采集模塊與主控板I/O采集接口連接，當有檔位使能動作時，主控單片機要實時采集到變速器的使能動作。手制動采集模塊選用行程開關模擬，采集手制動動作，行程開關安裝于手制動控制桿底側，手制動采集模塊接線端子與主控板I/O接口連接，主控板能實時采集到手制動操作使能。
2.3轉向盤關電編碼設計
轉向盤度采集模塊采集轉向盤的旋轉的角度、方向。考慮在實際駕駛中轉向盤要求有一定的間隙，在采集時，采集精度要低，所以選用了以光電編碼為原理的碼盤檢測機構與轉向盤的轉向立柱連接用于模擬轉向裝置，光電編碼為750個脈沖/圈，將轉向盤的角位移轉換為電脈沖輸出。光電編碼單獨采用現場可編程邏輯陣列(FPGA)數據處理，FPGA不僅具有高精度的同步傳輸能力，而且具有速度高、體積小、抗干擾能力強的優點。如圖2所示，由光電編碼器輸出的A相、B相和Z相脈沖信號經光電耦合器抑制傳輸過程中的高頻噪聲信號后送入FPGA處理器，在FPGA中按照倍頻和鑒別方向設置等進行計數處理，得到實時脈沖數，最后通過RS232與采集芯片通信，并傳輸到主控芯片STM32F103。
圖2 轉向盤光電編碼硬件設計
2.3 與主機的通信接口
由于數據采集單元與上位機的主控室距離較長，所以采用傳輸距離可達1000多米，傳輸速率10Mbs的RS485總線通信標準。通信接口芯片采用Sipex公司的SP3075E芯片，接口設計如圖3所示。論文格式。
圖3 通信接口連接圖
3軟件設計
模擬器數據采集系統在數據采集過程中，應完成多路模擬信號的采集和轉換，在上位機指令下將采集到的數據按一定的通信協議向上位機發送，并根據上位機下傳的各種輸出信號直行相應的操作并開始下一次數據采集，將采集的數據儲存在采集系統的存儲器中，等待上位機的上傳指令。按照采集任務，主程序可分為多路AD轉換模塊、RS485通信模塊和中斷服務程序模塊，軟件流程圖如圖4所示。
圖4 主程序流程圖
3.1 AD信號采集程序片段及注釋
ADC1->CR2.B.ADON = 1; //開啟ADC
ADC1->SMPR1.W= 0; //設置每個通道的采樣時間
ADC1->SQR1.W= 0; //設置序列轉換長度和通道
ADC1->CR1.B.SCAN= 1; //掃描模式開啟
ADC1->SQR1.B.L= 5; //轉換長度為6
ADC1->CR2.B.DMA= 1; //使用DMA
ADC1->CR2.B.EXTTRIG= 1; //使用外部觸發信號
ADC1->CR2.B.CAL= 1; //開始ADC校準
3.2通信接口程序片段及注釋
與上位機的通信模塊使用了兩個中斷，分別用于接收和發送中斷。通信模塊中還需設置破特率BRR。
USART1->BRR.W= UARTclk/Bud; //設置波特率
USART1->CR1.B.UE= 1; //使能UART1模塊
USART1->CR1.B.TE= 1; //使能UART1模塊發送功能
USART1->CR1.B.RE= 1; //使能UART1模塊接收功以
USART1->CR3.B.DMAT= 1; //發送使用DMA方式
USART1->CR1.B.TCIE= 0; //禁止UART1模塊發送完成中斷
USART1->CR1.B.RXNEIE= 1; //使能UART1模塊接收中斷
NVIC->ISER2.B.UART1= 1; //使能UART1的中斷
NVIC->ISER1.B.DMA1_CH4= 1; //使能DMA結束中斷
4 結束語
本文闡述了汽車仿真駕駛模擬器數據采集系統的設計，經實踐表明，STM32主控芯片具有強大的數據運算和處理能力，保證了汽車仿真模擬駕駛器數據采集系統能夠以高精度和高準確度工作，完成對模擬器數據的采集。
參考文獻：
[1]孫洪波等.TMS320C5000系列DSP系統設計與開發實例[M].北京:電子工業出版社,2004.
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[3]張志勇.數據采集系統硬件設計與實現[J].應用能源技術,2009,10:36-38.
【關鍵詞】主動安全系統；液壓執行器；原理；性能
執行器基本上可以分為三類：（1）液壓執行器：比如方向機；（2）氣壓執行器：比如打車的制動氣室；（3）電動執行器：比如玻璃升降器；汽車上的安全系統所使用的主要是液壓執行器，其主要的安裝部位在怠速馬達、噴油嘴、各種電磁閥、節氣門體、汽油泵、點火線圈、凸輪軸正時調節閥、電磁離合器等。
一、汽車主動安全系統中的幾種關鍵技術
汽車安全包括主動安全和被動安全，主動系統的功能主要是預測和避免危害的發生。隨著電子技術和計算機技術的發展，新型的安全系統產生了，比如有防抱死制動系統ABS、制動輔助系統BAS、驅動防滑裝置ASR、電子制動輔助系統EBA、電子穩定程序ESP等，廣泛的技術主要有以下幾種：（1）傳感器技術：在汽車行駛中，傳感器對溫度、壓力、位置、轉速、加速度、振動以及路面環境信息進行實時、準確的測量和控制，根據所得的數據傳給汽車安全系統的計算機。（2）機器視覺技術：它在汽車安全系統計算機的智能識別發面用途比較廣泛。（3）計算機綜合控制技術：電子控制單元是汽車安全系統的核心部件，處理傳感器輸入的各種信號，并驅動執行機構。（4）車載通信技術：車載通信也可稱為信息傳遞技術，是以計算機和通信技術為核心的新技術，主要在汽車的安全系統中應用。
二、汽車主動安全系統中主要的執行機構的原理和性能
（1）ABS液壓執行器：它是所有執行器中最完善的系統，功能也是最全的。主要的結構組成是由2個柱塞泵、2個低壓蓄能器、2個阻尼器、4個高速開關閥閥組組成，外形尺寸在100咖×100mm×50mm以內。它的工作原理用簡要的語言概括為：ABS通過對電磁線圈施加控制信號，控制信號進一步來控制減壓閥會讓增壓閥通斷，來完成整套體系增壓、保壓和減壓的防抱死制動的過程。（2）TCS液壓執行器：它主要的功能是用作潛力控制系統，是在ABS基礎上發展起來的一種新型的主動安全系統。作用是防止汽車在開動、加速、減速中驅動輪過度滑轉，不但能起到穩定滑輪的作用，還能在汽車突然加速時提高汽車的加速時間。（3）ESP液壓執行器：ESP液壓執行器是在汽車制動防抱系統和牽引力系統的基礎上加入了主動橫擺控制系統構成的，主要起到的作用是在汽車行駛的過程中加強安全性和穩定性的系統。（4）4WS系統中關鍵的液壓執行器：汽車的4WS系統是用于對轉向輪的控制，也就是后輪，減少汽車在高速時操縱穩定性和減小低速時的轉彎半徑，從而提高汽車在行駛中的安全性。其中的液壓執行器是后輪轉向液壓系統，在駕駛員轉動方向盤時，產生的轉向液壓油被傳輸到控制后輪轉向的控制網上，根據相應的數據算出控制閥心的動作。在汽車停車時工作原理也相同，油泵不產生油壓，后輪就不轉向。
三、汽車主動安全控制系統液壓執行器的建模與分析
（1）建立ABS液壓制動系統的模型，因為ABS主要是對動態系統的響應，所以要構建液壓系統軟件平臺，對其數據進行有效快速的處理。（2）根據液壓執行器中關鍵電磁閥結構，仔細計算出所得數據，根據結果總結出電磁閥的電磁力特征。另外，通過對阻尼器和相關管路的流場有限元的計算，總結出各個液壓管路對工作系統的作用和其特性。（3）建立15自由度的整車動力學模型的綜合仿真模型。讓它與主動控制算法相聯系進行模擬仿真，根據所得數據，得出對液壓執行器所要應用的目標車型進行液壓執行器參數匹配分析。
四、汽車主動系統中執行器的發展前景
隨著科學技術的發展，我國的汽車相關的技術也逐步國際化，其中液壓執行器的發展也相對以前有了很大的提高，但是與國際水平相比，還有一段距離。目前汽車上采用的先進的EPS系統影響十分深遠，據有關人員的研究表明未來的EPS系統還將與4WS、AS等主動安全系統結合使用，對整車的系統進行綜合的調節和控制。我國對汽車行業的發展越來越關注，政府積極鼓勵研究人員去其他的國家學習和參考，借鑒一些先進的技術，然后根據我國汽車行業的實際需要合理的把技術引進到中國。
參考資料
[1]王旭東．汽車執行器與驅動控制[J]．北京：機械工業出版社，2010（5）
[2]祁雪樂．ABS液壓制動系統動態特性的研究和綜合仿真匹配平臺
【關鍵詞】 CIR KLWD LBJ
一、下面介紹一下該系統構成以及實現的主要功能
1、系統構成。系統由數據采集編碼、LBJ電臺、道口報警設備、施工防護報警設備、列車接近預警器、旅客列車尾部安全防護裝置和便攜式測試臺、數據管理器、出入庫檢測設備等組成。
2、系統所實現的主要功能。（1）LBJ可以查詢KLW的列車尾部風壓和控制KLW排風制動。（2）LBJ可以接收和發送有提示音的列車防護報警信息。（3）LBJ可以接收有提示音的道口事故報警和施工報警信息。（4）LBJ可以發送列車接近預警信息。（5）預警器可以接收有提示音的列車接近預警信息。（6）道口預警設備可以接收有提示音的列車接近預警信息和發送道口事故報警信息。（7）施工保護報警設備可以接收有提示音的列車接近預警信息和發送施工報警信息。
二、分析系統主要工作過程
1、啟動列車防護報警：按下MMI上的報警按鍵，LBJ每5～10S隨機連續發送5幀列車防護報警信息并記錄的CIR中，同時揚聲器發出提示音，鄰近列車也會接收到報警信息并記錄下來，每5S發出一次提示音。按下確認鍵方可停止播放提示音。
2、解除列車防護報警：再次按下MMI上的報警鍵并恢復為守候接收狀態，解除報警時，LBJ連續發送5幀列車報警解除信息并進行記錄，MMI的狀態指示燈持續閃亮5S后轉為長亮，揚聲器發出5S提示音后停止。
3、啟動和解除道口報警：按下道口報警設備的報警按鍵，道口報警設備每5～10S機連續發送6幀道口事故報警信息并記錄下來。鄰近列車同樣會接收到報警信息并進行記錄，每5S發一次提示音。 再次按下道口報警按鍵解除報警，發送道口事故報警解除信息，鄰近列車接收和記錄報警解除信息，發出提示音后恢復守候接收狀態。
4、啟動和解除施工防護報警：按下施工報警設備的報警按鍵，施工報警設備每5～10S機連續發送6幀施工事故報警信息并記錄下來。鄰近列車同樣會接收到報警信息并進行記錄，每5S發一次提示音。再次按下施工報警按鍵解除報警，發送施工事故報警解除信息，鄰近列車接收和記錄報警解除信息，發出提示音后恢復守候接收狀態。
5、列車信息傳送：（1）建立列尾連接關系：在MMI上輸入KLW ID并按下確認按鍵，LBJ向KLW發送輸號命令信息，KLW對輸號命令信息包含的KLWID進行判斷與本機一致則向LBJ返回應答信息，雙方建立列尾連接關系。（2）風壓查詢：每隔120-130秒自動 更新風壓，顯示風壓值。注意：LED顯示當前風壓 如果5分鐘未收到 風壓反饋信息 系統進入連接 中斷狀態。（3）排風制動：按排風鍵，LED顯示PF。（4）風壓異常提示：KLW 向 LBJ 發 送 風 壓 異 常 信 息 揚聲器發出提示音，XXXX機車注意 風壓XXX 顯示風壓 LED顯示風壓：按“確認”鍵應答，終止信息發送。（5）壓欠壓提示：KLW 向 LBJ 發 送 風 壓 異 常 信 息 揚聲器發出提示音，XXXX機車 列尾裝置電壓不足 dy 風壓，LED顯示按“確認”鍵應答，終止信息發送。（6）解除列尾連接關系：輸入六個0并按下確認鍵，LBJ向KLW發送消號命令信息，如信息一致，消號成功。
三、該系統在濟南鐵路局的運用和日常維護情況
目前在濟南鐵路局所管轄的線路上，LBJ設備以正式使用。LBJ設備是機車綜合無線通信設備（以下簡稱CIR）的組成部分，標準型CIR在主機B子架內裝設LBJ設備單元，小型化CIR的主機通過電纜連接外置LBJ設備主機。濟南鐵路局動車組、和諧電型電力機車配置標準型CIR，內置LBJ單元。列尾裝置由固定在機車司機室的司機控制盒和安裝在列車尾部的列尾主機組成。列尾主機使用前由列尾檢測人員、司機控制盒在機車出庫前由電務部門按機車無線列調的有關規定進行檢測，合格后方可投入使用。列尾主機的安裝與摘解由濟南鐵路局車務段人員負責；制動軟管連接，有列檢作業的列車，由列檢人員負責；無列檢人員作業的列車；由車務人員負責。LBJ設備由濟南通信段人員負責；機務段乘務員要正確使用連接方法，才能順利安全的完成出乘任務。
參 考 文 獻
[1] 《濟南鐵路局列車防護報警設備運用及維護管理細則》
[2] 《鐵路無線通信崗位作業指導及技術手冊》
關鍵詞：城軌車；牽引系統；牽引特性設計方法；部件選型
中圖分類號：U224 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）08-0099-03
1 概述
一般來說城軌車輛系統包括六大子系統技術。這六大子系統技術分別是：牽引系統集成技術、制動系統技術、網絡控制系統技術、旅客信息系統技術和車輛走行系統技術。這些子系統既相互獨立又互相關聯，在這些系統技術中，牽引傳動系統是城市軌道交通車輛的核心技術、是保證車輛能在一定速度等級下平穩運行的關鍵部分，也是其他系統技術發揮性能的有力保障。牽引系統性能的優劣關系到列車性能是否滿足客戶及實際線路的要求。本文結合某城市城軌車牽引系統的設計研究，介紹了城軌車輛的電傳動系統特性設計方法，分析了牽引設備的選型原則。
目前，我國的軌道交通供電系統采用的供電制式有兩種，直流750V和直流1500V，由于供電制式的不同，其牽引系統的設計也不盡相同，本文重點以直流1500V供電的B2型4動2拖6輛編組的城軌車牽引系統為例進行說明。
2 車輛概述
列車的基本配置為6輛車編組，整列車采用4動2拖的動力編組型式：=Tc*Mp*M*M*Mp*Tc=（其中：Tc：有司機室的拖車，M：無司機室的動車，Mp：無司機室帶受電弓的動車）。列車由兩個牽引單元組成，每個牽引單元由1輛拖車和2輛動車組成，列車編組示意圖見圖1-1所示。Tc車、Mp車和M車組成一個動力單元；另一個動力單元與之完全對稱。列車編組如圖1所示。
圖1 列車編組示意圖
2.1 車輛基本技術條件
本文研究的列車為四動兩拖的車輛編組形式，每輛動車有兩個動力轉向架，每個動力轉向架安裝一根動軸，列車在超員AW3情況下總質量為326t、超員AW2情況下的總重量為290t、自重AW0情況下的總重量為202t；列車新輪輪徑為840mm、半磨耗輪徑為805mm（用于性能計算）、全磨耗輪徑為770mm。
2.2 列車的動力性能
列車在超員AW2情況下，在平直干燥軌道上，車輪為半磨耗狀態，額定供電電壓DC1500V時，最高運行速度為80km/h，設計速度為90km/h，牽引平均加速度為：
列車從0加速到40km/h：≥1.0m/s2；
列車從0加速到80km/h：≥0.6m/s2。
列車在超員AW2情況下，在平直干燥軌道上，車輪為半磨耗狀態，額定供電電壓DC1500V時，制動平均減速度為：
常用制動：≥1.1m/s2；
快速制動：≥1.2m/s2。
緊急制動平均減速度：≥1.2m/s2。
2.3 列車的阻力性能
列車阻力分為基本阻力和附加阻力，基本阻力為列車在平直道上牽引運行時的阻力，附加阻力為列車在坡道上、曲線上、隧道里及起動時所增加的阻力。
列車運行基本阻力經驗公式：
（1）
式中：
M——列車總質量
v——列車速度
坡道阻力：列車運行基本阻力+由列車重力產生的沿坡道斜面分力。
3 電氣牽引系統特性設計
牽引/電制動特性是列車電傳動系統的基本特性，牽引傳動系統的總體設計思路是以列車的總體技術性能指標為依據，計算牽引系統各設備的容量，根據質量性能指標對所計算出的設備容量進行修改。設計流程如圖2所示。
圖2 牽引系統設計流程圖
3.1 牽引特性
根據列車牽引理論，列車的牽引力為：
（2）
其中，，v為列車車速，y為回轉質量系數通常取1.05，i0為齒輪傳動比，η為傳動效率，R為動輪直徑。
根據列車的啟動加速度的要求，在實際的牽引系統設計過程中，先由經驗值確定出齒輪傳動比代入式（2）可以求出列車的最小啟動牽引力，進而可以去定出列車的輪周牽引功率、電機的總輸出功率及電機轉矩。
整車輪周功率Pt為：
（3）
牽引電機總輸出功率P（含整車全部電機的總功率）為：
（4）
牽引電機總輸出轉矩Tt為：
（5）
r為驅動輪滾動半徑。
圖3 列車的牽引制動特性曲線圖
列車在超員載重AW2，車輪為半磨耗狀態，額定供電電壓DC1500V情況下的牽引特性如圖3，圖中分別給出了在平直干燥軌道上全動力時、喪失四分之一動力時、喪失二分之一動力時、喪失四分之三動力的牽引力曲線及平直干燥軌道上阻力和35‰坡道上阻力曲線。
3.2 制動特性
列車在超員載重AW2，車輪為半磨耗狀態，額定供電電壓DC1500V情況下的制動特性如圖3，圖中分別給出了在平直干燥軌道上全制動力時、喪失四分之一制動力時、喪失二分之一制動力時、喪失四分之三制動力時的電制動曲線。
4 牽引傳動系統組成及選型原則
4.1 牽引系統構成
城軌列車牽引系統包括的主要電氣部件有高速斷路器、熔斷器、線路接觸器、逆變器、牽引電機、制動電阻、齒輪箱及聯軸節、接地裝置等設備。圖4為牽引主電路的原理圖。
圖4 牽引主電路的原理圖
4.2 選型原則
牽引電傳動系統需要滿足車輛動力性能、故障運行/救援能力及實現預期的旅行速度等，并考慮系統各參數匹配和滿足地鐵車輛特殊的運行工況（運行站距短、啟，制動頻繁且啟/制動加/減速度大）及電氣性能要求（啟/制動力距大、啟/制動峰值功率大以及導致的直流供電電壓變化范圍大）。
電傳動系統部件的容量，主要根據列車的動力性能要求，考慮列車的沖擊極限和參數匹配以及輪軌粘著的允許，并通過對典型區間、目標線路進行牽引和故障運行能力核算等進行。
直流側開關電器部件選型時額定工作電壓和額定發熱電流是其兩個關鍵參數。由于城軌列車快起快停的特性，電氣部件大部分為周期性間斷工作制。不管是直流側電氣部件還是牽引電機都有可能存在短時間過載工作的情況，流過部件的瞬時功率或瞬時電流已不能完全作為電氣參數選型原則。實踐證明按照列車額定牽引功率1.3-1.8倍的牽引功率選型依據能保證列車安全可靠地運行。
牽引電機選型的關鍵參數是額定工作電壓、額定功率是。
牽引電機額定功率為：
（6）
式中：
Nm——整車電機數量
Pn——單臺電機的額定功率。
Pn再擴大1.3-1.8倍即可得到單臺電機的額定功率。
牽引逆變器所需輸入功率P1為：
（7）
式中，P0為牽引逆變器所需輸出功率，即為電機所需輸入功率；η1為牽引逆變器的效率。
5 結語
電氣牽引系統是城軌車輛上的關鍵核心系統，本文以某城市城軌列車牽引系統設計為例，介紹了城軌車輛的電傳動系統特性設計方法，分析了牽引設備的選型原則，為以后的電氣牽引系統提供了參考方法。
參考文獻
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【關鍵詞】汽車制動試驗臺;檢測;硬件電路
1.滾筒反力式汽車制動試驗臺檢測系統的組成
制動試驗臺檢測系統由傳感器及信號調理電路、單片機、檢測指示裝置等組成。檢測開始前，稱重傳感器把軸重數據采集送到單片機，并在指示裝置顯示，以確定是否可以開始檢測；檢測時，傳感器把采集到的信號通過放大調理電路進行處理，通過A/D 轉換送到單片機，單片機根據采集到得信號控制電動機的啟動與停止。
2.滾筒反力式汽車制動試驗臺檢測系統硬件電路選擇
2.1單片機的選擇
根據檢測功能的要求，單片機系統完成信號檢測、數據處理、數據輸出、自動檢測等功能。AT89C52是美國ATMEL公司生產的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內含有8K字節的可反復擦寫的只讀程序存儲器(EPROM)和256字節的隨機存取數據存儲器（RAM)，器件采用ATMEL公司的高精度、非易失性存儲技術生產，功能強大的AT89C52單片機適合許多較為復雜的控制應用場合
2.2傳感器選擇
本系統主要傳感器有汽車軸重傳感器、制動力傳感器、車輪轉速傳感器等。為了防止信號間相互干擾，各個信號模擬地地線單獨連接，最后在機箱匯合。
2.2.1汽車軸重、制動力傳感器的選擇
滾筒式制動試驗臺使用的軸重、制動力傳感器主要類型有電位計式、差動變壓器式、自整角電極式和電阻應變式。本設計制動試驗臺選用的軸重傳感器、制動力傳感器均為電阻應變式壓力傳感器，為適應制動試驗臺在潮濕多塵的環境下運轉，傳感器做成密封式，因而具有良好的防潮、防腐蝕性能。
本系統選用的軸重傳感器為HT-305剪切懸臂梁式測力稱重傳感器。懸臂梁式傳感器為一端固定。一端加載的懸臂梁式結構。具有外形高度低，結構強度高，防塵密封性能好，量程范圍廣，精度高，性能穩定可靠，抗偏、抗側向能力強，安裝使用方便的特點。系統選用的測量值動力傳感器為MCL-S系列S式拉壓式力傳感器。其測量范圍廣，抗偏載能力強，精度高，低溫漂，尤其適用于一些精度高的工業測量系統。
2.2.2軸重、制動力傳感器的傳輸調理
在汽車制動力檢測中，檢測精度受到諸多因素的影響，其中壓力傳感器信號的變送與遠距離的傳輸處理是影響信號精確度的重要因素之一，為使信號在傳輸過程中具有較強的抗干擾能力，以保證信號的準確性，一般要對傳感器信號進行轉換處理。
（1）電壓/電流(V/I)轉換。
由AD693構成的調理模塊，壓力傳感器信號由腳+SIG和腳-SIG輸入，經G1緩沖后由G2和G3構成內部閉環放大，G3的輸出信號送到V/I變換器轉換成相應的電流信號輸出。
（2）I/V轉換及隔離放大。
傳感調理模塊輸出的0mA~20mA 的電流信號需經電流-電壓轉換和比例調節才能輸送到A/D轉換器。本系統采用AD202隔離放大器作為電流-電壓隔離轉換電路。
（3）傳感器A/D轉換電路。
試驗臺需要通過傳感器采集數據，把非電量信號轉換成模擬信號，為了不失真的反映出制動力的變化，制動試驗臺采用逐次逼近式A/D轉換器，根據測量精度的要求，選用了ADC574轉換器。
2.3車輪轉速傳感器
轉速傳感器的選擇:
車輪轉速的測量方法為：電動機帶動滾筒旋轉，傳感器和滾筒軸連在一起，滾筒把轉速傳給傳感器，傳感器再把輸出信號傳遞給單片機，常用的測速傳感器有三種，一種是測速發電機，一種是光電轉速傳感器，另一種是磁脈沖傳感器。本設計選用光電式傳感器。
2.4車輛到位傳感器
車輛到位傳感器采用光電式接近開關，本制動試驗臺采用兩對對射式光電開關的布置形式。當車輛駛入制動試驗臺時，只有當車輪把兩對光電開關的光線都擋住時，系統才確定車輛已到位，只擋住其中一個光電開光的光線或都沒被擋住時，則認為沒有到位，檢測程序將不繼續執行下去。車輛到位及未到位示意圖如圖2-1和2-2所示。
圖2-1 車輪到位示意圖
圖2-2 車輪未到位示意圖
2.5制動踏板位置傳感器
制動踏板傳感器為開關型傳感器，安裝制動踏板上。在制動測試過程中，駕駛員通過套裝在汽車制動踏板上的踏板傳感器向試驗臺指示開始制動的信號，記錄制動的時間。
圖2-3 制動踏板信號、到位信號接口
2.6鍵盤和顯示器接口電路
在一些智能化儀表中，人機接口通常是LED顯示器和小型鍵盤。為了減少芯片數量，本系統選用8279芯片作為鍵盤輸入接口和字符顯示輸出接口。圖2-4為8位顯示器、2×8鍵盤和8279的接口電路。
圖2-4 鍵盤/顯示器和8279接口電路
2.7繼電器接口電路
在檢測系統中，經常需要用單片機控制各種各樣的高壓、大電流負載，這些大功率負載如電動機、電磁鐵、繼電器等，顯然不能用單片機的I/O線來直接驅動，而必須經過單片機的功率接口來驅動。此外，為了隔離和抗干擾，有時需加接光電耦合器。
2.8電源模塊
穩壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路組成。設計中用到+5V，+15V電源，集成三端穩壓芯片LM7805、7815具有比較高的精確度，加上電容的濾波，對電路可以提供比較穩定的電壓。
3.滾筒反力式制動試驗臺控制系統軟件設計
軟件系統既要保證整個系統的功能的實現，又要保證實現的準確性。軟件程序的主要功能分為鍵盤顯示模塊、A/D轉換及數據處理模塊等。
3.1單片機并行口擴展
本系統單片機采用8155做I/O口擴展，8155有256字節RAM、2個8位并行口、1個6位并行口、1個14位定時器，是單片機應用中的常用的器件。使用8155的定時器/計數器作為方波發生器，T0輸出方波，頻率是T1輸入時鐘的二十四分頻，PA和PB為輸出口，PC為輸入口。
3.2鍵盤顯示模塊
8279可編程鍵盤顯示器接口芯片DB0～DB7：雙向數據總線，用來傳送8279與CPU之間的數據和命令。SL0~SL3 掃描輸出線接在3~8線譯碼74LS138輸入端，輸出經8位驅動電路后，每位同時驅動2位七段數碼管。因此該電路可同時驅動8路七段十進制數碼管。
4.總結
制動試驗臺檢測系統由傳感器及信號調理電路、單片機、繼電器控制柜、檢測指示裝置等部分組成。本文主要針對汽車制動試驗臺的功能，設計了檢測系統的硬件電路。包括汽車軸重傳感器、制動力傳感器、車輪轉速傳感器的調理電路，電機控制和指示燈箱的開關電路硬件電路。軟件系統既要保證整個系統的功能的實現，又要保證實現的準確性。
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論文摘要：簡介了世界鐵路重載運輸的發展趨勢和我國第一條重載鐵路——大秦線的概況。結合大秦線的具體特點，從機務設備、車輛、通信信號、站場及裝卸車點、工務設備、供電系統和安全保障措施等7個方面，介紹了大秦線開行重載列車的新技術。
重載鐵路運輸因其運能大、效率高、運輸成本低而受到世界各國鐵路的廣泛重視，得到迅速發展。20世紀8O年代以后，由于新材料、新工藝、電力電子、計算機控制和信息技術等現代高新技術在鐵路的廣泛應用，機車、車輛、機車無線同步操縱與電空制動以及線路等方面的技術及裝備水平不斷發展，重載列車的牽引重量也有很大提高。目前，國外重載列車牽引重量一般為1～3萬t。我國在大秦線已開行2萬t列車，列車編組為210輛C80型貨車。大秦線途經山西、河北、北京、天津四省市，全長653km，是我國第一條開行重載列車的雙線自動閉塞電氣化鐵路運煤專線，成為我國北路煤炭運輸的重要通道。大秦線與京承、京秦、津山、遷曹等多條干線接軌，地形復雜、山區多、隧道長、站間距離大，重車線最大上坡道為4‰，最大下坡道為l2‰。(化稍營至涿鹿、延慶至茶塢2段為長大下坡道)，最小曲線半徑為400m，共設有23個車站。2004年、2005年、2006年大秦線相繼進行了接觸網和站場的2億t擴能改造施工。改造后大秦線有11個車站到發線有效長為2800m，可接發2萬t列車，有3個車站到發線有效長為1700m，可接發1萬t列車。目前，大秦線全部開行1萬t和2萬t列車，在開行重載列車技術方面進行了大膽探索，取得了成功的經驗。
1機務設備
1．1機車 采用大功率機車，軸重為23t／25t。機車裝設：2000監控裝置、無線通信平臺(車機聯控)、400K+400M電臺(用于機車之間聯系)、列尾控制盒、LOCOTROL控制設備(開行組合列車)及配套設備(800MHz電臺、OCU設備、CCB2制動機等)、E級鋼車鉤及尾框、大容量膠泥緩沖器、自動過分相裝置等。單元機車采用雙機重聯。
1．2機務段 整備場改造為具備整備雙機的能力，檢查坑長為80m。配設重載機車設備的各種檢測設備及維修基地。制定各種重載列車的操縱辦法及編制操縱示意圖。制定重載列車的安全救援預案，建立重載乘務人員培訓基地。
2車輛
2．1采用新型車輛 采用新型軸重25t的鋁合金、全鋼C80型及部分C76型專用敞車，C70通用敞車逐步替代C63A型車輛。重載車輛的技術性能如下：軸重為25t(包括(C76、C80型車輛)，載重75—80t；車體采用鋁合金、不銹鋼和耐候鋼等材料；鉤緩裝置裝用16、17號E級鋼車鉤(最小破壞強度3500kN)，在c。型車組內裝用牽引桿裝置；在制動裝置中，重載車輛空氣制動機以120型閥為主，C80型車輛裝用120—1型閥；空重車自動調整裝置以KZW一4型為主；轉向架均采用交叉支撐裝置或搖動臺擺式機構，部分轉向架還應用了副構架結構。
2．2完善車輛系統信息化應用管理 完善車輛系統信息化應用管理，充分發揮鐵路信息化工作準確、及時、全面、有效的作用。于2002年下半年開始陸續建立了鐵路貨車信息技術管理系統(HMIS)和車號自動識別系統(AEI)，以及包括紅外線軸溫探測加裝車號智能跟蹤系統(THDS)、貨車動態故障圖像檢測系統(TFDS)、貨車滾動軸承早期故障軌邊聲學診斷系統(TADS)、車輛運行地面安全監測系統(TPDS)、車輛輪對故障和尺寸動態檢測系統(TWDS)的安全預警防范系統(5T系統)。
3通信信號
3．1通信系統 大秦線的線路有一部分在山區，線路和自然條件不利于無線信號的傳播，對車機聯控和機車無線同步操縱影響較大。在研制GSM—R網絡設備的基礎上，采用同步操縱技術(Locotro1)，通過800MHz傳輸設備與車機聯控系統、機車無線同步操縱技術相結合，解決了大秦線在山區和“隧道群”開行重載列車的通信問題。實現了機車同步操控，加強和完善了GSM—R無線雙網系統。
3．2信號系統 區間自動閉塞為集中控制四顯示制式；采用ZPW一2000A無絕緣軌道電路；采用計算機聯鎖；道岔轉轍機采用電液轉轍機；站內正線及側線軌道電路采用ZPW一2000A站內一體化軌道電路；列車信號機增加LU顯示；進站信號機的接近鎖閉區段改為第二、第三接近2個區段。正線上出站及進路信號機的接近鎖閉區段，在其外方信號機開放時，延長至其外方第二架信號機；控制臺上增設一接近、二接近、三接近和一離去、二離去、三離去表示；反向進站信號機不設預告信號機，在反向進站外方設3塊預告標，對反向進站信號機的接近區段小于1100m的車站，反向進站信號機的接近鎖閉區段延長至二離去區段。
4站場及裝卸車點
4．1站場改造 為配合重載列車開行，需對車站站場進行改造，到發線有效長延長到1700～2800m，到發線有效長范圍內坡度不大于1．5‰。同時，對到發站按2條到發線夾1條機走線的模式修建不同數量的線束。到發線和機走線間設3組腰岔，腰岔與腰岔間有效長700m以上。
4．2擴大裝卸車點能力 為滿足大秦線運量增長的需要，增加單元1萬t及2萬t列車開行，開拓了大列裝車點，擴大了卸車點能力。積極主動協調專用線產權單位及地方企業、港口，進行既有專用線的1萬t、2萬t改造及增加出口卸車能力。目前，投入的1萬t列車裝車點45個，2萬t裝車點8個，卸車點增加為8個，2萬t列車開行基地為5個。
5工務設備
5．1鋪設重軌和可動心道岔 由于大秦線重車線和空車線運量差距較大，為減少換軌次數，對于空重車正線均換鋪75kg／mPD3鋼軌跨區間無縫線路，并采取“雙向信號顯示，定期換線運行”的方案。
應用新技術：大秦線采用75kg／m鋼軌、18號和12號可動心道岔以及75kg／m軌12號固定型轍叉5．3m間距交叉渡線。在到發線和正線銜接的用于接發列車的道岔，分別采用75kg／m鋼軌、18號可動心道岔，以提高列車通過速度。
5．2提高線路整體質量 雙線均采用Ⅲ型混凝土枕、彈條Ⅱ型扣件。Ⅲ型混凝土枕支撐面積大、配筋及混凝土強度大。換鋪Ⅲ型混凝土枕及彈條Ⅱ型扣件，可以減少軌道彈性下沉，減少鋼軌應力，從而減少道床的維修作業。完成了線路大中修、道床大修和橋梁大修等工作。同時，為了保證運輸效率，完善了延長軌道大修周期的技術措施。對線路采用柵欄封閉，取消所有平交道口。
6供電系統
6．1提升接觸網整體強度 為開行重載列車，正線接觸線采用新型CTHA150型銀銅合金線，承力索采用THJ150型鎂銅合金線。懸掛方式采用直鏈型懸掛，水平拉桿改用平頭腕臂，吊弦改用整體載流吊弦，適應重載列車運行要求，提升了接觸網整體強度。
6．2確保供電需要和設備的可靠運行 以既有大秦線現狀為基礎，從供電方案先進性、適用性、可靠性和經濟效益最大化的角度出發，推薦采用增設AT所方案。該方案避免了大拆大改，利用最小的投資，達到最大的效益，并且為運量的進一步增長預留了條件。國內首次提出了在AT供電方式下采用增壓變壓器提高網壓的綜合方案，并成功應用于本線區段的應急改造工程，為既有AT供電方式電氣化鐵路提高網壓提供了一種新的選擇。為確保供電設備運行可靠，對變配電所采用微機保護，變電所、分區所安裝安全監控系統。同時，更換容量不足變電所的主變壓器，增設動態無功補償裝置，調整了供電臂長度。
7安全保障措施
7．1長大列車的縱向沖動 縱向力是開行長大列車中的關鍵技術指標。重載列車編組長、列車制動管長，由于空氣制動系統制動波速的限制，在常用制動或緊急制動時，列車前后制動力不一致，將產生巨大的車鉤縱向力，極易發生嚴重的斷鉤、脫軌事故。作用在列車上各車輛的外作用力差異越大，造成的沖動也越大。車鉤間隙是對列車縱向沖動影響較大的另一個因素。解決措施包括2個方面：一是提高車輛承受縱向力的能力，包括增加車體縱向強度，增加車鉤縱向強度和緩沖器容量等。目前，在C80列車車組的中部車輛間已采用與l6，17型聯鎖式車鉤可互換使用的牽引桿及配套的鉤尾框。二是減少列車的縱向沖動，包括增加長大列車制動波速和增加列車制動作用的同步性。
7．2長大下坡道的制動 大秦線重車方向(下行)有2段長達40～50km的12‰。長大下坡道，重載列車在長大下坡道上要連續下坡制動。由于制動機沒有階段緩解作用，再加上充氣時間過長，極易發生因副風缸充風不足而引起列車失控，甚至放飚事故。解決措施包括2個方面：一是改善制動機性能；二是優化長大下坡道上的操縱方法，提高司機操縱水平。
7．3列尾裝置 在重載列車安裝列尾裝置(尾部掛有機車除外)。列尾裝置分為普通列尾裝置(450MHz傳輸、配有中繼器)和可控列尾裝置(G網傳輸，可隨列車管進行減壓)，同時配設列尾裝置檢測點和檢測設備。
論文摘要:鋼結構工業廠房因其施工速度快、自重輕、抗震性能好、環保等特點在建筑工程中已被廣泛認可，在工業廠房設計中逐漸代替了笨重的鋼筋混凝土結構而得到了普遍應用，文章就鋼結構工業廠房的設計與施工中存在的相應問題進行論述。
鋼結構工業廠房在我國應用的時間并不長，其具體的設計及施工技巧都還在探索階段。雖然鋼結構工業廠房有很多優點，但作為一種材料，它也有很多缺點，例如防火性能差、易銹蝕等，在設計與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將分為設計與施工兩個部分來進行論述。
一、鋼結構工業廠房的優越性歸納
在摘要部分已經提到過鋼結構工業廠房的主要優點在于：首先，在施工速度方面：鋼結構構件可以工廠化批量生產，施工簡單，安裝快捷，大大縮短施工周期；其次，鋼結構工業廠房在自重方面：可減輕建筑物結構質量約30%，特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經濟優于鋼筋混凝土結構體系；最后，從環保方面考慮：鋼結構體系屬于環保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環價值，并且不需要制模施工。
二、鋼結構工業廠房圖紙設計的重要性
無論在什么樣的工程中，圖紙是工程施工的依據。在鋼結構工業廠房的設計期間，要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審，檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”，力爭把問題解決在施工之前，減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。鋼結構工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設計，其中制作工藝內容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求，以及為保證產品質量而制訂的各項具體措施。
三、對鋼結構工業廠房支撐系統的設計原則
為了保證鋼結構廠房的空間工作，提高其整體剛度，承受和傳遞縱向水平力，防止桿件產生過大的變形，避免壓桿失穩，以及保證結構的整體穩定性，應根據廠房結構的形式，車間吊車的設置，振動設備以及廠房的跨度、高度，溫度區段的長度等情況布置可靠的支撐系統。廠房每一溫度區段應設置穩定的柱間支撐系統，并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協調。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結構變形方向的重要因素，并影響溫度應力的大小，下柱支撐應盡可能設在溫度區段的中部，使吊車梁等縱向構件能隨著溫度變化比較自由地向區段兩端伸縮。當溫度區段的長度不大時，一般在溫度區段的中部設置一道下段柱支撐，但溫度區段的長度大于150 米時，為了保證廠房的縱向剛度，應在溫度區段內設置兩道下段柱支撐，其位置應盡可能布置在溫度區段中間三分之一的范圍內，為了避免過大的溫度應力，兩道支撐的中心距離不宜大于72 米。
四、對鋼結構工業廠房抗震性設計的重點
在對鋼結構工業廠房做抗震設計時應注意:首先，在總體布置方面要求廠房結構的質量和剛度均勻分布，使廠房受力均勻，變形協調，盡量避免因結構剛度不均勻對抗震造成不利影響，廠房橫向結構宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結的框架，以便充分利用鋼結構的受力性能并減少橫向結構變形；其次，鋼結構廠房的破壞一般情況不是由于桿件強度不足而常常因為桿件失穩而造成，所以合理布置支撐系統，保證廠房結構整體穩定性，對鋼結構廠房尤為重要；最后，在地震作用下，存在著低周疲勞作用，設計時應注意其對廠房的影響。對結構連接點的設計，應保證節點的破壞不先于結構構件的全截面屈服，應使結構構件能進入塑性工作，充分吸收地震能量發揮其抗震能力。
五、鋼結構工業廠房耐熱能力設計的重要性
在第1小節中我們提到過，鋼結構工業廠房防火能力很差，當鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大;溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現藍脆現象；當溫度超過250℃時鋼材出現徐變現象;當溫度達500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結構塌落。因此，當鋼結構表面溫度處于150℃以上時，必須做隔熱及防火設計（通常是涂耐熱涂料來解決）。
而鋼結構工業廠房的施工中，存在的問題非常的繁冗，在這里我們只對比較突出的幾個問題進行分析研究。
六、關于施工過程中地腳螺栓的埋設問題分析
可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結構工業廠房建筑穩定性的根本所在，地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位，地腳螺栓的埋設須嚴格保證其精度，地腳螺栓的埋設精度:軸線位移:±2.0 mm，標高:±5.0 mm。在柱地腳螺栓安裝前，將平面控制網的每一條軸線投測到柱基礎面上，全部閉合，以保證螺栓的安裝精度，然后根據軸線放出柱子外邊線，待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好以后，將所需標高抄測到鋼管架子上。
七、在鋼結構進行吊裝的過程中的注意事項歸納
具體的注意事項包括：首先，把柱腳的底板的十字線彈出，地腳螺栓的中心線彈出，柱腳剪力孔清理干凈，待鋼柱就位后，調整標高，把螺母緊固；其次，吊裝完一個區域的鋼柱后，吊裝連系桿，這樣保證鋼柱整體穩定性，使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形；最后，吊裝鋼梁，兩對鋼梁空中對接，并把高強螺栓初擰，第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊，防止鋼梁向一邊傾斜。
八、吊車梁系統的安裝難點解析
在鋼結構工業廠房的施工過程中，吊車梁的安裝必須嚴格按規范從柱間支撐跨進行，柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩定的空間剛度單元，從此處安裝一是保證安全，二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調整墊板，該墊板在吊車梁系統調整完后應焊接固定。按事先測放的定位線精確對中。制動系統的連接應在吊車梁調整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接，和輔桁架焊接連接時，為防止連續施焊對高強螺栓的影響應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接，并進行初擰，然后調整輔桁架，并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓，最后進行制動板和輔桁架的焊接。高強螺栓的緊固和制動板的焊接，均要遵循由每塊板的中間往兩邊進行，以減小板內應力。
九、關于鋼結構構件的碼放問題
為便于結構構件的安裝，構件進廠后應進行合理的堆放.原則為:現場急需安裝的應直接堆放到現場，按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭，后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構件暫時存放在現場外.堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應設專人進行管理，并按供貨要求和供貨清單進行清點，資料存檔.構件堆放時H型構件應立放，不得平放.每個構件的支點不得少于兩個，支點的位置宜在構件端部七分之一跨處，疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平，支點應上下對齊。
參考文獻:
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[2]路克寬.鋼結構工程便攜手冊[M].北京機械工業出版社，2003.
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