現(xiàn)代軌道交通及其控制技術(shù)

1、現(xiàn)代軌道交通及其控制技術(shù)湖北理工學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院內(nèi)容： 一、軌道交通的演變與發(fā)展 二、中國高速鐵路的發(fā)展 三、高速鐵路的關(guān)鍵技術(shù) 四、中國高鐵走向世界一、軌道交通的演變與發(fā)展軌道交通速度的演變1825年世界上第一條鐵路在英國出現(xiàn)，列車最高運(yùn)行速度只有世界上第一條鐵路在英國出現(xiàn)，列車最高運(yùn)行速度只有24km/h1829年“火箭號火箭號”蒸汽機(jī)車牽引列車最高運(yùn)行速度達(dá)到蒸汽機(jī)車牽引列車最高運(yùn)行速度達(dá)到47km/h1840年1903年英國鐵路試驗速度達(dá)到英國鐵路試驗速度達(dá)到120km/h德國電動車組試驗速度達(dá)到德國電動車組試驗速度達(dá)到209km/h，英國西蒸汽機(jī)車試驗車達(dá)，英國西蒸汽機(jī)車試

2、驗車達(dá)311km/h軌道交通速度的演變1964年日本東海道新干線最高運(yùn)行速度日本東海道新干線最高運(yùn)行速度210km/h，旅行速度，旅行速度 達(dá)到達(dá)到160km/h2007年1990年1988年1988年1981年法國法國TGV列車試驗速度達(dá)到列車試驗速度達(dá)到380km/h德國德國ICE列車試驗速度達(dá)到列車試驗速度達(dá)到406.9km/h法國鐵路試驗速度達(dá)法國鐵路試驗速度達(dá)482.4km/h法國鐵路試驗速度達(dá)法國鐵路試驗速度達(dá)513.3km/h法國鐵路試驗速度再創(chuàng)法國鐵路試驗速度再創(chuàng)574.8km/h世界紀(jì)錄世界紀(jì)錄高速鐵路 （一）定義：新建鐵路最高運(yùn)行速度達(dá)到250km/h及以上，既有鐵路最高運(yùn)

3、行速度200km/h及以上，可稱為高速鐵路。 （二）高速列車按動力配置方式分為動力分散型和動力集中型，按轉(zhuǎn)向架形式分為鉸接式和獨(dú)立式。我國CRH動車組屬于動力集中型，獨(dú)立轉(zhuǎn)向架。高速鐵路系統(tǒng)高速鐵路系統(tǒng)工務(wù)工程工務(wù)工程電動車組電動車組旅客服務(wù)系統(tǒng)旅客服務(wù)系統(tǒng)信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)人才培訓(xùn)人才培訓(xùn)綜合檢測綜合檢測綜合維修綜合維修動車段所動車段所運(yùn)用維修運(yùn)用維修通信信號通信信號車載子系統(tǒng)車載子系統(tǒng)牽引供電牽引供電建筑工程建筑工程隧道工程隧道工程橋涵工程橋涵工程安全監(jiān)控系統(tǒng)安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)鎖子系統(tǒng)聯(lián)鎖子系統(tǒng)調(diào)度集中調(diào)度集中CTC通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)地面子系統(tǒng)地面子系統(tǒng) 客票售訂系統(tǒng)客票售訂系統(tǒng)客運(yùn)管理系統(tǒng)客運(yùn)管

4、理系統(tǒng)線路樞紐線路樞紐路基工程路基工程電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)接觸網(wǎng)系統(tǒng)接觸網(wǎng)系統(tǒng) 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)軌道工程軌道工程供變電系統(tǒng)供變電系統(tǒng) 牽牽 引引 系系 統(tǒng)統(tǒng)制制 動動 系系 統(tǒng)統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總總 成成車車 體體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 向向 架架調(diào)度指揮系統(tǒng)調(diào)度指揮系統(tǒng)環(huán)保工程環(huán)保工程當(dāng)今世界各國高速鐵路的發(fā)展特點(diǎn)日本日本日本是高速鐵路首創(chuàng)國，目前 已 建 成 高 速 新 線 ( 準(zhǔn)軌 ) 2 7 7 9 k m ， 最 高 運(yùn)營速度300km/h。既有線是窄軌，但通過小型新干線及變軌距轉(zhuǎn)向架，高速列車也能下既有線。主型高速列車是：700 系、N700 系、E2系 、 E 4 系 ( 雙 層 )日

5、本新干線法國TGV法國法國法國是歐洲高速鐵路第一個建成國，目前已建成高速新線1 914 km，最高運(yùn)營速度320 km/h，通過高速列車下既有線，能通達(dá)的里程已達(dá)8 000 km，主型高速列車是：歐洲之量(TGV- TMST)、塔列斯(TGV- PBKA)TGV- 2N(雙層)等。德國ICE3德國德國德國目前已建成高速新干線雖然只1020 km，但德國是客貨混運(yùn)的高速鐵路系統(tǒng)，既有線都能運(yùn)營200 km/h快速列車，既有線中的困難地段已建成高速新線，因此高速列車能全國通達(dá)，主型高速列車是ICE1、ICE2、ICE3。最高運(yùn)營速度是330 km/h。西班牙：西班牙：西班牙目前已建成高速新線1 5

6、18 km，高速為準(zhǔn)軌，既有線為寬軌，高速列車通過變軌距的轉(zhuǎn)向架能夠下既有線。西班牙主型高速列車是AVE (法TGV- A 衍生)，最高運(yùn)營速度300 km/h。意大利目前已建成高速線766 km，目標(biāo)是在全國形成T 字型高速干線，主型高速列車是ETR500，最高運(yùn)營速度300 km/h。意大利：意大利： 美國：美國：美國東北走廊既有線改造后，運(yùn)營“飛人號”高速列車(龐巴迪制造)，最高運(yùn)營速度240 km/h。中國2008 年8 月1 日京津城際高速客運(yùn)專線通車，里程120 km，最高運(yùn)營速度350 km/h，運(yùn)營時間為28 min。 中國：中國： 世界高速鐵路發(fā)展水平2008年：世界高速鐵路

7、已投入運(yùn)營的新線里程總計為9372km世界高速鐵路的發(fā)展概述（2008年）2008年建成的350 km/h及以上高速鐵路2009年將新建高速鐵路的國家350km/h 等級世界高速列車比較世界高速世界高速鐵鐵路路( (高速高速動車組動車組) )發(fā)發(fā)展方向展方向 350 km/h350 km/h及以上及以上二、中國高速鐵路的發(fā)展引進(jìn)再吸收引進(jìn)再吸收 “引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計制造、打造中國品牌”，借鑒并吸收世界先進(jìn)文明成果，掌握高速列車的關(guān)鍵技術(shù)。通過再創(chuàng)新，建立了“和諧號”產(chǎn)品系列和技術(shù)體系。高速動車組國產(chǎn)化方案高速動車組國產(chǎn)動車組CRH1動車組CRH2動車組CRH3動車組CRH5動車組高速動車組

8、技術(shù)參數(shù)CRH動車組特性曲線 我國快速客運(yùn)網(wǎng)主要由三個部分組成：我國快速客運(yùn)網(wǎng)主要由三個部分組成： 1、第一個部分是、第一個部分是“四縱四橫四縱四橫”，時速大部分在，時速大部分在350公公里里 2、第二個部分，跨區(qū)際的快速通道，比如、第二個部分，跨區(qū)際的快速通道，比如 貴州貴州廣州廣州 南寧南寧廣州廣州 江西江西福建，福建， 它速度的目標(biāo)一般定位在時速它速度的目標(biāo)一般定位在時速250公里。公里。 3、第三個部分，區(qū)域城市圈城市軌道交通、第三個部分，區(qū)域城市圈城市軌道交通 環(huán)渤海、長三角、珠三角等一些城市密集的地方構(gòu)筑的。它的環(huán)渤海、長三角、珠三角等一些城市密集的地方構(gòu)筑的。它的速度目標(biāo)一般定位

9、在速度目標(biāo)一般定位在200250公里公里中國高鐵的“四縱”客運(yùn)專線 “四縱四縱”客運(yùn)專線：客運(yùn)專線： 1、北京、北京上海上海 簡稱簡稱“京滬高速鐵路京滬高速鐵路” 全長約全長約1318km，預(yù)計，預(yù)計4個小時個小時 縱貫京津滬和冀魯皖蘇四省，連接環(huán)縱貫京津滬和冀魯皖蘇四省，連接環(huán)渤海和長江三角洲兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)渤海和長江三角洲兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)中國高鐵的“四縱”客運(yùn)專線 2、北京、北京武漢武漢廣州廣州深圳深圳香港香港 簡稱簡稱“京港高速鐵路京港高速鐵路” 全長全長2260km，預(yù)計，預(yù)計7個小時個小時 連接華北、華中和華南地區(qū)。連接華北、華中和華南地區(qū)。中國高鐵的“四縱”客運(yùn)專線 3、北京、北京沈陽沈陽哈爾

10、濱（大連）哈爾濱（大連） 全長約全長約1700km，預(yù)計，預(yù)計5個小時個小時 連接?xùn)|北和關(guān)內(nèi)地區(qū)連接?xùn)|北和關(guān)內(nèi)地區(qū) 其中：其中： 秦皇島秦皇島沈陽客運(yùn)專線沈陽客運(yùn)專線404公里已于公里已于2003年建成。年建成。中國高鐵的“四縱”客運(yùn)專線 4、杭州、杭州寧波寧波福州福州深圳深圳 簡稱簡稱“東南沿海鐵路東南沿海鐵路” 全長約全長約1600km，預(yù)計，預(yù)計5個小時個小時 連接長江、珠江三角洲和東南沿海地連接長江、珠江三角洲和東南沿海地區(qū)區(qū) 預(yù)留跨越臺灣海峽，連接臺灣的設(shè)計預(yù)留跨越臺灣海峽，連接臺灣的設(shè)計條件條件中國高鐵的“四橫”客運(yùn)專線 “四橫四橫”客運(yùn)專線：客運(yùn)專線： 1、徐州、徐州鄭州鄭州蘭州

11、蘭州 全長約全長約1400km，預(yù)計，預(yù)計5個小時個小時 設(shè)計時速為設(shè)計時速為350km/h 連接西北和華東地區(qū)，并延伸至烏魯連接西北和華東地區(qū)，并延伸至烏魯木齊木齊中國高鐵的“四橫”客運(yùn)專線 2、杭州、杭州南昌南昌長沙長沙昆明昆明 簡稱簡稱“滬昆滬昆” 全長全長2000km ，預(yù)計，預(yù)計7個小時個小時 連接華中和華東地區(qū)連接華中和華東地區(qū)中國高鐵的“四橫”客運(yùn)專線 3、青島、青島石家莊石家莊太原太原 全長約全長約770km，預(yù)計，預(yù)計3個小時個小時 連接華北和華東地區(qū)。連接華北和華東地區(qū)。 其中，其延長線太原其中，其延長線太原中衛(wèi)中衛(wèi)銀川也銀川也已經(jīng)開工已經(jīng)開工中國高鐵的“四橫”客運(yùn)專線 4

12、、上海、上海南京南京武漢武漢重慶重慶成都成都 簡稱滬漢蓉高速鐵路簡稱滬漢蓉高速鐵路 全長約全長全長約全長2078km，預(yù)計，預(yù)計7個小時個小時 連接西南、華中和華東地區(qū)連接西南、華中和華東地區(qū) 我國快速客運(yùn)網(wǎng)主要由三個部分組成：我國快速客運(yùn)網(wǎng)主要由三個部分組成： 1、第一個部分是、第一個部分是“四縱四橫四縱四橫”，時速大部分在，時速大部分在350公公里里 2、第二個部分，跨區(qū)際的快速通道，比如、第二個部分，跨區(qū)際的快速通道，比如 貴州貴州廣州廣州 南寧南寧廣州廣州 江西江西福建，福建， 它速度的目標(biāo)一般定位在時速它速度的目標(biāo)一般定位在時速250公里。公里。 3、第三個部分，區(qū)域城市圈城市軌道交

13、通、第三個部分，區(qū)域城市圈城市軌道交通 環(huán)渤海、長三角、珠三角等一些城市密集的地方構(gòu)筑的。它的環(huán)渤海、長三角、珠三角等一些城市密集的地方構(gòu)筑的。它的速度目標(biāo)一般定位在速度目標(biāo)一般定位在200250公里公里 城際客運(yùn)系統(tǒng)由城際客運(yùn)系統(tǒng)由 環(huán)渤海城市群環(huán)渤海城市群 長江三角洲城市群長江三角洲城市群 珠江三角洲地區(qū)城市群珠江三角洲地區(qū)城市群 擴(kuò)展到擴(kuò)展到 長株潭城市群長株潭城市群 成渝城市群成渝城市群 中原城市群中原城市群 武漢城市群武漢城市群 關(guān)中城鎮(zhèn)群關(guān)中城鎮(zhèn)群 海峽西岸城鎮(zhèn)群等地區(qū)海峽西岸城鎮(zhèn)群等地區(qū) 規(guī)劃建設(shè)新線由規(guī)劃建設(shè)新線由1.6萬公里調(diào)整為萬公里調(diào)整為4.1萬公里。萬公里。關(guān)中城際圈城

14、際鐵路關(guān)中城際圈城際鐵路中原城際圈城際鐵路中原城際圈城際鐵路武漢城際圈城際鐵路武漢城際圈城際鐵路長株潭城際圈城際鐵路長株潭城際圈城際鐵路成渝城際圈城際鐵路成渝城際圈城際鐵路三、高速鐵路的關(guān)鍵技術(shù)牽引供電輪軌關(guān)系(動車組/線路)電磁兼容供電(短路電路)通信信號(電纜走線,接線柜,信號,遠(yuǎn)動.)動車組限界(動態(tài)限界)動車組供電（弓網(wǎng)、自動過分相）線路道岔動車組列控（動車組/通信信號）土建工程(隧道,高架橋,橋梁,聲屏障)路基,地層條件通信信號(接地和電氣連接)電動車組與各子系統(tǒng)主要技術(shù)接口電動車組與各子系統(tǒng)主要技術(shù)接口高速動車組的關(guān)鍵技術(shù)高速動車組的關(guān)鍵技術(shù)牽引控制系統(tǒng)牽引電機(jī)制動系統(tǒng)牽引變流器牽

15、引變壓器轉(zhuǎn)向架列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)鋁合金、不銹鋼車體動車組系統(tǒng)集成交流傳動交流傳動 高速列車要達(dá)到高速運(yùn)行，必須具有大功率的牽引高速列車要達(dá)到高速運(yùn)行，必須具有大功率的牽引系統(tǒng)，速度在系統(tǒng)，速度在300km/h300km/h以上的高速列車牽引功率以上的高速列車牽引功率需在需在10MW10MW左右。左右。 大功率大功率“交交- -直直- -交交”變流技術(shù)是現(xiàn)代高速列車電力變流技術(shù)是現(xiàn)代高速列車電力牽引的核心。牽引的核心。交流傳動系統(tǒng)集成交流傳動系統(tǒng)集成電力電子技術(shù)的快速發(fā)展電力電子技術(shù)的快速發(fā)展 不控和半控器件不控和半控器件 電流全控器件電流全控器件 電壓全控器件電壓全控器件 功率集成器件功率集成器

16、件； 器件體積減少了器件體積減少了34個數(shù)量級；個數(shù)量級； 大功率器件的開關(guān)時間從毫秒級降到了微秒級；小大功率器件的開關(guān)時間從毫秒級降到了微秒級；小功率的甚至降到納秒級；功率的甚至降到納秒級； 工作頻率從工作頻率從50Hz增加到兆赫級增加到兆赫級; 變流器的功率水平從幾伏安提高到幾百兆伏安，電變流器的功率水平從幾伏安提高到幾百兆伏安，電壓從伏級提高到幾千伏級。壓從伏級提高到幾千伏級。牽引變流器關(guān)鍵技術(shù)牽引變流器關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究成果 IGBT相模塊(IGBT phase module ) IGBT器件IGBT device高壓IGBT技術(shù)研究IGBT與FRD芯片結(jié)構(gòu)研究IGBT 芯片結(jié)構(gòu)與電特性

17、關(guān)系研究IGBT模塊可靠性技術(shù)研究牽引變流器冷卻技術(shù)研究各種冷卻技術(shù)的研究牽引變流器熱設(shè)計仿真穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)下散熱和冷卻研究牽引變流器牽引變流器 一臺牽引變流器為一臺牽引變流器為4臺牽引電機(jī)電源的控制設(shè)備，由脈沖整流器、直流平滑臺牽引電機(jī)電源的控制設(shè)備，由脈沖整流器、直流平滑電路、逆變器、真空交流接觸器等主電路設(shè)備和無觸點(diǎn)控制裝置、控制電源等電路、逆變器、真空交流接觸器等主電路設(shè)備和無觸點(diǎn)控制裝置、控制電源等控制電路設(shè)備構(gòu)成?？刂齐娐吩O(shè)備構(gòu)成。3種變流器的性能對比控制技術(shù)控制技術(shù) （1） PWM控制技術(shù)控制技術(shù) 脈沖寬度調(diào)制技術(shù)（PWM）是現(xiàn)代變流技術(shù)廣泛應(yīng)用的起點(diǎn)，是奠定綠色變頻節(jié)能的基礎(chǔ)。其通

18、過改變輸出脈沖的占空比來實(shí)現(xiàn)等效的輸出電壓與頻率，從而實(shí)現(xiàn)交流到直流，直流到交流的能量變換。通常采用的空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）技術(shù)在三相對稱正弦波電壓供電時，以合成旋轉(zhuǎn)的空間電壓矢量為參考，三相逆變器8種不同開關(guān)模式電壓矢量 合 成 參 考 電 壓 矢 量 ， 形 成 P W M 波 。（二）傳動控制技術(shù)傳動控制技術(shù) 傳動控制技術(shù)是牽引傳動系統(tǒng)的核心技術(shù)，傳動控制技術(shù)已經(jīng)由轉(zhuǎn)差電流控制發(fā)展成矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等。 1）轉(zhuǎn)差電流控制技術(shù)）轉(zhuǎn)差電流控制技術(shù) 轉(zhuǎn)差電流控制技術(shù)是一種早期的用于控制交流異步電機(jī)的方法，基于異步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，控制性能遠(yuǎn)不能與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，系統(tǒng)的動態(tài)

19、性能差。2）矢量控制技術(shù)）矢量控制技術(shù) 矢量控制，又稱為磁場定向控制（FOC），其基本原理是將異步電動機(jī)的定子電流正交分解為產(chǎn)生磁場的電流分量 (勵磁電流) 和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流) 分別加以控制，并同時控制兩分量的幅值，從而達(dá)到控制異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。轉(zhuǎn)子磁場定向控制轉(zhuǎn)子磁場定向控制3）直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)）直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù) 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來的一種高性能異步電動機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)。與矢量控制不同，直接轉(zhuǎn)矩控制通過直接控制轉(zhuǎn)矩和磁鏈來間接控制電流，不需要復(fù)雜的坐標(biāo)變換，因此具有控制結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快以及對參數(shù)魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)，它在很大程度上解決了矢量控制中結(jié)構(gòu)復(fù)

20、雜、計算量大、對參數(shù)變化敏感等問題。直接轉(zhuǎn)矩控制可以充分利用逆變器的開關(guān)頻率，從而特別適用于大功率牽引傳動領(lǐng)域。直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制（三）綠色節(jié)能減排控制技術(shù)（三）綠色節(jié)能減排控制技術(shù) 變流器異步牽引電機(jī)已成為現(xiàn)代軌道牽引裝備的主流模式，極大地滿足了鐵路高速、重載運(yùn)輸?shù)囊?，但也帶來了對電網(wǎng)和環(huán)境的負(fù)面影響，牽引系統(tǒng)運(yùn)行時產(chǎn)生的諧波和電流無功分量，如果不加以控制，會對電網(wǎng)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的污染，不僅增加電網(wǎng)容量，造成固定設(shè)備投資規(guī)模龐大，嚴(yán)重影響電能品質(zhì)和穩(wěn)定性，還可能引起電磁干擾及噪聲污染。為了實(shí)現(xiàn)軌道牽引系統(tǒng)的綠色節(jié)能，實(shí)現(xiàn)萬里路網(wǎng)低碳化，提高資源效能并保護(hù)環(huán)境，必須采用高性能的網(wǎng)側(cè)控制技

21、術(shù)及高效的主電路形式。1）四象限脈沖整流技術(shù)）四象限脈沖整流技術(shù) 牽引變流器的輸入端是與電網(wǎng)密切相聯(lián)的整流器，它既能把電能從電網(wǎng)送到變流器和負(fù)載，也能把負(fù)載和變流器運(yùn)行中產(chǎn)生的“垃圾”（諧波、無功分量）帶入電網(wǎng)。為了徹底解決電能品質(zhì)問題，只有在牽引傳動系統(tǒng)才采用四象限脈沖整流技術(shù)，以達(dá)到對電網(wǎng)側(cè)的高功率因數(shù)控制的目的。通過長期的理論分析和實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗積累，掌握了高性能的四象限控制策略，采用基于瞬態(tài)電流的控制算法，通過精確的網(wǎng)壓鎖相檢測，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)電壓與電網(wǎng)電流同相位、低諧波電流、高穩(wěn)定的直流電壓的目標(biāo)，開發(fā)出獨(dú)特的功率因數(shù)閉環(huán)跟蹤控制技術(shù)，可以在低至20%的額定負(fù)載時，仍可以將網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)保持

22、在98%以上，同時有效控制電網(wǎng)電流中的諧波分量。四象限脈沖整流四象限脈沖整流控制技術(shù)控制技術(shù) 輕載牽引或制動工況下功率因數(shù)控制技術(shù)研究輕載牽引或制動工況下功率因數(shù)控制技術(shù)研究 無電網(wǎng)電壓傳感器的四象限控制策略研究無電網(wǎng)電壓傳感器的四象限控制策略研究級連式多電平高壓大功率牽引變流器四象限控制系統(tǒng)研究級連式多電平高壓大功率牽引變流器四象限控制系統(tǒng)研究信息技術(shù)與列車通信網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù) （一）列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)（一）列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù) 以國際先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計思想為基礎(chǔ)，通過在列車通信網(wǎng)絡(luò)控制領(lǐng)域不斷的研究與創(chuàng)新，在前期開發(fā)出的集中式列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，自主研發(fā)出基于IEC 61375國際列車通信網(wǎng)絡(luò)（

23、TCN）標(biāo)準(zhǔn)的分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)平臺DTECS，成功攻克了列車網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（CAN總線、車載以太網(wǎng)、TCN、Lonworks）、控制系統(tǒng)模塊化軟硬件技術(shù)、實(shí)時控制與故障診斷技術(shù)以及圖形化編程技術(shù)，并取得了多項專利授權(quán)。列車信息化系統(tǒng)集檢測、控制、診斷、信息管理于一體，是列列車信息化系統(tǒng)集檢測、控制、診斷、信息管理于一體，是列車的大腦，協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)有序工作。車的大腦，協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)有序工作。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（二）列車運(yùn)行控制技術(shù)（二）列車運(yùn)行控制技術(shù) 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)簡稱列控（ATP/ATC），是保證列車安全、快速運(yùn)行的集中控制中心，同時是列車的事件記錄的“黑匣子”。在干線鐵路列控系統(tǒng)領(lǐng)域，完

24、成了LKJ93和LKJ2000列車運(yùn)行裝置的開發(fā)與應(yīng)用，均具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，具備了CTCS0級ATP設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，在我國鐵路多次大提速中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。列車自動防護(hù)系統(tǒng)ATP列車自動運(yùn)行系統(tǒng)ATO列車自動監(jiān)控系統(tǒng)ATSAutomatic Train ProtectionAutomatic Train Supervision列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)ATCAutomatic Train Opration 作用：對列車駕駛進(jìn)行防護(hù)，對與安全有關(guān)的設(shè)備或系統(tǒng)實(shí)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)列車間隔保護(hù)、超速防護(hù)等功能 原理：將信息（包括來自聯(lián)鎖設(shè)備和操作層面上的信息、地形信息、前方目標(biāo)點(diǎn)信息和容許速度信息等）不斷

25、從地面?zhèn)髦淋嚿?，得到列車?dāng)前容許的安全速度，依此來對列車實(shí)現(xiàn)速度監(jiān)督及管理 功能：自動檢測列車的位置和實(shí)現(xiàn)列車間隔控制，滿足規(guī)定的通過能力；連續(xù)監(jiān)視列車的速度，實(shí)現(xiàn)超速防護(hù)，當(dāng)列車實(shí)際速度大于允許速度時，施加常用制動，當(dāng)列車速度大于最大安全速度時，施加緊急制動，保證列車不冒進(jìn)前方列車占用的區(qū)段列車自動防護(hù)系統(tǒng)ATP 作用：實(shí)現(xiàn)“地對車控制”，即用地面信息實(shí)現(xiàn)對列車驅(qū)動、制動的控制。 功能：控制列車在允許速度下運(yùn)行，自動調(diào)整列車的速度，自動啟動，自動制動(最佳制動)，停車在預(yù)定目標(biāo)點(diǎn)，啟動前保證車門關(guān)閉，當(dāng)列車到達(dá)折返站時，自動準(zhǔn)備折返 優(yōu)點(diǎn)：可使列車處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，提高旅客舒適度，提高列車準(zhǔn)

26、點(diǎn)率及減少輪軌磨損；還可以節(jié)約列車能耗。列車自動運(yùn)行系統(tǒng)ATO 作用： 實(shí)現(xiàn)對列車運(yùn)行的監(jiān)督，顯示全線列車運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)督和記錄運(yùn)行圖的執(zhí)行情況，輔助行車調(diào)度人員對全線列車運(yùn)行進(jìn)行管理。 功能：自動顯示列車車次、運(yùn)行位置和信號設(shè)備工作狀態(tài)，自動或人工辦理進(jìn)路；編制和管理列車運(yùn)行圖，自動調(diào)整運(yùn)行計劃，自動描繪或復(fù)制列車運(yùn)行實(shí)跡，列車運(yùn)行模擬仿真；車輛維修周期管理，向旅客提供系統(tǒng)信息，對運(yùn)行數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計和制表。列車自動監(jiān)控系統(tǒng)ATS（三）網(wǎng)絡(luò)控制產(chǎn)品及應(yīng)用（三）網(wǎng)絡(luò)控制產(chǎn)品及應(yīng)用 分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)DTECS，不僅適用于各種干線機(jī)車列車/車輛級控制，而且適用于地鐵列車/車輛的控制，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各

27、類地鐵、干線電力機(jī)車，構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化的車載控制與診斷系統(tǒng)。未來技術(shù)的發(fā)展（一）功率器件（一）功率器件 碳化硅（SiC）是一種物理化學(xué)特性僅次于金剛石的化合物半導(dǎo)體材料，有著非常優(yōu)秀的物理特性?？蓸O大地提高電力電子變換器的效率，使各類變換器的體積減少到原來的5%20%，具有耐高壓（達(dá)數(shù)萬伏）、耐高溫（大于500 ）的特性,被公認(rèn)為是下一代電力電子器件的最佳候選者之一。（二）無線傳輸技術(shù)（二）無線傳輸技術(shù) 現(xiàn)代高速列車通過車地信息網(wǎng)絡(luò)來達(dá)到安全運(yùn)行的要求。隨著無線技術(shù)的日益發(fā)展，無線技術(shù)應(yīng)用越來越被各行各業(yè)所接受。通過采用先進(jìn)的無線局域網(wǎng)(LAN)和GPRS/GSM無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)快捷的信息處

28、理；采用無線通信方式實(shí)現(xiàn)高速列車遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)；采用無線通信方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程列車設(shè)備檢修數(shù)據(jù)庫的訪問技術(shù)等，從而擺脫地面設(shè)備的束縛，實(shí)現(xiàn)實(shí)時列車狀態(tài)的跟蹤運(yùn)行。（三）新一代傳動控制技術(shù)（三）新一代傳動控制技術(shù)1）永磁驅(qū)動及控制技術(shù)）永磁驅(qū)動及控制技術(shù) 與異步電機(jī)相比，永磁同步電機(jī)具有高能流密度、高功率因數(shù)、高效率、體積小、重量輕等特點(diǎn)，與同容量的異步電機(jī)相比，永磁同步電機(jī)的體積和重量大約能減少15%30%左右；轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、過載能力強(qiáng)；噪聲低，可靠性高；結(jié)構(gòu)多樣化，應(yīng)用范圍廣。永磁同步電機(jī)將在未來取代異步電機(jī)，成為軌道牽引傳動的主流牽引電機(jī)。近年來對永磁驅(qū)動及控制技術(shù)進(jìn)行了大量研究，小功率的永磁驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)在電動汽車上批量裝車應(yīng)用，正針對“500 km/h高速動車組”項目進(jìn)行大功率永磁驅(qū)動