列车运行控制讨论课题
列车运行控制讨论课题
目录
一、问题提出 . .................................................................................................................................. 1 二、解决问题 . .................................................................................................................................. 1
2.1：普通列车制动距离 . ......................................................................................................... 1
2.1.1概念简介 . ................................................................................................................. 1 2.1.2计算.......................................................................................................................... 3 2.2：三、四显示自动闭塞能否适应300km/h的高速铁路 ................................................. 4
2.2.1三显示自动闭塞 . ..................................................................................................... 4 2.2.2四显示自动闭塞 . ..................................................................................................... 4
一、问题提出
三显示自动闭塞与四显示自动闭塞、传统轨道电路能否适应300Km/小时的
高速铁路？
已知：三显示自动闭塞，最小追踪间隔3个闭塞分区；四显示自动闭塞最小追踪间隔4个闭塞分区；闭塞分区长度：传统轨道电路800m ，UM2000和ZPW2000轨道电路1500m 。
普通列车（DF7，ss7牵引），最高时速120Km/h。 高速列车（CRH3动车组），最高300Km/h。 通过计算、分析，回答问题。（可以讨论列车制动距离是否满足，120Km/h---紧急制动距离为800m ；黄灯限速按照1/2限速考虑；也可以分析列车追踪间隔时间是够否满足。）
二、解决问题
2.1：普通列车制动距离 2.1.1概念简介
列车制动距离：是指从司机开始制动时起，盗猎车停车或缓解时止所走过的距离。
在司机施行制动时，列车中各车辆的闸瓦并非立即、同时压上车轮的，闸瓦压上车轮之后，闸瓦压力也不是瞬间达到最大值的，制动缸压强有一个上升过程， 参看图1。图中的t0，tn表示从司机施行制动至第一辆车和最末一辆车的制动缸压强开始上升的时间（在t 。的时间内，列车实际上还是惰行，所以称t 。为纯空走时间，即真正的制动空走时间t 。为制动缸充气时间（压力从零上升到预定值的时间）。所以，全列车的闸瓦压力和制动力也有一个增长的过程，如图2中实线所示。
图
2闸瓦压力的上升
图1 制动缸压力的上升
为便于计算，通常假定全列车的闸瓦都是在某一瞬间同时压上车轮，而且闸瓦压力就是在这一瞬间从零突增至预定值，如图2中虚线所示。这就是空走距离的原始概念。这样，列车制动过程就明显地被分成两段：前一段是从施行制动到这一瞬间的空走过程，它经历的时间称为空走时间（显然，这是个假定的空走时间），以t0表示，列车在空走时间t0内靠惯性惰行的距离称为空走距离，以S 。表示；后一段是从突增的瞬间至列车停止的有效制动过程，也叫实制动过程，其经历的时间称为有效制动时间或实制动时间，以tk表示，期间的制动距离称为列车有效制动距离，以sk表示；Δ表示安全距离；列车在t 。时间内、 在全部制动力和运行阻力的作用下急剧减速所运行的距离加上安全距离，称为实制动距离，以S 表示。
此时有：S =Sk+S0+Δ
计算列车有效制动距离的方法有很多，对于普通列车，本文才用分段累计法。其原理为：划分很多速度间隔，在每个速度间隔内近似的认为闸瓦换算摩擦系数和单位的基本阻力不变，分别计算列车在每个间隔的运行距离，然后就和。计算公式为：
式中：V1、V2为每个速度间隔的初速，末速（Km/h） ϑℎ为换算制动率
φℎ为闸瓦换算摩擦系数
ω0为列车单位基本阻力(N/KN) ij为附加阻力(N/KN)
本文中普通列车采用ss3进行计算，高速列车采取CRH3进行计算。
2.1.2计算
假定SS3型机车牵引40000KN 的货物列车，编组50辆，其中重车44辆，空车3辆，关门车3辆。列车管压力500kpa ，采用高磷闸瓦。下面就通过计算讨论列车在规定的制动距离内能够实现紧急制动。（本题来自牵引计算教材）
求解：（1）求列车换算制动率
查列车牵引计算教材表7.7可得换算闸瓦压力为700KN, 车辆重车换算闸瓦压力为250KN ，空车为160KN ，有：
Kℎ=700+44*250+3*160=12180（kN ）
列车换算制动率ϑℎ=
KℎP+G
=12180/(1380+40000)=0.3
（2）求空走距离
根据《牵规》规定，货物列车在紧急制动的时候空走时间计算公式如下： tk=（1.6+0.065*n）*（1-0.028ij）：Sk=
v0∙tk3.6
有空走时间tk=（1.6+0.065*n）*（1-0.028ij）=（1.6+0.065*50）（1+0.028*0）=4.85（s ）
有空走距离Sk=
100∗4.853.6
=134.72（m ）
（3）求有效制动距离（计算过程如下表所示）
其中φℎ数值、空走时间、空走距离都是按照初速为100km/h确定的。 列车制动距离sz=Sk+se=134.72+964.67=1099.39m
总结：通过计算可以看出，在制动初速为100km/h，平直道上列车的制动距
离都超过了1000m ，然而在实际运行时，韶山系列的列车运行速度还会超过100km/h，列车也会在有下坡道的轨道上运行，而此时列车的制动距离将大大超过1000m ，因此，800m 的紧急制动距离已经完全不能满足韶山系列的机车的运行要求。
2.2：三、四显示自动闭塞能否适应300km/h的高速铁路 2.2.1三显示自动闭塞
在三显示自动闭塞中，列车按线路规定速度运行，越过先是黄灯的通过信号机时开始降速，到前架显示红灯的通过信号机前方停车，因此满足制动的要求是每个闭塞分区的长度绝对不能小于列车的制动距离。下图是三显示自动闭塞的原理图，如图所示，在绿灯的时候，列车可以按照规定的速度运行，但是到达黄灯的时候就要求列车开始减速，到达红灯之前停车，因此列车只有一个闭塞分区的距离来进行制动。
三显示自动闭塞原理图
下面按照题目条件讨论三显示自动闭塞能否满足300km/h的高速铁路。自动闭塞区段两架通过信号机间的距离如果为1500m ，地面色灯信号机显示距离为1000m ，二者之和为2500m ，所以列车制动安全距离只有不到2500m 。而相关资料显示在制动初速度为200km/h时，紧急制动距离为2000m ；制动初速度为250km/h时，紧急制动距离为3200m ；制动初速度为300km/h时，紧急制动距离为3800m ；制动初速度为350km/h时，紧急制动距离为6500m 。因此如果列车以300km/h的速度运行时，制动距离应该大于3800m ，三显示自动闭塞明显不适应300km/h的高速铁路。 2.2.2四显示自动闭塞
在四显示自动闭塞由于增加了一种黄绿显示，它规定高速列车以规定的速度越过黄绿显示后必须减速，以便使列车在抵达黄灯显示时运行速度不大于规定的黄灯容许速度，保证在显示红色灯光的信号机前停车。对于高速列车，要求相邻两个闭塞分区的总长度应大于高速列车最大运行速度时的制动距离，每个闭塞分区的长度应大于高速列车从最高速度降低到通过黄灯的容许速度所需要的制动距离和从黄灯容许速度到红灯前停车所需的制动距离。以下是四显示自动闭塞原理图，如图，在四显示自动闭塞中，列车在绿灯前可以按照正常速度运行，遇到黄绿灯要求减速，在黄灯的时候要求达到规定的速度，在红灯前停车。因此对于四显示闭塞分区距离的要求有：相邻两个闭塞分区的总长度应大于高速列车最大运行速度时的制动距离，因为列车从遇到黄绿灯开始减速，到红灯前停止中间只有两个闭塞分区；每个闭塞分区的长度应大于高速列车从最高速度降低到通过黄
灯的容许速度所需要的制动距离和从黄灯容许速度到红灯前停车所需的制动距
离，因为列车从黄绿灯开始减速到黄灯时下降到规定运行速度之间只有一个闭塞分区的距离，而且列车再由黄灯到红灯前停止之间也只有一个闭塞分区的距离。
下面按照题目要求讨论四显示自动闭塞能够满足300km/h的高速铁路的运行。如果自动闭塞区段两架通过信号机间的距离如果为1500m ，地面色灯信号机显示距离为1000m ，对于四显示自动闭塞，由于增加了黄绿灯的显示，那么四显示自动闭塞留给列车制动的距离就有1500*2+1000=4000m，大于3800m 。另外，对于黄灯限速问题，也就是列车在黄灯之前应减速到规定的速度，本文中规定为1/2最高速度，即150km/h；参照铁道部科学研究院林台平等人的研究，运行速度300 km/h的高速列车的紧急制动距离s= 3 502. 2m,平均制动减速度acp= 1. 02m s-2,制动时间t= 82. 7 s。这里做一个初步的估算，到黄灯之前列车的制动距离有1500+1000=2500m，列车司机制动反应时间为1s ，那么列车的实际制动距离只有：2500-300/3.6*1=2416m由于知道了平均减速度，根据公式22v0=vt−2ax 可得到达黄灯时的速度为44m/s=158.4km/h,和150km/h差距不大，基本满足要求。因此可以得出结论为四显示自动闭塞满足300km/h的高速铁路列车的运行。