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1、第五章 调速工具和调速方案,2010年6月,（一）影响推送速度调整因素,车组长度 车组溜放距离 前后车分歧点 车组走行性能,（1）车组长度,当机车以恒定速度推送车列时，车组的长度就决定了相邻车组通过峰顶的间隔时分。根据车组长度规定不同的推送速度：15辆车的车组， V0 =5km/h 610辆车的车组， V0 =6kmh10辆车以上的车组， V0 =7kmh。然后再由其他限制条件对速度进行修正。,（2）车组溜放距离为使各车组均能溜放至停车地点，对于溜放距离远的车组要求以较高的速度推送。对于停车点近的车组，在考虑了减速器的制动能高后，一般要求以较小的V，开始溜放。,（3）相邻车组分歧道岔位置相邻车
2、组分歧地点近，在较短的线路区段保持车组的间隔比较容易，因此可以适当提高V。分歧地点越远，它们共同走行的线路区段越长，需要保持合理间隔的时间越长，故要求V0越大。,（4）相邻车组走行性能的差异（难易组合）前行车组是难行车，后续车组是易行车的组合情况，为了防止后续车组在溜行的过程中缩短遇前行车的间隔距离甚至追及前行车，应该加大它们的过峰间隔，即降低V0。反之，提高推送速度。,（二）间隔调速自动化基本概念及原理 数学模型的建立依据原则：t2+T0t1式中t1前行车组从进入第一或第二减速器部位（入口）到要求最苛刻道岔轨道电路区段出口端（出端绝缘节或警冲标）的走行时间；,t2后续车组从进入第一（或第二）
3、减速器部位到要求最苛刻道岔轨道电路区段入口端（人端绝缘节）的走行时间；T0前后车组进入第一（或第二）部位的时间间隔。 整理给出如下形式:V23十AV22十BV2十C=0,调整减速器的出口速度V出,车辆在减速器部位上均受到调速，最重要的是调速的结果，即车辆离开减速的速度，故应聚焦在减速器出口速度控制。,如相邻车辆在1J和2J之间的道岔上分路，对后行车辆调速，使它与前行车辆间有足够的间隔，以转换道岔状态（定位、反位）,避免后行钩车追上前行钩车而溜入同一进路；,又如相邻车辆通过下一台减速器2J时，对后行车辆调速，使它与前行车辆间有足够间隔，以改变2J减速器的动作（制动、缓解），避免后行钩车受到2J不
4、正确的动作。以下为定量分析：,第一调速位1J承担间隔调速的任务。,如图,则有,设,上式整理后，得到关于1J出口速度V2的代数方程，即间隔调速的一般模型：,解出v2即实现了间隔调速。,间隔调速的数学模型是一个三次方程式。如果按模型在控制过程中进行在线实时计算，不仅计算时间长而且必要性也不大。实际上，只要将出口速度分成几个等级进行控制就可以满足保证间隔的运营要求。一般将有关参数分为几个等级，事先脱机计算好出口速度等级，以表的形式存储在计算机中。使用时，在线用查表法取值和对所取值作修正。,1、影响间隔调速的因素,前行车离开调速位的出口速度Vo越大，对后行车越有利，反之，则不利。 前后车组实际间隔距离
5、间隔越大，对后行车越有利，反之，则不利。 前后车组的难易组合难易组合对调整不利，易难组合对调整有利。 前后车组分歧地点分歧地点远，对调整不利；分歧地点近，对调整有利。,2、调速方法,用重量等级确定初步出口速度。这是一种对每一条调车线根据线路断面和季节的情况模拟一张出口速度的基本表，溜放时根据表里的数据来确定出口速度，用其他因素加以修正的方法。,3、点式间隔调速原理图,（三）目的调速自动化基本概念及原理点式目的调速自动控制系统是通过表征车辆溜放规律的运动方程来计算出口速度的，然后由调速工具对溜放车组调速使其以计算出口速度离开调速位。减速器调速的期望结果，即车辆计算出口速度主要由溜放距离和车组在这
6、段距离上的溜放阻力两个变量决定。,目的调速模型即为一般运动方程式,车辆安全连挂速度vk=5km/h=1.4m/s,第四调速部位4J承担目的制动。,数学模型其中l为溜放运行距离，v为速度，w为单位阻力g=9.5km/h，Vk是允许溜放速度。,目的调速控制模型,1、车辆走行距离 它是随溜放作业的进行而不断变化着的，因此需要不间断地进行测量。 2、车辆速度为了对车辆进行调速，必须掌握车辆在整个减速器上的实际走行速度及其变化，测速设备应能连续测量减速器区段的车辆速度并及时反映速度的变化，直至车辆离开减速器为止。,3、车辆运行阻力在走行距离相同的情况下，对于不同走行阻力的车组要求有不同的初速度。对于点式
7、目的调速系统，这个初速度就是调速位的出口速度，必须在车辆进入调速位前，预先测定车辆离开减速器至停车点的走行阻力。如果货车的走行阻力对特定车组是个常数，可预先测量阻力，即在调速前测量的阻力等于调速后的走行阻力。,大量的测试试验和分析表明，货车走行阻力不仅与车辆走行部分的技术状态、温度、车辆总重、车型等有关外，还与车辆的运动速度、风向、风速等有关，即使同一车辆（车组）运行阻力也不是一个常数，它随着车辆速度等的变化而变化，因此在点式自动化调速系统中，尤其是点式目的调速自动化系统中，对阻力这个参数的测量和处理是影响调速效果的关键所在。,4、车组重量 非重力式减速器需要根据车组重量（平均重量等级）来确定
8、制动力等级。即使是对于采用重力式减速器的站场，重量参数也是有用的。它除了是编制编组作业计划的重要依据外，在测阻有困难时（例如长车组），有时需要用车组重量来估算阻力。,（四）减速器控制,基本判别式 误差补偿 减速器防跳 防头拦尾,1、基本判别式,V实V出 制动V实V出 缓解v出若是半自动化驼峰则有人工给定若是自动化驼峰则分为：（1）间隔调速是离散的，分等级得出。（2）目的调速是连续的，由计算得出。,2、误差补偿,由于系统存在延时所以要减速器补偿环节。采用雷达测速时存在测速延时电路中也存在延时造成的误差需要补偿。,3、减速器防跳,速度超过一定值时制动时间超过一定值时制动,适用于长钩车，缩短车组通过
9、咽喉区和占用减速器时间，将前面勾车放过去，后面勾车再制动。,4、防头拦尾控制,（五）自动化调速系统误差分析 自动化调速效果主要由系统允许的最大控制误差和实际控制误差决定，在对溜放车辆速度进行自动化调整时，当调速误差小于允许误差时，车辆就能正确溜放并合格（安全）连挂。,自动化系统调速误差按其性质和产生的原因主要可分为两大类：（1）系统本身误差 （2）偶然误差 测长误差、 测速误差、测阻误差、数学模型及计算误差、凋速工具的调速（控制）误差。,第三节 驼峰调速自动化方案分析比较一、点式调速方案 以减速器作为调速工具的点式自动化调速方案是最早投入运营的一种方案，如果运营条件有利减速器有较长的有效控制距
10、离以及调车线的有效长度不太长时，点式自动化调速方案是一种调速效率高、调速范围大、灵活性好、投资少、动作可靠可以达到较高的调速精度、节省能源、维修工作量不大的较好方案。,点式调速方案适用于要求解体能力大的调车场，但对车辆溜放阻力离散度大、安全连挂速度低、调车线有效长度较长的运营条件，由于需要设置多个减速器调速位，采用全点式调速方案可能由于投资及维修量的剧增致使难于接受。,为了实现对减速器的自动控制，根据运动方程由有关测试设备（测阻、测速、测距、测重）获取溜放车组走行阻力、距离、重量、速度送入什算机运算，输出控制减速器制动或缓解的命令，控制减速器对车组调速使其按计算速度离开减速器，达到打靶调速的目
11、的。,二、连续式调速方案单从调速效果看，连续地对溜放车组的速度进行调整当然比在几个特定地点调速好，尤其对于允许安全连挂速度低的运营条件和对解体能力要求不高的小能力驼峰调车场，采用连续式调速方案是适合的。 减速顶或加减速顶的全场安装数量十分可观，运营过程中的养护维修工作量亦相当大这也是方案选择中不可忽视的问题。,三、点连式调速方案点连式目的调速方案是一种点式凋速系统与连续式调速系统有机结合的调速方案。系统一般在调车线的入端设置点式调速工具，在点式调速位之后设置连续式调速工具。按连续式调速工具的种类与设置位置的不同，点连式凋速方案又可细分为：减速器十减速顶；减速器十缆索牵引加速小车。,四、调速与调
12、车场平、纵断面及运营条件的关系 （一）调速自动化与驼峰平、纵断面的关系 自动化驼峰的加速坡在满足限制条件的前提下应尽量短而陡，这样车辆加速度大。中间坡除了尽量使难、易行车的溜放时间差最小，以继续保持车组的间隔外，还应使车辆尽快通过此区段，不要发生中途停车的现象。,道岔区坡除了尽可能继续保持车组间必要的间隔外，应使所有车辆能以较高速度通过这个区段，但进入调车线不能超过规定速度。调车线的坡度对点式调速方案，为了简化计算，除了减速器区段外，最好是一条调车线的坡度不变，这样可使大多数车辆的溜放阻力与坡度相抵消，使减速器有较长的有效控制距离。推送部分的坡度除了能使车钩压紧便于提钩外，还应有利于变速推送。
13、,（二）调速自动化与运营条件的关系 l、 车辆（车组）的走行阻力离散度大，控制精度低。 2、允许的最大安全连挂速度低，“打靶”命中率低。 3、调车线有效长度，减速器有效范围不够。,（三）点式调速与运营的关系,1、阻力离散变大，v出不标准差别：目标车体类别，阻力类型不同同种车体类别，只溜放阻力有差别各种类型勾车之间阻力差别非常大 2、连挂速度低，连挂速率低 3、股道有效长度我国的一般在850m以上，减速器有效控制距离为200m,第六章 驼峰调车自动控制系统基础设备,2010年6月,主要内容：本章介绍自动控制系统设备的工作原理和实现途径，重点介绍测阻、测重、测速、测长的工作原理。 重点、难点：测阻
14、、测重、测速和测长的实现途径和设备的工作原理。,为什么需要基础测试设备？为了对解体溜放车辆进行追踪和速度调整 ，除了调速工具之外，还有一整套为了实现自动控制的基础设备，它们是传感器及测试设备。,一、车轮（轮）传感器用途：用于检知车辆到达、计轴、判断车辆运行方向和取代传统轨道电路的作用。 结构：机械、光电、无源永磁、有源电子。按它们的工作原理一般可分为两大类： 无源电磁感应踏板有源电磁感应踏板,（一）无源电磁踏板无源电磁踏板又称永磁踏板。 无源电磁踏板的优点是设备简单、维修工作量小。试验表明，当车速不低于5km/h通过踏板时，这类踏板的工作是可靠的。但当车速很低时，由于感应信号太小，外界干扰可能
15、造成不能正确检测到踏板信号，造成丢轴事故。,（二）有源电磁踏板有源电磁踏板一般利用车轮对交变电磁场的作用产生传感信号，有变耦合式和变衰耗式两类。差动变压器有源电磁踏板变衰耗式有源电磁踏板相位调制传感器,差动变压器有源电磁踏板属于变耦合式类型。变衰耗式有源电磁踏板电子轨头开关踏板，它是一个振荡器，安装在钢轨轨头的圆孔内。 相位调制传感器传感器由发送线圈和接收线圈组成。,差动变压器有源电磁踏板在变压器铁心上将二次侧的两个绕组经电容器差动连接，在变压器的一次侧加上激磁电源。踏板上方没有车轮经过时，磁路处于平衡状态，差动连接的二次侧的两个绕组中的感生电动势正好相互抵消，输出端输出几乎为零的残留电压（零
16、信号）；,当有车轮经由踏板上方时，铁磁材料构成的车轮破坏了磁路的平衡，使变压器二次侧两个绕组中的感生电动势不再相等，在输出端输出不平衡电压（信号电压），所以可根据有无信号电压输出就可以判断是否有车辆到达。,相位调制传感器传感器由发送线圈和接收线圈组成。,二、力（重力）传感器力（重力）传感器的作用是将车辆（车轴）的重力转换成电信号。应变电阻作为重力传感器是利用金属导线纵向受力被拉伸或压缩时，金属产生弹性形变，它的电阻值将发生变化的特性。压磁重力传感器是一只特殊的变压器。此传感器是利用冷轧硅硅片这种铁磁材料的磁弹性效应将重力信息转换成电信号。,T.Z.Y型轴重检测器,铁芯由一定数量的压磁材料冲片用特殊材料粘结后再经过一定机械加工而成。,四个孔中间部分分为A、B、C、D四个区域，根据四个区域受力变化与磁通变化的关系来测重。,测重设备用途：控制非重力式减速器的必不可少的依据；在减速器十减速顶的点连式调速系统中，减速顶对车辆的减速作用的大小和车辆重量直接相关；人工或自动编制编组计划时也需要车辆重量信息作参考；判定车辆走行阻力的辅助参数。 测重一般是通过测车辆轴重实现的。,
