摘要
随着我国经济发展和城市现代化进程的加快,城市交通问题日益凸显,人们对出行交通服务水平的要求也变得越来越高。城市轨道交通,作为一种快捷、安全、准点的短途出行手段,越来越多的受到人们的青睐。如今世界上著名的城市几乎都将城市轨道交通作为城市公共交通的主要工具,大大改善了城市交通,在促进城市经济发展的同时,城市轨道交通自身也成为现代化城市的标志。
轨道交通与人们的工作生活越来越紧密相关,其运行的可靠性就显得尤为重要,一旦发生事故,轻则导致晚点,影响乘客出行,重则危急生命财产安全,影响社会安定,因此,确保轨道交通安全稳定地运行成为各国相关人员研究的热点。
在城市轨道交通的调度指挥系统中,电力调度系统控制的是轨道交通的生命线,行车调度系统控制的是轨道交通的大脑,它们彼此独立,各自为政,相互之间形成信息孤岛,一方故障,另一方不能及时反应,可能导致故障处理迟缓,甚至引发特大事故。因此,将这两者联系起来,研究它们之间的综合调度,实现供电和行车的一体化调度有着重要的现实意义。
本文研究分析了轨道交通牵引供电系统,研究其非正常运行和故障运行时的综合调度策略。
针对牵引供电系统的非正常运行,结合整流设备的过载特性曲线,通过实时采集直流侧电流数据,分析判断整流设备的运行状态,一旦判定出整流设备处在异常状态,则发出告警信息,并结合行车组织的限定条件,在限定条件下得出最佳的列车延时序列,将该数据传送到行车调度系统,让行车调度系统对线路上运行的列车作出相应的调整,消除异常状态。
针对牵引供电系统的故障运行,分析研究牵引变电站故障解列后对整个牵引供电系统容量的影响,并对该系统中各元件进行建模分析,得到整个直流供电系统的模型,根据故障运行的容量进行仿真计算,从而判断故障后线路上最多容许运行的列车数,最后将该信息传送到行车调度系统供其参考。
With the development of China's economy and accelerated process of urban modernization, urban transport is becoming increasingly prominent, people’s requirements for transportation services have become increasingly high. As a fast, secure and punctual way of short distance trip, metro is preferred by more and more people. Today, almost all of the world famous city take urban rail transit as the main tool for urban transport, in the promotion of urban economic development, urban rail transit itself has become the symbol of modern city.
Now rail transit has a more closely relationship with people’s work and life,so the reliability of its operation is particularly important. Event of an accident will lead to late or some critical danger, therefore, more and more people are searching for the good way to ensure the safe operation of urban rail transport.
In the dispatch manage system of urban rail transit, SCADA controls the lifeline of the rail transit, and train operation dispatch system controls the brain of the rail transit, they are independent of each other, and become islands of information from each other. One is faulty, the other can’t response timely, which may lead to some serious accidents. Therefore, it is significantly important to link them together and achieve the synthesis dispatching system between them.
This paper analyzes the traction power supply system, and study the synthesis dispatching strategy for it in abnormal state and faulty state.
SCADA monitors the operational status of power supply system in real-time, if it detects the abnormal state according to the overload characteristic curve of the rectifier, it will issue the warning message, then it will provide a sequence of train’s delays under the constrains of the trains, ATC adjusts the trains to eliminate the situation via the data.
If the traction power supply system is in faulty state, we analyzes the influence to the whole power supply capacity after some traction substation out of work, and modeling every component of the system, get the model of the DC power supply system. Then according to the capacity and the model we simulate the trains’travelling to decide the most trains allowed on the line, and finally transfer the information to the ATC as reference.
引文
[1]上海申通地铁集团有限公司,轨道交通培训中心.城市轨道交通概论[M] .北京:中国铁道出版社,2009.
[2]周顺华.城市轨道交通设备系统[M] .北京:人民交通出版社,2009.
[3]孙章,蒲琪.城市轨道交通概论[M] .北京:人民交通出版社,2010.
[4]郑瞳炽,张明锐.城市轨道交通牵引供电系统[M] .北京:中国铁道出版社,2000.
[5]毛保华.城市轨道交通[M] .北京:科学出版社,2001.
[6]林瑜筠.城市轨道交通信号[M] .北京:中国铁道出版社,2008.
[7] Ruelland,F.,Al-Haddad,K.. Power Peak Shaving for a Subway an Opportunity Study [C] .Electrical Power & Energy Conference,2009,1-6.
[8]CURY,J.E., GOMIDE, F.A.,& MENDES,M.J..A Methodology for Generation of Optimal Schedules for an Underground Railway System [J].IEEE TRANSACTION ON AUTOMATIC CONTROL,1980,25(2):217-222.
[9]Assis,W.O.,Milani,B.E.A..Generation of optimal schedules for metro lines using model predictive control [J].Automatica,2004,40(8):1397-1404.
[10]李为为.城市轨道交通调度指挥智能集成系统研究[D].北京:北京交通大学,2006.
[11]刘炜.城市轨道交通供电系统仿真[D].成都:西南交通大学,2006.
[12]张学兵,俞太亮,李广刚.地铁列车运行调整策略选择与制约因素分析[J].现代城市轨道交通,2011,5:71- 72.
[13]Sanso,B., Girard,P..Instantaneous Power Peak Reduction and Train Scheduling Desynchronization in Subway System[J] .TRANSPORTATION SCIENCE,1997,31 (4) :312-323.
[14]王晓东,张洪斌.城市轨道交通直流牵引供电系统的仿真研究[J].系统仿真学报,2002,14(12):1692-1697.
[15]毛明平,陶生桂,王曰凡.上海地铁2号线牵引仿真计算研究[J].城市轨道交通研究,2001,(2):22-27.
[16]廖永衡,冯晓云,张峻领,等.地铁供电系统直流侧短路暂态过程分析[J].电力电子技术,2009,43(12):28-30.
[17]刘海东,何天健,袁振洲,等.城市轨道交通直流牵引供电仿真系统的研究[J].系统仿真学报,2004,16(9):1944-1947.
[18]黄德胜.地铁供电估算[J].都市快轨交通,2007,20(6):83-86.
[19]刘炜.城市轨道交通列车运行过程优化及牵引供电系统动态仿真[D].西南交通大学,2009.
[20]徐舒.南京地铁牵引供电系统负荷建模与仿真[D].东南大学,2006.
[21]高磊,蒋平,徐舒,等.南京地铁供电网络交直流计算[J].江苏电机工程,2006,25(2):44-47.
[22]曾德容.地铁供电系统可靠性和安全性分析方法研究[D].西南交通大学,2008.
[23]韩连祥.城市轨道交通中压双环网运行方式和联锁、联锁关系研究[J].都市快轨交通,2004,17(1):54-59.
[24]韩连祥,张钢.城市轨道交通中压网络供电分区的划分[J].都市快轨交通,2004,20(4):75-77.
[25]韩连祥.城轨交通中压双环网继电保护和自动装置配置[J].都市快轨交通,2005,18(1):34-36.
[26]谢莹华,王成山.基于馈线分区的中压配电系统可靠性评估[J].中国电机工程学报,2004,24(5):35-39.
[27]谢开贵,周平,周家启,等.基于故障扩散的复杂中压配电系统可靠性评估算法[J].电力系统自动化,2001,2:45-48.
[28]黄德胜.地铁牵引供电系统保护[J].都市快轨交通,2005,18(6):65-67.
[29]曹京学.城市轨道交通供电系统的发展与分析[D].上海交通大学,2006.
[30]喻展.地铁1500V直流开关跳闸故障处理[J].都市快轨交通,2010,23(2):106-108.
[31]毛文喜.城市轨道交通牵引供电系统整流器研究[D].湖南大学,2007.
[32]师睿.新型直流牵引供电系统可靠性技术的研究[D] .北京交通大学,2008.
[33]刘敏.地铁变配电系统的工程设计研究[D] .湖南大学,2006.
[34]李永军,唐祯敏.地铁调度监督系统的仿真研究[J].现代城市轨道交通,2004,4:30-32.
[35]李为为,唐祯敏.地铁运营事故分析及其对策研究[J].中国安全科学学报,2004,14(6):105-108.
[36]刘海东,何天健,袁振洲,等.多导体模式下的交流牵引供电仿真系统的研究[J].系统仿真学报,2004,16(2):346-349.
[37]刘炜,李群湛.地铁牵引仿真计算中的牵引策略研究[J].机车电传动,2006,1:46-49.
[38]石红国.列车运行过程仿真及优化研究[D].西南交通大学,2006.
[39]赵荣华,杨中平.轨道交通牵引供电系统仿真中的算法研究[J].西部交通科技,2007,6:96-100.
[40]翟维丽.城市轨道交通系统关键技术及其相关问题研究[D].吉林大学,2007.
[41]刘炜,李群湛,李鲲鹏,等.城市轨道交通直流牵引供电系统模型及其仿真研究[J].电气应用,2009,28(7):60-64.
[42]刘炜,李群湛,陈民武.城市轨道交通交直流统一的牵引供电计算[J].电力系统保护与控制,2010,38(8):128-133.
[43]魏雪亮,张宏,史建华.轴向双分裂式12相24脉波移相牵引整流变压器的参数计算[J].变压器,1999,36(5):1-8.
[44]王念同,魏雪亮.轴向双分裂式12脉波牵引整流变压器均衡电流的分析计算(上)[J].变压器,2000,37(3):1-6.
[45]王念同,魏雪亮.轴向双分裂式12脉波牵引整流变压器均衡电流的分析计算(下)[J].变压器,2000,37(4):11-16.
[46]王小峰.城市轨道交通供电系统的设计方法[J].电气化铁路,2010,4:42-46.
[47]陈菁菁.城市轨道交通重大运营事故和灾害分析[J].城市轨道交通研究,2010,5:41-45.
[48]万庆祝,陈建业,王赞基.电气化铁道系统计算机仿真的研究进展[J].机车电传动,2006,3:1-5.
[49]张明锐,王为,郭凤翠.上海市地铁共和新路高架工程电力监控系统方案探讨[J] .城市轨道交通研究,2001,2:57-60.
[50]张明锐.上海市轨道交通供电系统现状分析[J] .城市轨道交通研究,2004,2:49-50,54.
[51]邵伟中,徐瑞华.城市轨道交通网络运营协调及应急处置辅助决策技术[J] .城市轨道交通研究,2008,6:17-18,22.
[52]张伯明,陈寿孙,严正.高等电力网络分析[M]第二版.北京:清华大学出版社,2007.
[53]黄俊,王兆安.电力电子技术[M]第四版.北京:机械工业出版社,2000.
