有軌電車信號(hào)系統(tǒng)軌旁控制器單相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)控制模塊的研究.pdf

1、有軌電車是城市現(xiàn)代化背景下的新型可持續(xù)發(fā)展綠色交通工具，相關(guān)項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)改善城市交通結(jié)構(gòu)、緩解城市交通擁擠及促進(jìn)城際間互通互聯(lián)將產(chǎn)生顯著的作用，帶來明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。隨著國(guó)內(nèi)外有軌電車的快速發(fā)展，對(duì)有軌電車信號(hào)系統(tǒng)的需求量越來越大。有軌電車信號(hào)系統(tǒng)在整個(gè)有軌電車安全運(yùn)營(yíng)中起核心作用，其主要技術(shù)目標(biāo)是保證有軌電車安全高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)有軌電車的運(yùn)行控制與安全防護(hù)。
　　道岔控制系統(tǒng)作為有軌電車信號(hào)系統(tǒng)軌旁的一個(gè)重要執(zhí)行系統(tǒng)，在

2、行車安全及運(yùn)行效率方面至關(guān)重要，能夠提高有軌電車運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)化控制。目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)道岔控制系統(tǒng)的研究主要集中在三相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)、直流四/六線制轉(zhuǎn)轍機(jī)控制系統(tǒng)上，而關(guān)于單相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)控制模塊的研究還比較少。在有軌電車道岔控制子系統(tǒng)中選擇使用單相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)作為動(dòng)力，電機(jī)發(fā)生故障的幾率較低，從而維修工作量小，動(dòng)作道岔轉(zhuǎn)換更可靠，更符合實(shí)際應(yīng)用的需求。因此，提出對(duì)有軌電車信號(hào)系統(tǒng)單相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)控制模塊進(jìn)行研究設(shè)計(jì)可以補(bǔ)充現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的各種需求，使其

3、實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。所以，研究與設(shè)計(jì)有軌電車單相交流道岔控制模塊有著重要意義。
　　本文正是基于這種背景研究了國(guó)內(nèi)外有軌電車信號(hào)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，分析了有軌電車的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，并借鑒鐵路運(yùn)輸和信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，以四線制單相交流轉(zhuǎn)轍機(jī)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套適合我國(guó)城市軌道交通發(fā)展的有軌電車道岔控制模塊。
　　首先，介紹了本次設(shè)計(jì)所涉及的有軌電車信號(hào)系統(tǒng)整體框架、軌旁控制器的結(jié)構(gòu)及功能；詳細(xì)介紹了四線制道岔控制電路工作原理，為后續(xù)設(shè)計(jì)做

4、好理論鋪墊；接下來在充分分析模塊功能、性能和接口三方面需求的基礎(chǔ)上，對(duì)模塊做了總體方案設(shè)計(jì)。
　　其次，設(shè)計(jì)了模塊硬件電路及接口，并分別對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)驅(qū)動(dòng)表示電路、微控制器電路、電流反饋檢測(cè)電路以及CAN通信電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì)描述；之后通過分析模塊軟件需求，設(shè)計(jì)了模塊通信協(xié)議及其軟件流程。
　　最后，計(jì)算分析了元器件基礎(chǔ)失效率，通過馬爾可夫可靠模型和故障樹分析法對(duì)控制模塊的可靠性和安全性進(jìn)行詳細(xì)分析及驗(yàn)證，分析數(shù)據(jù)表明控制模塊符合有