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21世纪的超导磁悬浮列车万芳

发布时间:2020-02-14 11:53:00 阅读: 来源:厨房秤厂家

21世纪的超导磁悬浮列车

摘要:经日本运输大臣批准,按超导磁悬浮铁道的建设计划,日本从 1990年开始着手修建山梨超导磁悬浮试验线。本文介绍了自1997年4月开展的超导磁悬浮铁路实用化评价试验的概况,并介绍了超导磁悬浮铁道的开发现状及对今后的展望。

关键词:磁悬浮 超导 铁道

根据“超导磁悬浮铁道技术的开发计划和山梨试验线超导磁悬浮铁道的建设计划”,日本铁道建设公团、铁道综合技术研究所、JR东海旅客铁道公司三方共同组成了工程建设部,实现山梨试验线的建设任务。试验线的建设工程于1997年 3月完成,其后由铁道综合技术研究所、JR东海铁道旅客公司共同组建山梨试验线试验组,实施超导磁悬浮铁道的运行试验计划。2000年 3月,由运输省组织了超导磁悬浮铁道实用技术评价委员会,对山梨试验线的超导磁悬浮技术进行了评审。

1 山梨试验线的运行控制系统

超导磁悬浮式铁道的列车控制,是借助运行管理系统实现列车自动运行,即磁悬浮列车是通过地面的计算机系统实现自动运行。该系统中还备有用于实现安全的控制系统,以确保列车自动运行的安全。

图1是列车运行控制系统的组成。由图中可知,中央运行管理系统和地区运行管理系统根据运行图控制列车群。而行车管理系统则是产生每个列车的运行模式曲线,经控制电力变换器驱动控制装置,实现列车运行控 制。 列车运行的控制范围,是安全控制系统根据列车间的相互位置、地面进路、供电回路以及设备有否异常来决定的。在容许的控制范围内,运行管理系统可以自由地控制列车运行。安全控制系统除了对列车运行状况进行监视外,当检测到将会导致危险的异常情况时,优先动作安全制动控制使列车停车。

2 试验线的运行试验计划及其结果

1997年4月3日,山梨超导磁悬浮试验线开始进行试验。第一年是确认最基本的高速行车性能。首先以车轮方式确认了 200 km/h行车时的稳定性,然后进行悬浮试验,逐步进行提速,并于1997年 12月 24日,时速达到 550 km/h,确认了将来按500 km/h营业时的稳定性。

1998年使用了 2列 2辆编组的列车,实施高速交会、车站待避、列车追踪等项目的试验,以数辆车编成的列车,对其行车的安全性、稳定性等运输系统所必需的综合性能预以确认。

1999年,为确认使用的长编组的列车的实用性,对5辆车编组的列车实施了行车试验,确认了车辆运动特性的稳定性。同年4月14日,创造了时速5 5 2km/h最高速度的世界纪录。其后反复进行了高速行车试验。在实施有关可靠性、耐用性验证中,曾于1999年11月16日创出了相对速度为1003 km/h的交会记录(北线为 546 km/h,南线为457 km/h),确认了营业线路在高速交会时不会有问题。

3年的运行试验表明,按计划实施的各项评价系统性能所必须的项目,没有出现大的故障。

3 试验线运行试验结果

3.1三基础试验

1.检测出列车发生火灾时的行车控制。当车载设备检测到车上发生火灾信息时,运行管理设备输出变更运行计划的信息,使列车在预先设定的地点停车,同时驱动控制系统重新编制运行曲线,控制列车在预定目标位停车。

2.站台门与车厢门的联锁试验。根据车站值班员开闭站台门的指令,通过传送地面与车上间的控制信息,车厢门的开关控制与站台门保持联锁关系。

3.定点停车的控制。驱动控制系统在乘降地点实施列车定点停车控制检测,表明车厢门能准确地停在规定的停车范围内。

4制动安全试验。通常是采用电力变换器实施再生制动,控制列车停车。在整个系统的构成中,当驱动设备发生故障,地面设备不能对驱动设备实施驱动控制时,采用安全控制使列车停车。

3.2综合功能试验

3.2.1待避、越行试验

该试验是在山梨磁悬浮线的特殊线路上进行的,其待避、越行的模式如图2所示。这是营业线的示意性试验,包括变更控制边界范围在内,两 列车的良好控制已得到了确认。

3.2.2变更边界的试验

地面控制系统原则上是按一个变电站内控制列车,为提高行车效率,采用边界区分开闭器来分割变电站、变更闭塞区间,随着2列车的运行,变更电力变电站的边界,顺利实现行车控制,也在试验中得到确认。

3.2.3跨越变电站的试验

实际营业线路的列车运行,往往需跨越若干个变电站,相邻变电站需协调行车控制,试验确认,在列车行车速度控制方面均能顺利地实现。

4 对超导磁悬浮铁路技术的评价

2000年3月,设于日本运输省的超导磁悬浮铁道实用技术评价委员会举行会议,对山梨铁道磁悬浮线3年来的运行试验结果进行了综合技术评价。

在评价运输系统性能时,委员会议认为,在运输性能、安全性、运输能力、沿线环境等方面,作为超高速、大运量的运输系统,已充分地具备了所必需的性能。

在评价各子系统时认为,各设备所拥有的功能特性及强度设计是适当的。在长期耐久性、经济性方面,认为仍有部分内容应继续进行研讨。

此外,今后拟采用的方针是:面向超导磁悬浮铁道的实用化,需解决其使用的耐久性;降低成本;改进车辆的空气动力学性能。为此,提出了2000年后的 5年间,以实用化为目标,继续进行运行试验,并希望尽可能地缩短期限。

5 展望

超导磁悬浮铁道实用技术评价委员会对2000年后的技术开发工作,提出了以下具体要求:①深化可靠性、耐久性的验证工作;②开发降低成本的相关技术;③改进车辆空气动力学性能的技术方面,通过行车试验进行验证。

如表1所示,经过5年时间,日本将在超导磁悬浮技术实用化方面,为迈入新阶段而进行技术开 发。

在电气设备方面,开发高效率的电力变换器,开发新的供电系统,推进降低成本的技术设备之最优化,提高超高速运输系统的综合能力。查阅:已获批28个城市的轨道交通线路规划详解图(更新中)查阅:2012年全国各省市城市轨道交通项目概览(更新中)查阅:城市轨道交通中标企业

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