高速磁浮列车运行速度更快,对运行环境及沿线灾害更加敏感,针对600 km/h级高速磁浮车辆对其主要运用环境提出的系列要求,本文对高速磁浮运行环境与灾害监测预警系统开展了相关研究,提出的监测与预警系统能够实现对强风、强降雨、强降雪、结冰、地质灾害、地震以及异物侵限、周界入侵等运行环境因素进行全方位监测和预警,也可对沉降、道岔及轨道梁位移等基础设施进行有效监测和预警.本文提出的试验方案,能够在高速磁浮实验中心实施,可验证本系统的功能完备性和准确性,也可为运行环境及基础设施变化对高速磁浮列车运行的影响分析提供数据支撑,对确保高速磁浮交通的早日商业运营有一定的推动作用.

辅助停车区(ASA)位置的设置是高速磁浮交通的关键技术之一,涉及到安全悬浮曲线、安全制动曲线、线路结构等相关因素.在分析停车点步进控制过程的基础上,以道岔等线路结构对ASA设置的要求以及列车实际运行过程为约束条件,研究高速磁浮ASA位置的分段优化设置方法.该方法根据列车不同运行阶段,将磁浮线路分为不同区段,分别采用基于加速度的ASA计算方法和基于位置平均的ASA计算方法,给出相应的求解方法.

高速磁浮列车毫米波车地通信系统要求其车载天线具有小型化、宽频带、圆极化和辐射扇形波束等特点.为更好地满足这些要求,设计一种中心馈电的小型化波导螺旋阵列天线.该天线馈电系统采用同轴波导中心馈电、4路矩形波导并馈的形式,通过改变馈电波导尺寸、耦合探针长度以及末端采用波导同轴转换器等形式,实现了所有单元的等幅馈电;天线单元由低剖面螺旋天线构成,采用顺序旋转技术改善天线的圆极化性能.利用全波电磁仿真软件设计了一款中心频率为38 GHz的28单元波导螺旋阵列天线,并进行了实验测试.测试结果表明:在37～39 GHz频带范围内,天线驻波比小于1.41,增益大于21.7 dB,轴比小于3.6 dB,俯仰面波瓣宽度为4.5°～4.7°,方位面波瓣宽度为29°～29.7°,满足毫米波车地通信系统车载天线的设计需求.

磁悬浮列车的制动性能对于列车的安全运行具有重要的意义,因此需要准确分析不同速度下的制动性能.本文针对磁浮列车涡流制动系统的制动性能,采用有限元数值分析的方法计算不同步长对列车制动性能的影响,来确定合适的计算步长,既能保证计算结果的准确性,又能节省计算资源和分析时间,为从事类似工作的研究提供参考意见.

综合考虑磁悬浮列车高速移动和中低信噪比特点,针对多普勒分集OFDM接收系统,设计了基于时域修正的LS信道估计改进算法以及基于最大比合并与均衡结合的多普勒分集接收方案,并对多普勒支路频偏参数的取值进行详细设计.仿真结果表明,当信道归一化最大多普勒频偏超过0.5/T及低信噪比条件下,提出的方案相比于传统OFDM分集接收方案,显著降低了系统误码率,当信噪比低于16 dB时,采用基于时域修正的LS信道估计改进算法的多普勒分集系统相比于采用传统LS信道估计算法的多普勒分集系统,在误码率相同的情况下所需信噪比下降约0.8 dB,可以有效适用于磁悬浮列车应用场景.

为满足模拟高速磁浮系统实现车载和分区运行控制系统大容量无线通信的需求,采用C++语言建立了高速磁浮无线通信系统仿真平台.该平台根据高速磁浮特有的无线通信方式和数据格式,进行了架构设计、UI设计和控制程序实现,最终使得通信延时小于4 ms,并且具有节点可配置等功能,为研究高速磁浮无线通信系统对磁浮车辆运行安全的影响建立了基础.

With the increase of the operation speed in the high-speed maglev railway system, the distance between the assist stop areas can be increased. To ensure the safe operation between the two assist stop areas, the capacity of the onboard storage battery in maglev trains shall be redesigned. This paper derives the distance between the assist stop areas in different operation speed, which generate the speed curves for calculating the minimum battery capacity required for operation. We analysed the capacity requirements of the maglev battery at the different commercial operation and maintenance operation speed, as well as the impact of the battery capacity to the location design of the assist stop area, which can provide the guidance to the design of the onboard battery capacity in high-speed maglev train.