管轨运输车载运行控制系统原理样机设计与实现

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日致谢本论文的工作是在我的导师徐洪泽教授的悉心指导下完成的，徐洪泽教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来徐洪泽老师对我的关心和指导。郑伟副教授悉

2、心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向郑伟老师表示衷心的谢意。岳强、钟维峰等老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，周鹏师兄、宿秀元、高春霞等同学对我论文中的系统功能样机研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢父母及家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学斗k。1引言1．1课题背景交通运输是我国国民经济的命脉。当前，我国主要运输装备及核心技术水平与世界先进水平存在较大差距；运输供给能力不

3、足；综合交通体系建设滞后，各种交通方式缺乏综合协调；交通能源消耗与环境污染问题严峻。全面建设小康社会对交通运输提出更高要求，交通科技面临重大战略需求。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》明确提出了促进交通运输向节能、环保和更加安全的方向发展的总体思路。中国煤炭运输主要依靠铁路、公路、沿海和内河水运。铁路是煤炭运输的最主要方式，中国现有铁路总长为7．66万公里，是煤炭运输最主要的通道，承担了75％的煤炭总运量【l】，尽管煤炭运量已占铁路货运量的45％以上，仍然不能满足需求，而铁路线路的增长不可能在短期有所突破，因此这一矛盾

4、难以迅速解决；公路运煤则以短距离运输为主，近几年随着铁路运力的紧张，公路运煤量呈快速增加的势头。货车作为内陆煤炭运输的主要工具，需要大量的柴油燃料，随着石油供求关系的制约，也成为能源经济发展的制约。而且柴油发动机污染严重造成坏境恶化有目共睹，现在节能减排不仅仅是老百姓所关心的，更是我国政府所关注的，是“十一五”重点任务。Tuberail(管轨运输系统)系统是一种有别于既有的轮轨(铁路、城轨)、公路、航空、水路、管道交通运输五种方式的新型非粘着运输方式。Tuberail由管道、车辆、牵引供电与驱动系统、运输组织、运行控制和

5、运输保障等几个子系统组成，是管道运输和轨道运输优势的集成体。具有攀登坡度大(可以攀爬10％的坡度)、占地少、建设经费低、可编组、运量大、运行平稳、易于实现装运卸完全自动化、无噪音、无任何排放、环境友好、耗能低、运营维护成本低等优点，是非铁磁物质货物理想的中短途(200公里以内)运输方式，尤其对我国煤炭产地从坑口到铁路编组站或电厂等直接用户之问煤炭运输和改变我国铁路干线煤运集货模式具有可持续战略意义。管轨运输系统存在着以下的独特性和突出优点【2】：1)Tuberail系统融合了管道运输和铁路运输的优点，既有管道运输的高密闭

6、性、高安全性、环境友好性(无污染)、占地面积小的优点，又有一般铁路运输的可编组和大运量的优点；2)Tuberail系统采用直线电机驱动，由于采用非粘着牵引，车组不但具有优异的爬坡性能，而且能实现真正意义上的全天候运行。管线规划、建设、运营的难度及费用大大降低；3)Tuberail系统的车辆采用全动力配置，每辆车下部都安装有一台直线牵引电机驱动装置，可根据运量需求灵活编组，运能与运量可形成最优匹配；4)Tuberail系统采用全自动无人运行方式，可通过设定最小发车间隔实现近乎连续运输；运输保障系统实时连续监控各子系统和设备

7、运行状态，可实现运营维护成本极小化；5)Tuberail系统采用电力驱动，不直接消耗化石能源，对环境无污染，是一种完全绿色的运输方式；6)Tuberail系统具有可迁移性和可重构性，其各子系统的设计和制造都满足可迁移的技术要求，可异地重新部署投运。如一旦某矿井煤炭枯竭，即可将与之配套的Tuberail系统整体搬迁至新矿井，重新发挥作用，将大大将降低煤炭运输的一次投资；7)Tuberail系统具有可裁剪性，其各子系统的设计和制造都可根据矿井煤炭运量的要求进行灵活地裁剪，更好地适应运量和运输距离的要求。如可根据运能需求和一次

8、投资能力灵活设定管径、轨距、单车载荷等参数，形成同一结构下具有不同几何级电气参数的Tuberail系统。根据世界煤炭研究所估计，世界煤炭成本的70％为运输费用。每年至少为80亿美元。中国是最大产煤国，每年煤炭产量为20亿吨，占全球的五分之二。由于中国石油资源匮乏，占一次能源消费比重高达2／3以上的煤炭是中国能源的基础