《新能源有轨车辆与车地通信关键技术研发及其应用》

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世界经济的快速发展对能源的依赖程度越来越大,以石油、煤炭等为代表的传统能源的大量使用造成了一系列的环境问题,坚持可持续发展的绿色有轨交通是解决这些问题的有效措施之一,近年来新能源由于其混合动力特性、环境友好开始进入人们视线,现代有轨车凭借载客量大、节能环保、快速便捷等优点得到广泛应用。车地无线通信系统作为现代有轨电车运营系统中重要组成部分,直接关系着行车安全与运行效率,可信而高效的车-地无线通信系统是保证列车指挥调度、运行安全的关键。动力新能源和可信的车地无线通信系统是近年来有轨车二个重要技术攻关方向,在国家部委重点项目和产学研项目等支持下。该项目聚焦有轨电车产业发展的瓶颈问题,在编解码核心算法、复合动力有轨车工作原理与功率跟随控制、动力锂电池荷电量模型、超级电容模型等几个层面协同开展深入的技术攻关,着力推动有轨车新能源电动混合动力与车地无线通信系统关键技术创新,打造战略性新型产业发展基础。主要创新成果如下:

1、项目利用地面储能、智能化控制、超级电容地面快充等先进新技术,攻克城市公共交通“车载复合电动力,地面双模智能供电”两大核心技术,创新开发车载动力电源和地面双模智能供电系统两大核心新产品,改善城市公交能源消耗结构,实现有轨车动力能源“以电代油”转变。

2、项目建立有轨车动力学模型、牵引电机模型、电池功率-SOC模型,分析了动力锂电池和超级电容组成的不同拓扑结构的优缺点,提出一种新能源动力并联拓扑结构的功率跟随控制策略。

3、针对车地通信中多径衰落和移动信道对信息传输影响难题。项目研究提出了LDPC码在下一代铁路通信数字信息可信传输中的应用;在编码方面提出了一种基于度量-并行反向替代LDPC编码实现方法。该方法可以通过移位寄存器实现编码,节省存储空间,新构造的码具有准循环的结构,易于硬件实现。

4、针对车-地信息可信传输的高吞吐量和低误码率的技术要求,项目研究了提高吞吐量和减少译码复杂度的规则和不规则译码算法和结构设计方法,在对Turbo译码信息算法优化的基础上,提出了一种基于递推BCJR算法的并行SISO信息更新机制和实现方法,算法的主要优点是:1)相同迭代次数时,收敛速度得到提高;2)在高信噪比时,编码增益获得了提高;3)减少了存储开销和译码复杂度。

5、对接国家新能源有轨车系统培育与发展战略,建立有轨车新能源电动与车地通信系统关键技术应用系统,探索和创新位置服务应用和市场推广模式,带动了中国有轨电车产业发展。该项目技术研发和产业化应用过程中,获授权发明专利7项,实用新型专利2项、软件著作权3项,发表SCI/EI收录论文14篇、中文核心论文5篇,研发成果整体技术水平达到国内领先,项目成果取得了广泛应用:

该项目新增产值约13940万元,新增利润约4980余万元,推动了中国新能源和车地通信技术的产发展。

成果说明

上海应用技术大学、同济大学、江苏中辆科技有限公司等项目组研发团队自2011年开展有轨车辆双模智能供电与车地通信技术关键技术研发与推广应用工作,针对车地通信信道编解码方法、动力电池智能高效及储能控制技术及其产业化应用进行联合技术攻关,该项目研究过程中,获得授权发明专利7项、实用新型专利4项,软件著作权登记3项,发表高质量研究论文18篇。 相关技术成果已通过技术合作进行了产业化推广应用,主要应用在以下几个公司产品中:(1)江苏中辆科技有限公司(新能源电动有轨车辆及地面双模智能车地通信系统);(2)江西天翌光电

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