轮轨力测量在高速铁路轨道检测中的应用研究

随着世界高速铁路的快速发展,高速铁路轨道检测技术已突破传统的轨道几何检测,朝着综合检测的方向发展。结合安装在我国新一代高速综合检测列车CRH380B-002的轮轨力检测系统在高速铁路轨道检测中的实际应用情况,介绍了我国在高速铁路轨道综合检测领域的最新研究进展———基于轮轨力测量的高速铁路轨道检测技术,并提出了一种基于轮轨力测量的高速铁路轨道状态评判方法。基于轮轨力测量的轨道检测技术通过安装在固定车辆(一般为轨道检查车)的连续测量测力轮对测量轮轨之间的相互作用力,从对车辆运行安全性和轨道疲劳寿命影响的角度对轨道状态进行检测,指导轨道日常养护。该技术是高速铁路轨道综合检测的重要组成部分,是对传统轨道几何检测的有效补充和完善,它的投入运用将更好的保障高速铁路的安全运营。     

动力学测试平台在高速铁路联调联试中的应用

新建高速铁路线路开通运营前的联调联试,是采用高速综合检测列车对轨道、接触网、通信信号等各类基础设施进行测试,并依据测试结果对缺陷进行整改,直至各系统以及整体满足高速运行及动态验收要求的全过程。动车组动力学专业在联调联试中,通过连续测量测力轮对以及不同位置的振动加速度传感器,实时获取不同速度级下的轮轨力及振动加速度信号,在去除零点漂移和滤波后,计算得到各项平稳性及稳定性指标。脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、平稳性指标等动力学参数均关系到动车组运行安全、轮轨系统磨耗以及乘坐舒适度,因此,动力学测试保证着联调联试全过程的安全底线。介绍高速铁路联调联试中所使用的动力学测试平台及其未来无人值守方向的发展趋势,分析可知旋转遥测技术是未来轮轨力测试的首选方案。依托动力学测试平台在钢轨缺陷诊断及联调联试过程中保障安全的实例,充分证明采用动力学指标阈值对各类短波不平顺及钢轨波磨进行判断准确有效,具有较高的工程应用价值。     

测力轮对连续测量的理论与实践

轮轨力测量是车辆动力学理论与实践的重要环节，利用现车辐板轮制作连续测力轮对是当今轮轨力测量的一个趋势，由于辐板轮应变复杂，没有直观的有效分析方法，测量组桥存在一定的盲目性，有效叉干扰以及接触点偏移影响等影响。本文从数学、力学、控制论等角度对测力轮对原理进行阐述，引入谐波分析建立辐板轮应变的有效分析方法，创造性地将测量组桥归结于数字滤波器设计，从而提出测力轮对连续测量新方法，在大大降低对贴片点位置要     

高速铁路钢轨波磨对车辆—轨道动态响应的影响

在对高速铁路钢轨波磨现场调查、测试的基础上,根据铁道车辆—轨道耦合系统动力学理论,建立高速铁道车辆—板式无砟轨道动力学数值分析模型,采用现场测试得到的高速铁路钢轨波磨数据作为系统激励,研究不同深度的钢轨波磨对高速铁路轮轨相互作用、车辆运行稳定性的影响。结果表明:不同深度的钢轨波磨虽不会改变轮轨力波动的相位特征,但随着钢轨波磨深度的增加,轮轨垂向作用力、轮重减载率和轮对振动加速度均有明显增加,而构架和车体的振动加速度增加很小,可忽略不计;高速铁路钢轨波磨虽不影响乘坐舒适度,但会加速车辆簧下部件的伤损和破坏。     

高速铁路轮轨系统的最优动力设计原则

发展高速铁路是铁路现代化的必然趋势，也是我国旅客运输走出困境的重大决策，高速行车将强化轮轨间的动态相互作用，对行车安全及轮轨系统寿命产生严重影响，为此，本文基于车辆一轨道耦合动力学理论研究结果，提出了高速铁道机车车辆设计的三条原则和高速铁路轨道结构设计的四项措施，从而确保高速铁路轮轨系统具有总体最优动力性能。     

基于测力轮对的轮轨瞬态作用力仿真计算

轮轨力的测试大都采用测力轮对。然后目前的测力轮对尚有以下缺陷：１）测试电桥组成后便不易改动，因此，很难保证所组电桥是最优的。２）测力轮对在投入运行之前，首先要进行标定试验。实验室内可以精确实现垂向加载标定试验，对于横向作用力来说尚无法在轮轨踏面上实现准确加载，从而无法实现横向作用力的准确标定，其载荷的耦合作用更无法预测。针对这一情形，本文提出了对垂向和横向轮轨力进行仿真标定和对轮轨瞬态力进行仿真计     

柔性轮轨下轮轨波磨综合作用的振动特性研究

运用ANSYS联合SIMPACK建立基于柔性轮轨下的某型高速动车组的车辆-轨道耦合振动模型,选取典型的车轮谐波磨耗(20阶,幅值0.01～0.03mm)及钢轨波磨(波长120～150mm,幅值0.01～0.04mm)进行综合分析,对比分析4种模型在不同磨耗下的振动特性。结果表明:模态共振导致柔性体振动幅值大于刚性体振动幅值,而远离模态共振时,柔性体产生的振动幅值小于刚性体振动幅值;考虑轮轨柔性状态时,轮轨非均匀磨耗综合作用产生的轮轨力大于单独考虑轮对或钢轨磨耗时产生的轮轨力;轮轨非均匀磨耗综合作用下产生的轮轨力、轮轨振动加速度随幅值增大而增大,与速度、钢轨波磨波长呈非线性关系;轮轨非均匀磨耗综合作用下,轮对振动加速度及轮轨垂向力呈周期性包络现象。     

轮轨动力学与安全性试验方法对比

我国高速列车与国外轮轨动力学与安全性试验方法不尽相同,且已开通运营里程高达近万公里,所以有必要对轮轨动力学与安全性试验方法进行评估。通过调研整理国内外高速列车轮轨动力学理论研究成果与安全性试验方法,确定了轮轨动力学和安全性试验方法的4方面内容:脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和构架横向稳定性。然后依次从国内外的研究现状、标准限值、测试方法和应用情况等方面进行梳理分析。对比结果显示,我国高速铁路联调联试与车辆型式试验均对4方面内容进行测试,满足高速列车动力学与安全性要求。     

高速列车型面不同磨耗状态下的过岔性能研究分析

基于车辆-道岔耦合系统动力学理论,以国内某型号动车组和客运专线18号道岔为对象,采用多体动力学软件UM建立车辆-道岔耦合动力学模型,分别计算与分析高速列车车轮磨耗状态下轮岔作用及对车辆过岔动力学性能相关问题。模型中考虑了车辆悬挂力元非线性、轮轨接触几何非线性特性等非线性因素,采用更贴合实际的轮轨非椭圆多点接触算法研究高速列车不同运营里程下的型面磨耗对列车通过道岔区间的动力学性能影响。结果表明:型面磨耗会导致轮轨垂向力增大,横向力减小;对车体、构架和轮对垂向振动特性影响大于横向振动特性;对脱轨系数影响较小,对磨耗功率和轮重减载率影响较大;对道岔钢轨振动特性影响横向大于垂向。     

连续测力轮对的数字试验研究

利用现车辐板轮制作连续测力轮对是当今轮轨力测量的一个趋势。然而，在试验室完成测力轮对的贴片与标定是一件十分费事的工作，而且最佳的贴片位置也不容易找到。现提出以有限元为基础的计算机仿真方法，分别对在垂向、横向载荷作用下的车轮辐板上的应变分布进行计算，并和试验结果进行比较，计算机仿真结果和试验结果吻合较好，进而分析计算不同的垂向及横向加载点对车轮辐板观测点应变的影响，寻找最佳贴片位置。这种计算方法可以大大缩短测试轮对的设计及标定周期，寻找最佳贴片位置，提高轮轨力的测试精度。     

新型测力轮对标定试验台研制

在分析国内外测力轮对标定技术现状及不足的基础上,提出了新型测力轮对标定试验台的设计要求和设计目标。研制的TK-LDBD型测力轮对静态标定试验台在实现垂、横、纵三向力的独立及联合精确加载的基础上大幅提升了设备适用范围及标定效率。为高精度连续测量测力轮对的研究及运用提供了技术支撑。     

我国城市轨道交通标准化发展20年回顾

我国城市轨道交通标准化工作始于20世纪80年代,90年代末期开始进入稳定、快速发展时期,经过20年的发展,城市轨道交通标准化工作取得了突破性进展。回顾了近20年我国城市轨道交通标准技术管理、标准制修订工作历程,以及城市轨道交通标准体制改革和探索,标准的实践活动,提出了对城市轨道交通标准化工作的认识与思考。城市轨道交通工程建设、运营及其使用的设备系统(产品)是一套复杂的技术体系,标准化是必然的选择。     

测力轮对划线台的研制

针对连续测力轮对研究、制作过程中对贴片位置的精度要求,研制了TK- LDHX型测力轮对划线台,能快速实现各种测力轮对径向、轴向、基准圆的精确定位划线,为提高测力轮对制作水平及其工艺质量创造了条件.     

北京地铁建设安全管理创新研究

随着地铁建设的迅速发展.建设过程中的安全管理已成为全社会关注的焦点之一.在北京地铁的建设实践中,对安全管理进行创新:制定了一系列涉及工程建设安全的技术标准和指南,建立、实施了安全风险技术管理体系,开发、推广应用了安全风险信息化管理系统,为工程建设的顺利、安全开展奠定了扎实的基础.在新一阶段地铁建设大规模开展的背景下,将进一步创新安全管理手段,不断加强管理,确保工程建设安全.     

铁路企业信息系统软件运维检修作业技术规范研究

针对中国铁路西安局集团有限公司信息系统运维管理的现状,研究了信息系统软件运维检修作业技术规范、检修知识库、专项巡检技术报告机制及关键技术。该研究成果对信息系统软件运维检修作业标准进行了规范和统一,目前,已在中国铁路西安局集团有限公司正式推广应用,显著提升了运维质量。     

地铁工程建设中的环境安全风险技术管理体系

城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点,是一项相当复杂的风险性系统工程.在北京市地铁建设中施行的环境安全风险技术管理体系,其主要内容有岩土工程勘察和环境调查、环境安全分级、邻近建(构)筑物的现状评估、工程环境影响预测和工程环境变形控制标准的制定、环境安全的专项设计、环境安全专项施工方案的编制、监控量测系统等.通过1年多的实施,该体系运转顺畅,可操作性较强,使建设工程的安全有了技术保障.     

CIPS环境下TW-2型驼峰自动化系统的研究

本文主要阐述了比较于自成系统的TW-2型驼峰自动化控制系统，提出在CIPS环境下TW-2系统的技术要求、系统架构和实现方法。文中提及的主要技术要求在目前室内仿真调试阶段已经基本实现，并作为CIPS子系统的一部分于2005年12月通过铁道部技术审查。     

城市轨道交通轨旁安全计算机平台设计

为了满足城市轨道交通对于轨旁安全计算机平台的通用技术需求,介绍了一种安全计算机平台的总体架构、安全原理和设计实现。该平台综合采用了基于安全以太网总线的安全自律技术,完整的在线自检和双通道故障管理技术,以及基于可靠通信的双系切换技术,自主研发,已通过SIL4等级安全认证,并成功应用在基于通信的列车自动控制系统、列车自主运行系统、有轨电车信号系统等多个工程项目中。实际运行情况表明,该平台完全符合安全性,可靠性和多种信号系统通用性的技术需求。     

东莞市市域快速轨道交通规划设计思考

研究目的：我国城市轨道交通已走向快速发展时期，城市轨道交通的发展更加多样性、多元化、多层次和网络化。随着大都市和城市群的发展，市域快速轨道交通的发展越来越受到各界的关注，本文试图通过对东莞市市域快速轨道交通的研究，探讨市域快速轨道交通的技术特征及其规划设计的理念、原则和标准。 研究方法：通过对市域快速轨道交通与城际轨道交通及城市轨道交通在技术特征和客流特征等方面的对比，分析三种轨道交通方式在功能定位和技术特征方面的异同，借鉴国内外市域快速轨道交通的发展经验提出市域轨道交通规划设计原则和技术标准。 研究结果：市域快速轨道交通的客流特征和技术标准等方面介于城市轨道交通和城际轨道交通之间，在采用的技术标准方面应更接近于城市轨道交通标准。 研究结论：为了我国市域快速轨道交通的健康、有序发展，除加强行政区内各层次交通规划编制外，同时应加强区域范围内各行政区相关规划的协调，整合区域内各层次轨道交通成为一个有机的整体，以充分发挥区域交通的功能和效益。     

基于虚拟仪器技术的牵引变电所综合状态测试仪的研制

虚拟测量仪器正在得到广泛的应用，本文介绍了虚拟测量仪器-综合状态测试仪，对其设计思想及技术要点作了简要说明。