基于舒适度的高速铁路线路设计与优化

研究目的:为了进一步提升高速列车旅客乘坐舒适度,在加快改进高速列车性能的同时,更要注重高速铁路线路的设计与优化。为此,针对高速铁路线路参数与舒适度关系进行系统的分析和研究。研究结论:(1)建立了基于线路参数的舒适度评价模型,并确立了相应的评价区间;(2)根据《高速铁路设计规范(试行)》(TB 10621—2009)进行线路参数设计时,既要考虑线路的实际地形及工况,同时还要兼顾旅客舒适度的要求,选择合理的平、竖面曲线参数,才能设计出相对比较合理和旅客满意的线路;(3)通过对基于旅客舒适度的平面曲线半径设计与优化理论的分析和研究,得出了不同设计速度下的平面曲线半径最小推荐值;(4)该研究成果可为今后高速铁路线路设计与优化提供指导。     

高速动车组广义舒适度关键技术分析

分析了高速动车组广义舒适度领域的关键技术以及未来发展的主要趋势。结合广义舒适度的主要内容以及目前现状,分析了影响广义舒适度的重要指标因素,提出了现阶段提升高速列车乘坐舒适性的关键技术。阐述了高速列车广义舒适度发展趋势和未来的主要研究方向。     

北京地铁乘坐舒适度管理信息系统设计与实现

基于国际铁路联盟UIC513标准，结合北京地铁的特点，提出了北京地铁乘坐舒适度计算模型和评价方法，采用ASP.NET MVC+EntityFramework+Bootstrap+JQuery架构，结合Oracle数据库、HighCharts、Matlab等技术设计开发了北京地铁乘坐舒适度管理信息系统。为了验证系统的有效性，在2018年7月26日—10月17日间对北京地铁1号线进行了9次数据采集，通过系统进行数据分析得出的乘坐舒适度较差和较好的站间区间与2018年10月旅客乘坐舒适性调查结果一致。试运行结果表明，本文设计及开发的北京地铁乘坐舒适度管理信息系统是科学有效的，可用于北京地铁乘坐舒适度的管理工作中。     

高速铁路简支梁桥等跨布置的理论研究

分析了等跨布置的铁路简支梁桥在共振速度下的动力特性,及车辆运行平稳性和稳定性.计算表明,等跨布置的简支梁桥在高速范围内会有1～2个共振速度;桥梁的动力系数各孔变化不大,反映旅客乘坐舒适度的列车平稳性指标在前4孔稍有变化,从第5孔开始稳定,说明铁路长桥采用等跨布置是可行的.     

地铁车辆运行舒适度与平稳性评价

作为公共交通工具的地铁车辆,应具备良好的运行平稳性并提供必要的舒适度.在进行旅客乘坐舒适性评价时,除沿用至今的平稳性指标外,UIC 513标准的舒适度指标评定方法也被逐步采用.为加深对舒适度指标的理解,比较其与平稳性指标的异同,结合某地铁车辆测试,阐述了两种评价方法的计算过程与测试结果,分析了各自特点.     

列车纵向冲击的检测与分析

针对列车纵向冲击问题,提出了信号采集与处理方案,设计了一套随车采集和分析系统。文中介绍了系统组成、工作原理及运行过程,初步建立了纵向冲击与旅客乘坐舒适度之间的数学模型,并运用该模型进行了实际演算,取得了预期的效果。     

设备与座椅悬挂参数对列车乘坐舒适性影响分析

建立车辆-设备-座椅的19自由度动力学模型,导出车体、设备及座椅的振动加速度频响函数表达式,以德国垂向轨道不平顺作为轮轨激励,研究有无设备及设备与座椅悬挂参数对高速列车垂向乘坐舒适度的影响规律。研究结果表明:合理设计车下设备与座椅悬挂参数能够改善列车乘坐舒适度。当设备悬挂位置偏离车体中部6.25 m且设备悬挂刚度范围为3.87～6.71 MN/m,座椅悬挂刚度在1.09～1.138 MN/m时,列车各座椅乘坐舒适度能够满足工程要求。     

人类仿真技术在铁路系统中的应用

摘要：对应用于铁路人机工程学的人类仿真方法进行了总结,即一种仿真器是采用虚拟现实技术来模拟环境,例如驾驶仿真器、乘坐舒适度仿真器、铁路车站仿真器等。另一类仿真器则采用计算机仿真技术来评价列车司机工作时承受的精神负担、列车碰撞引起的旅客运动方式及损伤等。     

高速列车空调系统与车内压力控制技术研究

为了避免高速列车空调系统运行引起的压力变化对列车其他系统及乘客的乘坐舒适度造成影响,对如何控制空调系统运行时的车内压力进行了研究,并有效解决了高速列车空调系统运行压力引起的侧门关闭故障。     

改善高速列车的横向乘坐舒适度--半主动悬挂减振装置的应用

在阐述了高速列车乘坐舒适度恶化的原因 ,并对各种解决方法进行比较后 ,提出了几种改善横向乘坐舒适度的方法。侧重介绍了日本新干线列车所采用的半主动悬挂减振装置的机理、特征、在日本的应用情况以及在日本和中国铁路车辆上的试验结果。     

列车系统运行平稳性研究

在车辆动力学模型的基础上,建立由3辆拖车组成的列车动力学模型。建模过程中考虑列车系统中存在的轮轨接触几何关系非线性、轮轨蠕滑率/蠕滑力的非线性、钩缓装置作用力的非线性以及车辆模型一、二系悬挂作用力的非线性等因素。研究车间连接刚度和连接阻尼对列车运行平稳性的影响。仿真结果表明,车间横向连接刚度和横向连接阻尼系数对列车的运行平稳性影响较大,而车间垂向连接刚度和垂向连接阻尼系数对列车的运行平稳性影响很小。在列车中的相邻两车之间安装横向减振器能够有效地提高列车的横向运行平稳性,并能够改善列车的垂向运行平稳性。仿真结果还发现,在转向架悬挂参数相同的情况下,单一车辆的运行平稳性指标大于列车的运行平稳性指标。     

基于有限元的空气弹簧刚度分析

空气弹簧是现代轨道交通车辆的主要减振元件,能有效改善轨道车辆的动力学性能,提高乘坐的舒适性和车辆的运行稳定性。文章利用非线性有限元软件ABAQUS对空气弹簧的垂向刚度与横向刚度进行模拟分析,通过考虑空气弹簧的非线性性质、结构参数等影响空气弹簧刚度的因数,对基于各影响因数下空气弹簧刚度特性进行比较分析。     

改善摆式列车的乘坐舒适度

介绍了日本为改善摆式车辆的乘坐舒适度而开发的新型倾摆控制系统.通过运行试验,确认了该系统在减少晕车发生率、改善乘坐舒适度方面取得的效果,并给出了新的乘坐舒适度评价方法.     

天津地铁1号线车轮损伤原因探究及对策

地铁车辆的车轮踏面异常磨耗是目前较为普遍的问题,如对车轮非正常磨耗不加以控制的话,将会导致车辆动力性能和乘坐舒适度降低,同时缩短车轮使用寿命,增加维修工作量和运营成本。介绍天津地铁1号线车轮损伤的主要4种类型,即轮缘磨耗加快、轮缘偏磨、踏面沟槽、踏面擦伤,并对损伤原因进行分析,最后提出减少车轮损伤措施。     

轨下支承失效对车辆系统动态响应及乘坐舒适度的影响

建立了基于Timoshenko梁模型的非对称车辆/轨道耦合动力学模型,分析轨下支承失效对车辆乘坐舒适度的影响。钢轨被视为弹性离散点支承上的无限长Timoshenko梁,通过假设轨道系统垂向支承刚度沿纵向分布发生突变来模拟轨下支承失效状态。推导了考虑钢轨横向、垂向和扭转运动的轮轨滚动接触蠕滑率计算公式。利用Hertz法向接触理论和沈氏蠕滑理论分别计算轮轨法向力及轮轨滚动接触蠕滑力。采用移动轨下支承模型分析离散的轨枕支承对系统动力响应的影响。利用新型显式积分法求解车辆/轨道耦合动力学系统运动方程。乘坐舒适度评价采用Sperling指标,通过数值分析,得到直线轨道连续从0到6个轨下支承失效对车辆动态响应及乘坐舒适度的影响。结果表明,轨下支承失效对车辆系统位移、加速度有显著的影响,随着轨下支承失效个数的增加,轮轨力和车辆系统的位移、加速度将会急剧增大,乘坐质量和乘坐舒适度指标呈线性增大,但数值很小。     

改善乘坐舒适度的措施

介绍了为改善下一代新干线车辆的乘坐舒适度所采取的措施,包括改善转向架技术参数、采用新型振动控制系统以及新型车体倾摆控制系统等。以上措施可以改善车辆在直线上和曲线上运行时的横向和垂向乘坐舒适度。     

高速铁路线路线形动力仿真及乘坐舒适度评价

建立了面向线路线形分析的车辆-线路动力相互作用模型,并开发了相应程序。其次,分析了适用于线路线形动力仿真的乘坐舒适度评价指标和方法。最后,对最小坡段长度和圆曲线半径对乘坐舒适度影响进行了分析,从动力学角度得到了高速铁路线形核心参数合理取值。研究成果可为高速铁路线形参数合理选取和线路方案动力评价及优化提供理论依据和分析手段。     

基于集成模糊推理的列车运行舒适度评价方法及应用

本文采用加速度变化率评价列车运行的舒适度,应用模糊系统理论提出了3种舒适度评价模型,并实测数据确定了模糊集合的参数.在此基础上,应用集成学习方法将这3种模型的输出集作为列车运行舒适度的综合评价指标.应用北京地铁亦庄线的实测数据对该评价方法进行了验证,结果表明3种模糊模型有较好的一致性,集成学习能增强舒适度评价的精度和鲁棒性.     

高速铁路邻近车站曲线最小半径研究

为了分析研究高速铁路邻近车站曲线最小半径对列车运行安全性与舒适性的影响,运用Simpack软件建立列车-线路动力学仿真模型。从动力学角度分析不同曲线半径对通过列车和停站列车的安全性和舒适性的影响。研究发现:通过列车经过车站邻近曲线时的轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率、列车平稳性指标大于停站车通过车站临近曲线时的相应指标;停站列车通过距离车站较远的圆缓点的轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率、平稳性指标能够满足运行安全性与舒适性需求,考虑富余量,停站列车速度采用通过曲中时的车速是合适的。