铁路动力学最新研发成果

铁路动力学主要探索由铁路系统自身特征所引起的动力学问题的技术解决方案。日本铁路综合技术研究所(RTRI)一直致力于解决铁路领域诸多动力学问题。为了加快研发进度,自2010年以来,RTRI一直致力于应用高性能计算技术开发"铁路仿真器"形式的逻辑仿真工具。该仿真器研究主要集中在边界区域的相互作用,如车轮/钢轨/轨道结构、受电弓/接触网等等。主要介绍了当前该领域的研究活动,包括专门以实现更安全、更可靠的铁路系统为目标的铁路仿真器的开发。     

供电技术新课题

当日本因东北太平洋地震而失去主要电力供应之后,节约能源已经成为日本铁路运营商关注的核心问题。其后,RTRI(日本铁路技术研究所)研发部门将研发重点转移到供电技术上。与此同时,21世纪前半叶,日本面临出生率下滑、社会老龄化、人口下降等问题,从而直接导致劳动力下降。因此,对于RTRI来说,免维护技术成为另一项重要课题。文章阐述了RTRI近期针对供电技术进行的相关工作。     

轨道交通列车音频环路乘客助听系统应用研究

为提高助听器使用者收听语言的清晰度,助听系统被广泛应用在包括轨道交通列车在内的各种公共场合.目前应用最广泛的助听系统为音频感应环路系统,其基本原理是利用感应线圈环路为覆盖区域内的助听器提供磁场信号,再通过助听器中的T型线圈将磁场信号转换得到声音信号.介绍了音频感应环路系统在轨道交通列车中的应用情况,并针对轨道交通列车实际情况,对助听系统设计布置中的车体结构、金属干扰、功率匹配等影响因素进行了研究.介绍了轨道交通列车乘客助听系统的测试标准和测试方法.     

减少车内结构噪声的悬挂地板结构

作为降低铁道车辆车内噪声研究的一部分,日本铁道综合技术研究所(RTRI)研究了动车车体的振动特性。发现结构侧板的垂向振动比地板面板的要小。因此,为降低转向架结构噪声,RTRI开发了一种将地板面板悬挂在结构侧板的悬挂地板结构,并制作了几个样品,用静止车辆进行了激励试验。结果表明可降低地板面板辐射的噪声级。     

车辆技术的最新研发成果

在2018—2019财年,日本铁道综合技术研究所(RTRI)进行了近300个项目的研究。其中有48项涉及到铁道车辆技术,涵盖提高列车运行速度、改善乘坐舒适度等范围广泛的实用领域,车辆的运行稳定性和可靠性等应用研究,以及导致车轮磨耗机理的基础研究。文章阐述了研究中的3个科目,即"转向架蛇行运动稳定性的评定"、"既确保运行稳定性又确保曲线通过性能的主动转向架构架导向系统"和"基于轴箱与评定点之间的传递特性,根据运行状况预测转向架振动的技术"。     

日本变轨距列车及其转向架的发展与运用(续完)

正4第二代变轨距列车4.1概况第二代GCT01-200变轨距列车以日本E3系新干线列车为基础,于2002年8月由日本铁道建设公团(JRTT)委托RTRI进行开发,RTRI联合JR西日本、JR四国、JR九州、日立制作所、住友金属等企业共同开发,头车形状见图9。列车为3辆编组,全部为动车,牵引电机采用永磁电机,中间车装有启动式倾摆机构,车辆在通过曲线时可使车体向曲线内侧倾摆,仅GCT01-202号车安装了座椅,进行了包括乘坐舒适性     

“网络铁路”新概念

日本铁路技术研究所(RTRI)正在实施一项采用多媒体信息技术、命名为“网络铁路”(CyberRail)的计划。该计划预计     

为电磁振动试验而设计的REBCO磁体的监视与保护方法

稀土钡铜氧化物(REBCO)是一种高温超导材料,由于其在高磁场环境中的电流密度高而适于用作磁悬浮列车车载磁体。制作出了REBCO实尺线圈,并确认了其基本性能。该研究的下一步工作是,对采用REBCO实尺线圈的地面线圈进行电磁振动试验。由于电磁振动试验通常需要几周时间才能完成,所以REBCO磁体需要一种监视保护系统。评定了一种高灵敏度的线圈电压检测方法。     

考虑实测横向振动加速度的倾覆临界风速的评定

由日本铁路综合技术研究所(RTRI)的详细方程得出的倾覆临界风速往往低于经验估算速度,因为它假定了最坏情况的叠加。为了提高评定的准确性,以前的研究主要集中于对计算结果影响最大的气动力的评定,而对横向振动惯性力进行的研究很少。因此,为评定反映实际情况的倾覆临界风速,根据横向振动加速度实测值对评定方法进行了检查。     

使用燃料电池的铁道车辆转向架驱动试验

在全球环保的号召下,世界各地对节约能源和降低环境负担的要求与日俱增.因此,使用以氢作为洁净、高效能源的燃料电池来驱动车辆正引起人们的关注.日本铁道技术综研所(RTRI)根据过去的研究成果,于2001年开始开发使用燃料电池的铁道车辆,并报道了用铁道车辆转向架进行驱动试验的结果.     

日本铁路有关与噪声作斗争的研究

为了在列车运行条件下搞清楚噪声发生的机理以及评估和减轻负面的噪声现象,日本铁路技术研究所(RTRI)使用现场试验、实验室试验、数字模拟和其他方法,开展了有关的试验研究。     

用热成像技术改进轮轨接触定位方法

根据热成像方法,提出了一种接触点数字化处理的新型方法。通过实车在RTRI试验线上进行了接触位置的定位试验。试验结果表明,当车辆在适用于热像摄像机的条件运行时,可精确识别轮轨间的接触位置。此外还介绍了如何将该方法应用于脱轨试验。     

广铁集团呼叫中心系统的研究与实现

系统采用了信息导航、语音合成、中间件、动态流程控制等技术,在该领域处于领先水平.对广铁集团呼叫中心系统与客票系统的关系及呼叫中心的总体结构、系统构成、关键技术、系统安全等方面进行了研究和探讨.     

日本铁路21世纪科研目标

最近,日本铁道综合技术研究所(RTRI)负责人介绍了日本铁路21世纪的科研重点,大致有以下几方面:     

地铁信号仿真培训系统的设计与实现

地铁信号仿真培训系统,主要包括结构组成、功能实现及工作原理.该仿真系统,一方面可完成对有关人员进行安全、高效、实用的培训;另一方面可对地铁信号控制系统的进一步研究提供软硬平台.     

GSM-R直放站综合临近系统的研究

随着铁路GsM.R系统的广泛应用,适用于GsM-R网络覆盖的各个厂商不同型号的直放站开始大量投入使用.为了对各个厂商的直放站设备进行综合监控,保证铁路运输通信的服务质量,介绍一种GsM.R直放站综合监控系统,包括其系统功能和网络结构,并对其中的关键技术问题进行了研究.实验室测试表明,该系统能够对各个厂商的直放站进行综合监控,提高了GSM-R系统中网络覆盖的服务质量.     

线圈位置及特殊路况对轨道交通非接触供电系统的影响

在轨道交通非接触供电系统中,当车辆上接收线圈与轨道上发射线圈相对位置发射变化时,其能量传输效率会发射变化.利用Maxwell软件建立发射线圈与接收线圈的三维模型,仿真得到线圈自电感与互感等参数,并通过Sim-plorer软件搭建基于串联-串联拓扑结构的系统仿真模型,得到不同工况下的供电系统能量传输效率,并深入分析了不同路况对非接触供电系统的影响.     

有轨电车非接触感应耦合空心线圈的选型研究

针对有轨电车非接触感应耦合电能传输系统的核心部分空心变压器空心线圈的选型进行分析和研究。首先对矩形空心线圈和圆形空心线圈的自感和互感进行计算,根据自感和互感计算出耦合系数。结合Matlab软件编程计算,对比分析2种空心线圈的耦合性能随初、次级线圈间隙、线径、初、次级线圈尺寸、初、次级线圈相同及不同尺寸下偏移量变化的影响。结果表明:在尺寸较大时,随着气隙、导线截面半径、线圈尺寸以及初、次级线圈相同尺寸下偏移量的增大,矩形线圈耦合性能都好于圆形线圈。反之,圆形线圈的耦合性能要好于矩形线圈。虽然随着初、次级线圈不同尺寸下偏移量的增大,圆形线圈耦合性能略好于矩形线圈,但其耦合系数远小于相同尺寸下的耦合系数。结合有轨电车大功率、大尺寸的条件,得出有轨电车适合采用初、次级线圈相同尺寸的矩形线圈。     

用于电极裂纹检测的反射式涡流探头设计

列车牵引电机主极焊接处环境狭小、包裹层厚,为实现复杂情况下对主极产生的裂纹进行有效检测,设计一种体积较小的反射式涡流探头。探头由激励线圈、检测线圈组成,针对主极特点对线圈各种参数进行优化,提高灵敏度,增强抗干扰能力。同时进行大量试验验证,证明该传感器对电极裂纹检测的可行性和有效性。此外,该探头同样适用于其他类似裂纹的检测。     

国外信息

日本铁路21世纪科研目标 最近,日本铁道综合技术研究所(RTRI)负责人介绍了日本铁路21世纪的科研重点,大致有以下几方面: 首先是继续进行磁悬浮技术研究。始于1970年的磁悬浮研究在经过宫崎试验线的基础试验后,于1997年4月开始在山梨试验线投入运行试验。1999年4月5辆编组的磁悬浮列车时速达到了552公里,山梨线运行试验的第一阶段于今年3月结束。今后5年的试验内容将是改善空气动力学性能、降低建造和运行成本以及进一步确认系统的可靠性和耐久性。东海道