青藏线空调列车内污染物浓度场的数值研究

以青藏线25T型空调列车为研究对象,采用CFD软件中的湍流Realizable k-ε模型对列车运行过程中车内污染物浓度沿线变化进行了数值模拟。结果表明:太阳辐射沿线变化对车内热环境的影响显著,车内温度场、速度场和污染物浓度场之间的耦合作用导致列车行经不同站点时车内污染物的空间分布和迁移特性存在显著差异。自车室端门至中截面方向,CO2浓度呈脉动状分布并逐渐增大,并且在整个运行线路上保持了较好的一致性;送风口关于车室纵向对称轴线的对称布置与座椅的不对称布置对三人座椅区和二人座椅区的CO2浓度分布有一定影响;靠近车室两侧壁附近区域的CO2浓度较高,部分工况下超出了空气质量标准规定值的2~3倍,但过道处的CO2浓度则维持在0.1%左右,符合室内空气质量要求。本文对青藏线空调列车内污染物浓度的沿线动态变化研究,对于优化空调系统运行模式和改善车内空气品质具有重要的理论指导意义。     

运行中地铁列车的车内外压力变化特性研究

通过对我国某型地铁列车进行隧道空气动力学实车线路试验,得到地铁列车实际运行过程中车内、外压力变化规律。试验结果表明:该型地铁列车车内压力变化满足我国地铁设计规范舒适度评价标准及美国地铁人体舒适度评价标准。地铁列车运行过程中,最长隧道区间的车内、外压力变化幅值明显大于其它隧道;列车以不同速度和模式运行中,车内1.0 s、1.7 s、3.0 s时的压力变化幅值和车外各测点压力变化幅值均不相同,车体表面测点压力变化由车头至车尾方向呈逐渐减小的趋势。     

80 km/h B型地铁列车隧道内运行空气动力学试验研究

为探明80 km/h B型地铁列车在隧道内运行时空气动力学效应,采用实车试验方法,在南宁某隧道直径为5.4 m的全地下线路开展空气动力学测试,分析列车在隧道内运行时,车内外气压波动情况以及车内耳压舒适度情况。研究结果表明：列车以80 km/h速度通过隧道内中间风井位置时,车内外压力波动剧烈,车外与车内测点峰峰值分别为1 452 Pa与923.4 Pa;列车在车内外压力波动剧烈时,车外各测点压力差异大,车内各测点压力差异小,车外各测点峰峰值的均方差值为车内各测点峰峰值的均方差值的9.6倍;列车在非风井区间运行时耳压舒适度良好,而在风井区间运行时有造成乘客耳压不舒适的风险。研究结果可为80 km/h速度等级地铁列车耳压舒适度的评估和改善提供参考。     

列车空调室外综合温度场的确定与探讨

通过分析空气温度、太阳辐射、长波辐射、列车行驶速度等影响列车壁面综合温度的主要因素,建立铁路沿线通用综合温度场计算模型,给出了基于时变和域变的室外综合温度场。当列车静止时,列车外壁仅存在自然对流换热,因此受辐射影响剧烈,午间温度最高时可超过80℃;列车速度提高可以增强车壁的对流换热系数,进而减小辐射的影响,降低壁面综合温度。当列车以100 km.h-1运行时,车壁最高温度为45℃左右。因此,提高列车运行速度对列车节能是有利的。模型反映了列车运行时各壁面综合温度随列车时空变化而变化的规律,可方便地应用于列车空调的动态负荷计算、设计及运行控制。     

快速地铁列车过隧道压力变化特性实车试验研究

为研究快速地铁列车在隧道内运行时的“列车-隧道”耦合空气动力特性，在杭海城际铁路开展实车试验，分别对列车以100 km/h与120 km/h的速度通过隧道时的车内外压力变化情况进行研究，计算压力峰-峰值、3 s压力变化幅值与1.7 s压力变化幅值，对比列车进隧道与出隧道过程中车内外压力变化情况，分析不同车辆编组位置与不同列车运行速度对车内外压力变化的影响，研究空调机组状态与车内压力变化幅值之间的关系。研究结果表明，快速地铁列车进出隧道过程中压力变化幅值相近；列车进入隧道并在隧道内运行时，尾车车内压力变化速率最快，车外压力峰-峰值从头车向尾车逐渐减小，而车内压力峰-峰值沿车长方向基本不变；当列车速度不同时，车内外压力对比应在无量纲时间下进行，随着列车速度的增大，车内外压力峰-峰值增大，压力变化速率加快；关闭空调机组可以显著减小车内压力变化速率，可为乘客舒适性研究提供参考。     

面向川藏铁路的机车车辆运行基本阻力研究

川藏铁路沿途地形落差极大,全路段最高海拔为4 475 m,最低气压为60.2 kPa,最低气温为-30.6℃,这些因素会对机车车辆运行基本阻力产生影响。通过调研川藏铁路"雅安—昌都"之间各站点气象数据,根据列车运行基本阻力公式,分析川藏铁路沿线气压(海拔)与温度变化对机车车辆运行基本阻力的影响。研究结果表明,列车运行基本阻力与线路环境的气压(海拔)和温度密切相关;海拔的增高导致列车承受的空气阻力减小,而温度的降低使列车承受的空气阻力和机械阻力增大;与平原地区的气候环境相比,川藏铁路沿线海拔变化对动车组运行基本阻力的影响在70%左右,而温度变化对动车组运行基本阻力的影响在17%左右。研究成果可为在川藏铁路特殊高原气象环境条件下的列车牵引计算提供参考。     

地铁中间风井前变速运行对乘客舒适性影响

地铁高速通过隧道中间风井,列车车体内外都会产生较强的压力波动,严重时会影响司乘人员舒适性.采用数值计算方法对地铁列车变速通过中间风井的气动效应进行数值模拟,研究不同参数对车体表面压力分布规律,并以车内压力变化率和3 s内压力变化评价标准评估车内乘客舒适性.研究结果表明:距离中间风井100 m处变速车体表面测点压力峰峰值均大于变速位置为200 m和300 m时对应的测点压力峰峰值,分别大4.68％和6.46％.将车速120 km/h降为100 km/h,变速位置为300 m时分别比变速位置为100 m和200 m时车内压力变化少10.72％和5.07％.列车在中间风井前200 m以上减速至100 km/h以下,能明显缓解通过风井时车内压力变化,满足车内乘员舒适性要求.     

高原动车组主动压力保护技术分析研究

列车驶入隧道时会产生剧烈的压力波动，对车内人员的耳感舒适性有重要影响。在高海拔、大坡度环境下，车内外压力变化还要叠加海拔变化的影响，车内人员的耳感不适性问题将更加复杂。文章采用一维可压缩非定常不等熵流动模型黎曼变量特征线法和考虑连续换气风机工作的车内压力计算方法，分别在隧道单列车通过和中央等速交会情景下进行了车内外压力变化特征研究，并基于国内高速列车主动压力保护技术，对比了采用高静压风机和低静压风机的车内压力保护效果，最后结合UIC标准和国内民航舒适性标准限值进行了车内压力舒适性评价。研究表明，高静压风机对车内压力瞬变的抑制作用明显优于低静压风机，低静压风机车内每1 s、3 s和10 s内最大压力变化量分别高于高静压风机约100%～600%,且350 km/h速度等级列车的高静压风机对车内压力抑制作用略优于250 km/h速度等级列车。     

唐古拉站完成扩能改造

正7月27日,青藏铁路唐古拉站扩能改造新增轨道施工全部完成。唐古拉站海拔5 000多米,是青藏铁路海拔最高点,属于青藏铁路高海拔列车会让站。此次唐古拉站扩能改造施工,主要对该站1、3道到发线进行延长增铺轨道     

高速动车组被动式压力保护系统舒适性测试与优化

针对“复兴号”动车组在经过部分隧道多、海拔落差大的路线时出现乘客耳鸣及车体变形等问题，对西成线在线运营的“复兴号”动车组进行了实车跟踪测试，测试结果与理论分析结果一致，即当高速列车连续穿越海拔变化的隧道群时，为了保证车内压力处于相对稳定状态，压力保护阀长时间处于关闭状态。当列车驶出隧道后，因海拔高度和连续隧道的综合影响，车厢内外压差较大，若此时压力保护阀强制开启，列车内外压力在短时间内会迅速达到平衡，从而导致车内压力变化剧烈。文章采用数据分析的方法对被动式压力保护系统的开闭阀、强制开阀逻辑进行了优化，并通过增加泄压模式来降低车内外压差。经测试，优化后的车内1 s、3 s、10 s和60 s的最大压力变化率分别降低了68%、80%、83%和59%,远低于车内压力控制标准，人体感受较好，提高了乘客的乘坐舒适性和列车的运行安全性。     

高速列车车内噪声声品质客观评价分析

对高速列车在不同运行速度下司机室、客室的内部噪声分别进行了现场测试.使用线性声压级、A声级和特征响度分析了速度为330km/h时车内噪声的频谱特性,确定其显著频率范围.基于心理声学声品质参量即响度、尖锐度、粗糙度和抖动强度,对车内噪声进行声品质客观评价.研究结果表明,使用特征响度分析车内噪声能更准确地反映引起人耳响度感觉变化的频率成分.随着速度不断提高,各测点位置的响度不断增大,尤其是头车的司机室,这可能与头车受到更显著的气动作用有关.通过车内声品质响度分析和评价,发现车内噪声环境需要进一步改进以满足人类听觉舒适性的要求,特别是司机室和客室心盘位置,应对其采取相应减振降噪措施.     

地铁车辆通过隧道时车内外压力波动特性研究

地铁车辆通过隧道时引起的车内外压力波动会对司乘人员造成不适感或危害。文章通过线路试验方法研究了地铁车辆通过隧道时车外压力和车内压力的波动特性,分析隧道截面及车速变化对车内外压力的影响。试验结果表明:隧道截面变化会导致车内压力与车外压力的波动,且车辆通过通风井时会产生明显的压力波动;司机室头车两侧侧窗车外压力变化趋势相同,司机室车内压力幅值大于客室压力幅值;列车分别以80 km/h与90 km/h运行时,90 km/h速度下的车外压力幅值与车内压力幅值均大于80 km/h相对应的数值,且均发生在列车进入隧道时,隧道截面变化时与通过通风井时。     

青藏铁路旅客列车富氧技术条件研究

选择到拉萨的2列试验车和2列运营车,进行车内空气环境和人体影响试验研究.结果表明:格拉段车内氧气分压为12.78～13.70 kPa,同一列车各席别间氧气含量没有显著性差异,海拔高差使车内氧气平均下降0.133 kPa/100 m,车内满员使车内氧气分压比车外平均下降0.400 kPa;二氧化碳蓄积主要取决于旅客列车的满员程度;季节变化会引起人体生理适应性差异;随着海拔的升高车内人员高原反应症状发生率增加,当车内氧气含量达到相当于海拔3000～3 500 m的空气中的氧气含量时,可使旅客高原反应得到有效控制.根据试验研究结果确定高原富氧技术条件:提出高原旅客车最小供氧量计算公式;确定在海拔高度4 000～5000 m时高原旅客列车富氧控制标准、二氧化碳浓度建议标准;提出车内温度不得低于冬季18℃、夏季24℃;加强个体供氧管的使用、重点区段的供氧和巡诊.以此富氧技术条件可以满足现行用氧安全标准、车内空气洁净度和旅客高原反应控制的技术要求.     

和谐号CRH380动车组列车车内压力测试与分析

开发了一种车载无线压力测试系统,对和谐号CRH380动车组的车内空气压力进行长期跟踪,系统地分析了该动车组在明线、隧道、会车等不同运营线路状态下的空气压力变化情况.结果 表明,动车组列车通过明线时,车内各测点压力波动特征值变化趋势基本一致,且车内压力波动与运营里程、镟修周期关系不大;动车组列车以相同运行速度通过不同长度...     

高速列车通过高海拔大坡度隧道车内外压力波特性

为研究高速列车通过高海拔、大坡度和特长隧道下压力波的特性，基于一维可压缩非定常不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线法模拟列车通过隧道时的车外压力，采用时间常数法计算车内压力；分别利用国外数值模拟结果和国内西成高铁实车试验数据，验证方法的合理性和准确性；以速度200 km·h-1的单列8编组高速列车为研究对象，分析列车通过4种海拔、5种坡度和4种长度组成的不同隧道时，车内外压力波动和最值的变化规律。结果表明：隧道内初始压力是影响车内外压力幅值的根本原因；车内外最大正、负压均随隧道海拔的升高而线性减小，随隧道坡度和长度的增加而线性增大；与下坡相比，列车上坡运行时车内的压力舒适性更为恶劣、气密性要求更高；列车上、下坡通过坡度30‰、进口端海拔4 500 m、长42 km隧道时，车外最大正、负压分别为9.85和-9.63 kPa，列车动态气密时间常数不应小于1 713 s。     

基于移动通讯网络的提速列车接近报警系统研究

提出了一种新的提速列车接近报警方案,它以铁路移动通讯网络（GSM-R）为基础,结合全球定位系统（GPS）和铁路地理信息系统（GIS）,实时监测在线运行列车的位置和速度,通过计算机网络汇总数据到报警服务器,由报警服务器向有报警接收设备的报警点发送报警信息。该方案的优势在于可在全铁路范围内实时、动态传送在线运行列车速度、方位,自动推算列车接近时间等报警防护信息,更有效的实现列车安全运行,保障沿线施工人员生命和财产安全。     

时速120 km地铁列车气密性设计与试验

以某时速为120 km速度等级的地铁列车为研究对象，基于密封指数及静态和动态密封指数的定义，采用仿真分析和实验室试验的方法并结合相关标准指标要求，对整车进行气密性设计与试制；通过现场空气动力学试验，对整车全线运行及通过短桥隧和人防门时的车内外压力变化情况及车内压力舒适度和动态密封指数进行分析。结果表明：车体和车门对整车静态气密性影响比例之和为90%以上，设计试制时须重点关注车体和车门的密封性能；列车全线运行时压力变化剧烈位置为短桥隧和人防门2处变截面位置，列车通过时头车车内的3 s内压力变化幅值较车外减小43%～67%，列车具有良好的气密性；列车全线运行时车内压力舒适度满足行业相关标准要求，但列车通过人防门时动态密封指数不满足行业相关标准要求，这与该处人防门设计的合理性和相关标准对地铁列车动态密封指数要求的合理性有很大的关系。     

轨道车辆声学实验室引领技术创新

轨道交通是国民经济大动脉、关键基础设施和重大民生工程,是综合交通运输体系的骨干和主要交通方式之一,在我国经济社会发展中的地位和作用至关重要。随着人们生活水平的提高、环保意识的加强以及噪声防治相关法律的强制实施,轨道交通列车噪声问题日益突出,受到了社会上的广泛关注。轨道交通列车噪声问题通常包括车外噪声问题和车内噪声问题两大部分。列车车外噪声主要是对高速铁路沿线环境造成污染,车内噪声则影响车内司乘人员的乘坐舒适性。     

列车空调新风量和制冷量的自动调节

目前铁路列车空调采用固定新风量的新风供给方式,当客流量比较大时,CO2浓度超标,车内空气品质不佳,影响乘客的身心健康;靠启停压缩机调节制冷量的办法不能完全适应车内负荷的变化,从而造成车内温度波动大,不能满足乘客的热舒适要求。本文提出采用新风量和制冷量综合自动调节办法,可以控制车内CO2浓度和温度,提高车内空气品质,满足乘客热舒适要求。     

350km/h以上高速列车观光区噪声特性及其评价研究

基于现场测试,对350～400km/h速度下的高速列车车内观光区噪声特性进行分析,明确了350km/h以上区域车内噪声的动态特性及其随速度的变化规律。在考虑对其评价时,由于国内外对高速列车的噪声评价还没有统一标准,目前基本在沿用A声级。但是,A声级在噪声测量和评价中存在不足。为了研究A声级能否作为高速列车车内噪声评价的合理指标,以及其他噪声评价指标对高速列车车内噪声评价的可行性,采用不同噪声评价指标对350km/h以上高速列车车内噪声进行评价研究。研究结果表明:350km/h以上高速列车车内观光区噪声具有显著的中低频特性,采用A声级评价会低估车内噪声的影响程度,选择响度、噪度、NR曲线和RC曲线等噪声评价指标作为辅助,可以更准确地体现司乘人员对高速列车车内噪声的主观感受。本文的相关研究结果可为高速列车车内噪声评价标准的制定提供依据。