移动自动闭塞仿真系统列车追踪过程的探讨

文章构造了移动自动闭塞的计算机的仿真系统，介绍了仿真系统的总体结构，主要对列车追踪过程进行了探讨，最后阐述了列车运行的仿真结果。     

侧风下钢桁梁对移动高速列车气动特性影响的风洞试验

为探究侧风下钢桁梁结构内部移动高速列车的气动特性,采用研制的桥上移动列车风洞试验测试系统,对侧风下移动列车的气动力进行测试。以沪通长江大桥为工程背景,设计缩尺比为1∶30的钢桁梁和CRH3列车模型,试验系统采用伺服电机驱动,可以实现列车模型的双向加减速,试验模型最大运行速度为15m·s-1,有效采集时间为0.7s;列车模型气动力采用Mini40无线测力天平进行实时采集。采用该试验系统分别对静止列车模型和移动列车模型进行各级风速和车速下的气动力测试。结果表明:采用静止列车模型和移动列车模型模拟得到的列车模型气动力系数有所不同,其中侧向阻力系数和升力系数的差异较为明显;钢桁梁结构对移动列车具有明显的遮蔽效应,列车模型由无桥区进入有桥区时,列车各项气动力系数会发生明显减小,且变化值随着偏航角的增大而增大;对处于钢桁梁结构内部行驶的高速移动列车而言,列车行驶方向的不同会引起列车模型气动力系数的差异,这种差异会随着偏航角的增大而变得逐渐明显,当偏航角大于40°时,移动列车模型在前行方向的侧向阻力系数要小于其回行方向的侧向阻力系数;前行方向升力系数要明显大于回行方向升力系数;相比之下,力矩系数在不同行驶方向下的差异并不明显。     

双线铁路中间站到发线数量配置研究

针对双线铁路中间站多速度等级列车越行方式多样性和相邻列车间隔时间适应性,建立了基于改进概率分析法和组合权重法的到发线数量配置模型.基于相邻列车到达间隔形成的越行条件概率,研究了多个列车到达间隔形成的越行条件概率F(t″),又通过对运行列车组分布特性的相关系数γ取值绝对值化,提出了改进概率分析法,分析了不同越行工况的发生概率;考虑列车越行、列车作业时间因素对到发线数量配置的影响,通过数形结合思想,得出不同影响因素条件下的到发线数量;综合考虑越行工况的主客观影响,建立了基于加权权重偏差取极小值的组合赋权模型,得到双线铁路中间站到发线数量.通过调研铁路中间站验证了该方法既能准确确定越行工况发生概率,从而判断越行难度大小,又能考虑工程投资、运输组织等,为相关设计人员提供参考.同时,参数扰动反映了速差和高等级列车开行对数对到发线数量配置敏感度较高.      

微机列车轴混探测系统

文章介绍的列车轴温信号探测及远程通信系统，将基于微机的红外信号探测及处理与计算机通信技术结合在一起，可以实时地探测和处理正在运行中的列车红外轴温信号，并借助于计算机远程通信系统将信息传回控制中心，以便及时了解列车的热轴情况，保证列车的安全运行。     

考虑驾驶策略的高速列车运行图节能优化方法

为了降低高速列车从始发站至终到站运行的牵引能耗, 研究了针对多列车区间运行时分同步分配的列车运行图节能优化方法。基于高速列车在站间采用的“四阶段”操纵策略构建最优驾驶策略集, 以牵引距离和巡航距离为变化因子, 以牵引能耗和区间运行时分为计算目标, 求解出最优驾驶策略集里牵引能耗与区间运行时分的线性关系。在此基础上构建多列车区间运行时分最优分配的节能运行图模型。模型以牵引能耗最低为目标, 考虑了列车总运行时间约束、变量取值范围约束以及安全间隔时分约束。在模型求解方面, 选取拉格朗日松弛算法, 将复杂约束松弛至目标函数当中, 从而把原问题分解为各区间可独立求解的子问题, 利用次梯度优化的方法得出精确解, 实现了多列车区间运行时分同步分配的目标。以宝兰高速铁路为背景进行算例验证, 结果表明: 通过重新分配区间运行时分, 10列车总共节约了595.958 kW·h牵引能耗, 平均节能率达到了1.2%;从运行图的层面分析, 该算例下通过调整区间运行时分的节能方法对其影响幅度较小, 具有较强的现实意义; 所提出的模型及算法的计算时间为10 s, 针对列车开行对数较多的高速铁路, 可有效提高求解效率。      

基于Visual C++6.0平台的列车牵引计算系统的开发

针对列车牵引计算的特点，先对机车牵引力利用拉格朗日插值公式进行不等距插值，得到任意速度点处的牵引力；然后以距离间隔按近似积分法来解算列车运动方程式。该系统正是基于上述算法，并采用面向对象的Visual C 编程技术开发而成。大量测试数据表明，该系统使用方便、计算结果准确。     

桥塔遮风效应对移动列车气动参数及行车安全的影响

为研究桥塔遮风效应对移动列车气动参数的影响，以沪通长江大桥这一钢桁梁斜拉桥为背景，基于移动列车模型试验装置，设计了缩尺比均为1：30的桁梁、桥塔和CRH3列车模型，依托XNJD-3风洞实验室进行了一系列试验。基于测试结果，分析列车通过桥塔区域时车速、风速以及合成风向角对列车气动参数的影响，并利用风-车-线-桥耦合振动模型分析了桥塔处气动参数突变对CRH3列车行车安全的影响。研究结果表明：桥塔遮风效应对移动列车影响显著，车辆气动参数在桥塔区域呈现突变的现象，升力系数和阻力系数经历了先减小后增大的过程，力矩系数则先增大后减小；风速越低，气动参数曲线在桥塔处的突变程度越大；气动参数曲线的突变宽度远大于桥塔自身的宽度，且车速越高突变宽度越大；合成风向角越小，列车气动参数在桥塔区域的变化越显著；列车离开桥塔区域时，桥塔尾流会造成升力系数和阻力系数局部增大；在考虑桥塔遮风效应的情况下，列车车体加速度在桥塔区域急剧增大，当列车远离桥塔区域时又逐渐减小；桥塔遮风效应会威胁列车的行车安全，未考虑桥塔遮风效应的分析结果是偏不安全的。     

恶劣环境下铁路行车安全研究综述

强风沙、地震、泥石流等恶劣环境严重威胁列车的安全运行，研究和防治铁路自然灾害、确保列车安全运行、保障运输安全畅通已成为铁路科研的重大任务。为了避免恶劣环境导致列车脱轨和倾覆事故发生，针对恶劣环境下铁路行车安全性问题，综述了不同环境下列车脱轨机理和动力学特性、环境测量系统、调度系统、预警系统、控制系统、试验验证、防灾措施等关键环节的研究进展。总结了铁路恶劣环境的分类及特点，分析了不同恶劣环境对列车安全运行关键环节的影响，归纳了不同恶劣环境、路况和车型条件下车辆动力学特性及安全性能指标。梳理了复杂恶劣环境下的铁路行车安全控制方法和措施（如实施限速或紧急停车、道岔及受电弓除冰雪装置、挡风墙或风屏障、铁路监测预警与行车指挥系统等），及在实施相应控制方法和措施的过程中所采取的研究方法（如理论分析、数值计算、风洞试验、在线实车试验等）。展望了恶劣环境下铁路列车安全运行研究的重点和发展趋势。      

移动车辆非定常气动力时域模拟及分析

为了在时域中考虑复数导纳函数,精细化模拟作用在移动列车上的非定常气动力,提出列车复数导纳函数时频变换方法,并建立同时考虑顺风向、横风向和竖向脉动风的移动列车非定常气动力数学模型。首先,推导出相对于移动列车的瞬时风速,并将瞬时风速代入到移动列车风荷载模型中,通过泰勒级数展开和忽略脉动风速、三角函数高阶项,将移动列车非定常气动力表示成关于顺风向、横风向和竖向脉动风的函数。然后,基于有理函数逼近法,将频域的复数导纳函数展开成有理函数项表示,再通过拉普拉斯逆变换实现导纳函数的时频变换,并将变换后的时域导纳函数代入推导的气动力模型中,精细化模拟移动列车非定常气动力。最后,通过与加权函数法对比,验证基于有理函数逼近法模拟移动列车非定常气动力方法的正确性,分析复数导纳函数相位、横风向和竖向脉动风对列车非定常气动力的影响。研究结果表明：有理函数逼近法可以成功实现列车复数导纳函数的时频变换,能够在非定常气动力时域模拟中有效考虑复数导纳函数的相位特性;导纳函数能够降低气动力的峰值,其相位可以使得非定常气动力时程产生“延迟”;横风向和竖向脉动风对列车非定常气动力的贡献不容忽视,能够使得气动力峰值显著增大;在列车非定常气动力模拟中,应该综合考虑复数导纳函数以及横风向和竖向脉动风的影响。研究结果可为移动列车风荷载及风-车-桥耦合振动等相关研究提供参考。     

城市轨道交通列车发车间隔优化研究

随着我国轨道交通线网的日趋形成和完善,轨道交通运营管理的重要性将逐步显现,并将面临更高的挑战和要求。而列车发车间隔作为运营管理的核心,是乘客与运营公司衔接的纽带。正是以此为背景,本文以列车运营公司成本和乘客成本最小化为目标,平均满载率、最大最小发车间隔、任意相邻两车的发车间隔之差这三者为约束,构建了城市轨道交通列车发车间隔优化模型。然后,以某地铁一号线为实例,运用粒子群算法基本原理,优化列车发车间隔,验证了算法的有效性与合理性。