接触网交流在线防冰与离线融冰原理研究

建立了牵引供电网络交流防冰与融冰回路的简化模型,依据该模型分析了接触网交流防冰与融冰的原理理论,比较研究了电阻器限流模式与电抗器限流模式的防冰与融冰方案,提出通过控制限流电阻器的阻值,促使整个防冰与融冰回路的阻抗发生变化,改变防冰与融冰电流的大小,产生焦耳热防止接触网覆冰或融化覆冰,实现在线防冰与离线融冰功能。     

电气化铁路接触网雨凇覆冰厚度预测模型研究

在分析接触网雨淞覆冰形成机理的基础上,结合电气化铁路的供电原理,参考架空导线的覆冰预测模型得出接触网雨淞覆冰自然增长模型,并根据电热融冰热平衡方程,建立接触网牵引电流等效融冰厚度模型。在该基础上,得出接触网雨淞覆冰厚度预测模型。该模型考虑了接触网覆冰的气象因素,也考虑了牵引电流大小极其持续时间的影响,能够较准确地预测接触网雨淞覆冰的厚度。     

接触网承力索的覆冰厚度在线监测技术研究

接触网覆冰会严重影响列车运行安全,为了及时开展防融冰工作,提出一种高效快捷的基于在线监测的覆冰状态分析方法,实时分析接触网的覆冰状态。分析覆冰形成的气象条件以及接触网覆冰的物理模型;利用Ansys软件仿真分析覆冰对接触网补偿装置补偿位移b值的影响,得出覆冰厚度简单近似计算公式,并通过试验验证其准确性;设计覆冰状态在线监测系统,并将系统投入使用。研究结果表明:当达到一定的环境条件时,接触网会发生覆冰,且接触线与承力索的覆冰形态不同;随着覆冰厚度的增加,接触网补偿装置的补偿位移不断增大,根据承力索补偿位移可以较为准确地计算覆冰厚度;经过一段时间的应用,覆冰在线监测系统可以长期稳定运行。     

火车空调变风量空调系统的节能控制及优化

火车空调系统采用变风量单风道空调系统,具有很大的节能潜力。以车厢内良好的热舒适环境为目标,采用以温度为直接被控参数的间接PMV指标控制法控制空调送风量;新风量的控制则采用焓控制,能充分利用自然冷源,降低系统能耗;最后,提出了变风量系统DDC控制方案。     

铁路空调列车车厢环境改造研究

当前铁路空调列车仅以车内温度为主要控制对象,不能满足现代空调列车发展的需要。通过对铁路空调列车车内温度、空气质量的深入研究,提出了基于模糊数字PID的温控系统以及回风通风、湿度调节、负离子发生器为主体的空气质量控制系统的车厢环境整改方案。该方案以车内温度和空气质量为整体控制对象,弥补了现有空调列车控制所存在的不足,为改善列车车内环境、保证空调列车舒适性提供一种有效的新方法。     

城市轨道交通空调变风量控制对舒适性的影响研究

城市轨道交通具有站间距短、客流分布不均等特点,从城市轨道交通的特殊性入手,结合车内舒适性指标,通过CFD建模方法,对影响车内舒适性的温度场、风速场分布进行分析研究,提出通过对空调系统的变风量控制改善车内舒适度的解决方案,为以后轨道交通车辆空调系统的技术革新提供参考依据。     

接触网融冰防冰问题的分析研究

研究目的:哈大铁路客运专线地处我国东北地区,冬季夜晚寒冷,多雾雪天气.客运专线维修模式为夜间综合维修,其间有相当长的时间没有列车运行,接触导线可能出现覆冰.为了确保列车安全行驶以及接触导线的良好使用,本文针对解决接触网融冰防冰进行分析,提出融冰防冰措施.研究结论:根据覆冰报警感应装置可及时发出除冰信息,实现迅速融冰,避免和降低冰灾事故.接触网融冰采用短路法是简单易行的,并且在接触导线上涂抹防止结冰的材料,可以有效的避免接触导线覆冰;减少由于接触网覆冰导致列车的不安全行驶;减小由于接触网覆冰引起受电弓及接触导线的磨耗,保证乘客的舒适性,因此导线融冰防冰有较好的经济效益.     

40 m跨双片式简支T梁横向加固技术研究

以40 m双片式预应力混凝土简支T梁为研究对象,系统的分析了横隔板的位置、数量和厚度,水平板的位置及长度等参数对梁体自振特性的影响规律。在其影响规律的基础上,提出了合理的加固方案,其横向基频、扭转基频和竖向基频分别提高了27.2%、38.0%和1.5%。     

基于车内环境品质的铁路客车空调实时控制系统研究

针对现有控制方式仅以车内温度为控制对象所存在的弊端,建议以整个车内环境为控制对象,以反映热环境舒适性和车内空气品质的宏观、微观控制指标为依据,将模糊技术和神经网络技术相结合,建立实时控制系统。系统模型分为输入层、计算层和控制层,分别由传感器和主控计算机实现数据实时检测、计算和控制功能,并采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)用于铁路客车中的空调处理过程控制,以实现铁路客车空调实时控制,从而较为全面、有效地改善空调客车车内环境品质。     

基于公路隧道内车辆对火灾影响数值研究

以武汉长江公路隧道为工程背景,利用FDS5.0数值模拟软件建立隧道实体模型,进行火灾数值模拟分析。研究不同火灾热释放率、车辆长度、火源车辆阻塞比以及附近车辆之间间距、附近车辆长度、附近车辆阻塞比6种因素下,隧道内拱顶温度和人平均身高Z=1.70 m处CO浓度的分布规律,并对这6种因素进行敏感性分析。结果表明:隧道的拱顶温度随着热释放率和阻塞比的增加而增加,随着着火车辆长度的增加而减小;Z=1.70 m处CO浓度随着火灾热释放率和车辆长度的增加而增大,随阻塞比的增大而减小;影响隧道火灾的主要因素是热释放率和车辆阻塞比,应有针对性地对这二种因素进行有效的管理。     

浮置板轨道系统动力响应分析

研究目的:随着交通密度的不断增加,荷载不断加重,车速不断提高,交通引起的振动对城市生活环境和工作环境产生极大的影响,交通引起的振动已经成为环境公害。浮置板轨道系统具有良好的减振性能,因而在工程中获得了广泛的应用。研究方法:建立浮置板轨道结构双层连续弹性梁模型,用傅里叶变换法并且借助MATLAB软件编制程序求得了轨道结构的振动响应,得到了传递到地面的最大激振力与激振频率的关系曲线,分析了浮置板弹性支撑刚度、阻尼及浮置板的单位长度质量对浮置板轨道系统减振效果的影响。研究结果:得到了浮置板弹性支撑刚度的合理取值范围为6~30 MN/m,浮置板支撑阻尼的合理取值范围为40~80 kN.s/m,及浮置板的单位长度质量的合理取值范围为2 000~4 000 kg/m。研究结论:浮置板轨道系统对较高激振频率的振动有很好的减振效果,浮置板弹性支撑刚度的取值越小浮置板减振效果越好。     

刚性楔形搭板在均匀地基沉降下的设计优化

桥头跳车产生的直接原因是桥台与路堤的不均匀沉降。本文针对路桥过渡段的不均匀沉降问题,应用ANSYS有限元软件建立轨道路基仿真分析模型,考虑地基均匀沉降模式,研究刚性楔形搭板设计尺寸的优化。研究结果表明:刚性楔形搭板长度对减小沉降、折角影响很大,搭板长度以8~10 m为宜;刚性楔形搭板宽度对减小沉降、折角影响很小,宽度以2.0~2.2 m为宜;刚性楔形搭板整体厚度及厚度变化率对减小沉降、折角影响也很显著。     

新型城市轨道交通接触网融冰方法研究

提出一种新型城市轨道交通接触网融冰方案,其核心思想是利用具有四象限变流功能的中压能馈装置在中压环网与接触网之间形成不断流动的融冰电流,在接触网导线电阻中产生热量使得覆冰融化。基于布尔斯道尔夫理论,研究不同接触网供电制式下的防冰电流、最小融冰电流与最大融冰电流以及给定环境条件和时间内融冰电流的计算与选取方法;提出4种融冰电流循环方式,并通过仿真验证控制策略的有效性,达到预期效果;基于2 MW的中压能馈装置进行融冰模拟试验,通过对试验数据的分析和总结,验证融冰方案的可行性和可靠性。     

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.     

冻雨和覆冰对高速铁路接触网的危害及其防护

接触网遭受冻雨和覆冰灾害,会严重影响其技术状态,进而影响弓网运行关系,造成高速铁路行车安全故障。一方面,要分析接触网覆冰的成因、危害,建立完备的工作预案,采取正确的运行策略。另一方面,要采用科学可靠的技术措施,增加相应的专用设备,实施有效的防冰和融冰。     

基于模态贡献量分析方法的地铁车辆结构降噪优化研究

地铁列车的运行过程中伴随着不同程度的车体板件振动,由此而引起的车体板件辐射噪声是地铁列车车内噪声的重要来源之一。应用模态贡献量分析方法,研究了车体板件的振动对车内场点声压级的影响特性,并通过修改局部板件等效厚度的方式改善车内声场。将地板等效厚度减少2 mm后,场点43 Hz、82 Hz频率处的线性声压级均降低了6 dB以上。通过模态贡献量分析找出对车内噪声贡献较大的模态,并结合其模态振型以及板件节点贡献量分析进行针对性结构优化,这种方法可以起到改善车内场点处声学响应的效果。     

钢弹簧浮置板轨道参数研究

针对钢弹簧浮置板轨道参数变化对其动力特性的影响,选取道床板长度、道床板厚度、弹簧刚度、支承间距、扣件刚度5个参数及其不同水平值,进行正交试验,并建立相应的三维有限元模型。采用模态分析方法对钢弹簧浮置板轨道进行动力特性研究,获得了轨道的固有频率和振型,分析其传导比特性。分析结果表明:影响钢弹簧浮置板轨道低阶固有频率的主要参数是支承间距、道床板厚度和弹簧刚度,而影响高阶固有频率的主要参数是道床板长度;无论参数如何改变,钢弹簧浮置板轨道主要以道床板的振动为主;传导比最大峰值出现在基频附近,且随着道床板长度的增加而增大。     

隧道环境对地铁车内声舒适度的影响研究

运营环境对地铁车内的噪声值起着主要作用，地铁在隧道环境下运行会导致车内噪声提高，声舒适度迅速下降，不仅使乘客无法听清广播内容错过下车地点，而且严重影响乘客的身心健康。目前隧道环境对车内声舒适度的影响仍缺少相关调研和理论研究。基于此，对国内某条地铁线路进行车内外噪声测量，在实测基础上仅考虑轮轨声源对车内的空气传声，并基于声线跟踪法在Odeon软件中建立隧道-车体声学响应模型，进一步研究隧道铺设吸声材料对车内声舒适度的影响，从而得出如下结论：相较明线，隧道区段车内噪声总值增加7 dB(A)左右，乘客正常交流距离仅为0.1～0.2 m，声舒适度极差；相比隧道壁，在轨道板铺设吸声材料车内降噪效果较好。隧道内铺满吸声材料可降低车内噪声值约6 d B(A)，乘客正常交流距离增至0.72 m，声舒适度得到极大改善，仿真结果可为实际工程应用提供一定的参考。     

层间离缝对车辆-CRTSⅢ板式轨道系统响应影响

研究目的:CRTSⅢ型板式无砟轨道层间离缝不仅影响轨道的动力响应,而且危及行车安全。本文以车辆及层间离缝CRTSⅢ型板式无砟轨道系统为研究对象,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立此系统动力学模型,探讨层间离缝宽度及长度对车体加速度、轮轨力、钢轨位移及加速度、轨道板位移及加速度、底座板位移及加速度等动力响应的影响规律。研究结论:(1)当层间离缝纵向长度为1. 2 m,层间离缝宽度超过1. 5 m时,上述动力响应随层间离缝宽度的增大而增大,车体加速度、轮轨力、钢轨位移及加速度增幅不大,但轨道板位移及加速度、底座板位移及加速度增幅显著,特别是轨道板位移及加速度,较正常状态最大增幅分别为121%和81. 9%;(2)层间离缝横向贯穿后,在离缝长度小于1. 2 m时,对车轨系统动力响应影响较小;在离缝长度为1. 2 m至2. 4 m时,系统各部件动力响应明显增大,当离缝扩展至轨道结构中心位置以后,系统各部件动力学响应增大更为明显,尤其是轨道板位移和加速度,较正常状态最大增幅达到18. 87倍和10. 38倍,在离缝长度等于3. 0 m时,钢轨竖向位移达到2. 45 mm,已超过规范要求限值,所以离缝长度应控制在3 m以内;(3)在层间离缝长度为4. 8 m时,车体竖向加速度达到1. 56 m/s2,已超过规范要求限值,危及列车行车安全;(4)本研究结果可为CRTSⅢ型板式无砟轨道层间离缝养护维修工作及行车安全提供指导。     

基于FE-SEA混合法的列车结构噪声降噪研究

基于声固耦合理论,采用有限元-统计能量(FE-SEA)混合法,建立高速列车车体-车内声腔耦合系统结构噪声预测模型,预测了20～500 Hz频段内垂向二系悬挂力激励下的车内结构噪声,并且分析了矿棉、毛毡和玻璃棉三种吸声材料对车内噪声的降噪特性;同时,分别分析了玻璃棉厚度、微穿孔板的孔径和穿孔率对车内噪声的影响。结果表明:在低频段内,微穿孔板对噪声有明显的降噪效果,且孔径小、穿孔率大的微穿孔板对车内噪声的降噪效果更明显;在高频段内,多孔吸声材料对噪声有明显的降噪效果,玻璃棉作为多孔吸声材料时,其厚度越大,降低车内噪声的幅值也越大。