高速列车—轨道垂向耦合动力学的研究

探讨高速列车在轨道结构上运行时的垂向耦合振动问题是列车－轨道耦合动力学更深入的理论研究。本文建立了铰接式高速列车－轨道垂向耦合动力学模型及方程，运用新型快速数值积分方法编制了这一大型系统的动力学仿真程序，对铰接式高速列车垂向动力学性能，特别是车辆与车辆之间的耦合振动以及车辆与轨道之间的动力作用进行了系统仿真分析，并与非铰接式高速列车进行了比较。结果表明，铰接式高速列车具有优良的垂向动力性能。     

地铁列车曲线运行振动源强特性分析

城市轨道交通线路的一个重要特征是曲线占比高,当列车通过曲线轨道时,其特殊的振动源强特性产生了与直线轨道不同的环境振动影响,以往计算与评估并未对此做出严谨的考虑,从而带来了较大的评估误差。作为轨道交通环境振动与二次噪声评估的一个重要因素,地铁列车曲线运行产生的振动源强,至今为止尚未研究清楚。为了填补这一空白,本文基于轮轨跟随模式,采用频域解析方法,建立了曲线轨道-车辆动力耦合解析模型,系统深入地研究了地铁曲线轨道源强支反力的振动强度、方向以及频域响应特性,研究了曲线行车时车-轨关键参数与振动源强的因果关系。这将提高曲线轨道振动影响预测的准确性,满足城市轨道交通环境振动影响预测与评估的实际需要。     

推广空轨交通实现心中的梦——访国际空列集团总裁陈长桂先生

悬挂式轨道交通由于具有有效利用城市空。间、运行安全、适应地形能力强、环境效应优越、施工简便、车辆国产化难度小、投入小、见效快、运营维修方便等诸多优点．日益受到世界各地的关注。国际空列集团是致力于推广空中轨道列车技术的全球化公司．其着力推广使用的悬挂式轨道交通叫空中轨道列车（H—Bahn）。空中轨道列车全部知识产权归H—Bahn公司拥有，     

改性聚醚醚酮在轨道交通车辆用电缆中的应用

聚醚醚酮经聚酯醚改性后,可得到性能良好的超薄壁电缆绝缘材料;通过设置合适的加工工艺,生产出超薄壁电缆,具有高强度、高耐磨、耐油、绝缘性优良的性能,同时具有低烟、无卤、阻燃等特性,满足轨道交通车辆用电缆的要求。     

市域列车车内压力保护系统研究与探讨

根据成都市轨道交通18号线车辆内部压力波动控制要求和运行特点,提出一种基于列车实时位置信息的新型车内压力保护方法,通过列车信号系统向TCMS传输列车实时位置信息,TCMS根据获取的位置信息实时控制车内压力波保护风阀,相比传统的被动式压力保护方法,该方法大幅简化系统结构,为市域车辆及快速轨道交通的压力波动控制问题提供一种...     

基于载荷辨识技术的轨道-车辆系统状态安全综合评判

随着我国高速铁路的快速发展,如何对轨道-车辆安全运行状态进行评判是一个复杂课题。结合动力学仿真及数据分析,提出基于轮对抬升量及脱轨系数的综合指标对轨道-车辆安全运行状态进行实时监测、评估。考虑到车轮抬升量不好获取的问题,基于载荷辨识技术,提出车轮抬升量的辨识方法并提出整套轨道-车辆安全运行状态监测、评判流程。基于评判流程对轨道-车辆的安全运营状态进行初步评估。     

基于模糊评判法的城市轨道交通瓷绝缘子剩余寿命评估方法

某城市轨道交通接触网瓷绝缘子已运行近40年，逐渐呈现故障率上升的趋势。该城市轨道交通运维部门提出了对绝缘子剩余寿命进行评估和制定维护策略的需求。根据该城市轨道交通线路不同运行年限绝缘子样本及评估要求，制定了一套涵盖绝缘子表面退化、机械性能及电气性能在内的老化寿命试验方案，并采用模糊评判法对试验数据进行分析，得出城市轨道交通接触网瓷绝缘子的剩余寿命评估结果：机械性能、表面退化及电气性能按权重顺序依次影响瓷绝缘子剩余运行寿命；基于试验及模糊评价理论的剩余寿命评估方法能够评估瓷绝缘子的剩余寿命；机械性能是影响瓷绝缘子运行的核心性能指标，应对老旧瓷绝缘子机械性能进行定期检验，并根据检验结果确定是否需要更换。     

CBTC仿真测试中车辆运动学模型的应用

基于通信的列车控制(CBTC)系统仿真测试,是在模拟城市轨道交通信号系统现场运行环境的基础上,对其关键设备进行测试。车辆特性的模拟是进行仿真测试的重要基础。分析了城市轨道交通列车在运行中的受力情况,建立了车辆动力学模型,以北京地铁亦庄线为实例验证了该模型的正确性。     

曲线轨道不平顺对车辆动力响应影响仿真研究

研究目的:本文旨在通过现场实测和仿真计算研究曲线轨道不平顺对车辆动力特性的影响。首先,利用轨检车实测数据对我国提速线路轨道不平顺与车辆振动加速度之间的关系等进行了统计分析及相关分析,对武九线曲线段的轨道谱也进行了初步估计。其次,采用动力学仿真软件Adams/Rail建立车辆-轨道动力学模型,并以实测数据作为验证手段,分析了轨道不平顺类型、幅值和波长对车辆运行平稳性和安全性的影响,提出了对行车运行有不利影响的不平顺波长范围。研究结论:高低不平顺对列车垂向振动影响显著,轨向不平顺对列车垂向、横向振动均有显著影响,当列车以110 km/h运行时,为了避免列车在不平顺激励下产生共振,应该对2.5 m、3.72 m、20 m和28 m波长的轨道不平顺进行控制。     

基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法研究

瞬态疲劳分析比频域疲劳分析更能反映结构动态特性。该方法因轨道车辆有限元模型太大,仿真时间成本过高而难以被大量、广泛应用。提出基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法。基于Guyan缩减理论,提出子结构模态匹配方法确定动态子结构模型,再对动态子结构模型进行刚柔耦合仿真获得载荷历程。对该模型生成的焊缝子结构模型进行瞬态分析,获得等效结构应力响应时程进行焊缝疲劳寿命评估。以某高速列车焊接车体验证,研究结果表明：所提出方法能考虑轨道车辆刚柔耦合模拟和结构的动态振动特性,与传统方法相比,模态分析时间减少到47%,焊缝疲劳寿命评估结果误差不超过2%,但瞬态仿真时间减少95%。该方法还可以运用于其他焊接结构的瞬态仿真疲劳寿命评估。     

基于双总线的城市轨道交通列车网络主控设备冗余控制设计

以某在研的新型城市轨道交通车辆的列车控制与管理系统的设计研发工作为依托,从提高列车运行安全的角度出发,提出了在配置两种控制总线的列车上网络主控设备同时实现总线级和设备级热备冗余控制的设计思路,并在软件实现后进行了实验室模拟,验证了该设计在保证控制系统运行稳定性的同时,使热备冗余功能得到了优化。研究成果为未来轨道交通车辆的列车控制与管理系统设计提供了借鉴。     

系列化中国标准地铁主要部件对车辆火灾热释放速率的影响研究

随着社会经济发展，地铁车辆已成为我国现代交通的重要基础设施。热释放速率是轨道交通车辆防火设计、火灾安全评估和隧道通风系统设计的重要参数，然而现有地铁列车火灾燃烧特性的研究结果并不能反映出车内主要部件对火灾热释放速率的影响。为了有效地对地铁列车结构和防火设计提供指导，基于系列化中国标准地铁列车实际结构，根据材料燃烧试验测试得到的车内非金属可燃材料的燃烧特性参数，建立车辆火灾的数值计算模型，通过数值计算方法模拟采用不同燃烧特性材料时的车内火灾蔓延过程，对比分析顶板、侧墙、座椅和地板4种车内主要部件对车辆火灾热释放速率的影响。研究表明，地铁车厢内主要部件对热释放速率的影响程度与火灾蔓延顺序、部件空间位置有关，影响程度由大到小依次为顶板、侧墙、座椅、地板。     

城轨车辆结构服役寿命评估体系研究

目前国内已有多个城市运营的城轨车辆到达设计半寿命期或第二次大修期，甚至部分批次列车已接近30年设计寿命，相关运营公司对处于寿命中后期的车辆能否安全运营、能否延寿及如何延寿等问题格外关注，因此，开展系统性、综合性的城轨车辆结构服役寿命评估体系研究势在必行。通过对国内主要城轨运营公司需求调研，以及对国内外轨道车辆寿命评估技术研究，结合无损检测、理化分析、有限元分析、台架试验、线路试验、疲劳强度及断裂力学等学科，以及北京、广州、上海、天津等多个城轨车辆服役寿命评估项目工程经验，形成了全面、系统的城轨车辆结构服役寿命评估体系框架及流程，为后续开展城轨车辆结构服役寿命评估提供了借鉴和指导，并为形成科学完整的城轨车辆结构服役寿命评估标准奠定了基础。     

基于移动单元法的高速铁路轨道不平顺特性研究

轨道不平顺不仅是引起列车和轨道振动的主要激扰，也是影响列车安全平稳运行的重要因素。为分析中国高速铁路轨道不平顺谱的特性及其对列车运行的影响，采用移动单元法建立考虑离散支撑的无砟轨道-车辆耦合模型，将逆傅里叶变换得到的中国轨道不平顺谱时域样本作为轮轨激励输入，通过编程数值计算分别研究列车速度、不平顺幅值和波长对轨道-列车系统动力响应的影响。研究表明：基于移动单元法建立的无砟轨道-车辆耦合模型的计算结果与有限元模拟结果吻合良好，移动单元模型准确可靠；轨道高低不平顺的幅值和波长特性均对系统的竖向动力响应有着显著影响，随着幅值增大和较短波长成分增加，轨道位移和轮轨接触力明显增大，其中2 m左右的不平顺波会对轮轨动力特性产生显著影响；此外，较高的车速会加剧系统的竖向动力响应。     

风载对高速列车蛇行运动稳定性影响

采用空气动力学和车辆动力学2种分析方法，建立考虑横风作用的高速列车空气动力学模型，分析不同风速及车速条件下列车所受的气动载荷特性变化规律；建立车辆-轨道耦合动力学模型，对高速列车在不同风速横风和轨道不平顺组合作用下头车、尾车和中间车的蛇行失稳临界速度、蛇行振动极限环幅值、蛇行振动频率、蛇行失稳特征等进行对比分析。结果表明：高速列车通过横风区段时产生的气动载荷对其蛇行失稳临界速度有明显影响，头车的蛇行临界速度较无风时明显下降，尾车及中间车的降幅次之；无风与风载工况下车辆的蛇行失稳形式存在本质区别，无风工况下车辆易发生二次蛇行，风载作用下车辆易发生一次蛇行；风载作用下，车辆发生蛇行失稳的最不利工况为较大的等效气动横向力和较大的气动升力共同作用的组合工况；风载和轨道不平顺的持续时间对车辆蛇行运动极限环振动幅值会产生影响，因此在评估高速列车在大风工况下的运行安全性时，有必要考虑实际的风载和轨道不平顺激励的大小和持续时间。     

边江隧道内地铁列车运行的可视化仿真

为了明确武汉轨道交通2号线过江隧道区间坡段对列车运行特性的影响，为运行方案设计提供理论依据，建立武汉轨道交通2号线过江隧道两列车在长大坡道上的动力学模型，展开两列车同轨道运行工况下正常运行和不同动力故障时相对运动的动态仿真，基于Simulink／Virtual Reality Toolbox，对两列车的相对运动实现可视化。结果表明，该分析揭示了隧道内复杂坡段对列车最大运行速度和发车间隔的影响，有效指导过江隧道复杂坡段列车运行的方案设计。     

基于车辆响应的高速铁路轨道几何状态评估方法

轨道几何状态科学评估对保障高速铁路列车平稳、安全运行具有重要意义。基于高速综合检测列车多次检测数据，利用卷积神经网络、注意力模块和长短时记忆网络，分别学习数据的波形特征、注意力权值、长距离空间依赖关系特征，建立CBAM-CNN-LSTM车辆动态响应预测模型。该模型通过输入轨道几何、运行速度和车型预测不同工况下的车辆动态响应，进而利用预测的车辆动态响应评价轨道几何状态。研究结果表明，建立的模型能够有效预测车体振动响应，根据我国某高速铁路两种车型综合检测列车检测数据的验证结果，车体横向、垂向加速度的均方根预测误差分别为0.004g、0.009g,相关系数分别为0.608、0.793;利用预测的车辆动态响应评估轨道状态，能够有效识别引起车体振动加剧的轨道几何不利状态或隐形病害。此外，模型内部的注意力权值有助于分析挖掘导致轨道状态不良的轨道几何参数类型和位置信息。     

智能型变频空调在北京新机场线的应用

智能化控制、节能、舒适性已经成为轨道车辆空调系统的发展方向。北京地铁大兴机场线被誉为“北京市轨道交通建设新里程碑”,该线路采用世界最高等级、具有完全自主知识产权的全自动驾驶系统，不仅可实现无人驾驶，还可实现列车自动唤醒、自检、运行、休眠等全过程。文章介绍了北京新机场线轨道车辆所使用的智能型变频空调系统方案。该方案集成变频空调系统达成对客室内的精确温控，降低温度波动；采用压力波保护装置隔绝车外的气压波动，有效避免乘客出现耳部不适感，提升乘客乘车体验；配置低温等离子空气净化装置，利用低温等离子体对送入车内的空气进行杀菌、消毒，并去除其中异味，进一步实现了客室内部舒适性的提升。同时，压缩机的变频控制精确匹配车内热负荷的变化，并对电能高效利用，降低了空调系统的运营能耗以及成本。     

横风作用下高速列车安全运行速度限值的研究

横风作用下的列车安全运行速度限值应通过列车气动特性和车辆轨道动力学特性的分析得到。以我国CRH3型高速列车实车为原型,考虑真实受电弓、转向架等列车的细部特征,假定列车在平地上行驶,对列车速度分别为200、250、300、350和380km/h,横风速度分别为10、15、20、25和30m/s,风向角为90°的25个工况进行气动特性的数值模拟,并采用国内实测轨道谱和德国轨道谱分别对这25个工况的车辆轨道动力学性能进行仿真计算和对比分析。结合国家标准和技术规范,给出CRH3型列车在平地上运行时,横风风速与列车最大安全运行速度之间的对应关系,为横风作用下的列车运行安全控制提供参考。     

列车曲线上制动时的安全性分析

为分析列车在曲线轨道上制动时车钩偏角对车辆运行安全性的影响,建立了前后两节车辆之间的连挂关系,导出车钩偏角随轨道曲线半径、车辆长度和车钩长度的关系,通过求解3节车辆的中间车辆车体的通用载荷方程,导出车辆前后心盘所受的横向载荷.运用多体动力学方法,建立3节车辆的动力学模型,分析前中后不同车辆长度下中间车辆的运行安全性.分析结果显示:列车在曲线轨道上制动时,轨道曲线半径与不同长度的车辆连挂方式对心盘处的横向力影响较大;重车条件下,车辆的连挂方式主要影响车辆对轨道的作用力;空车条件下,车辆的连挂方式会影响车辆的运行安全性.