高铁运用安全的三大技术局限性

从当前高铁运用问题来看,高速转向架存在三大非线性,即拖车构架点头迟滞非线性、抗蛇行动态刚度非线性和非线性稳定性.在充分认识上述三大非线性的基础上,应用抗蛇行频带吸能新理论,提出了最佳安全稳定裕度调控技术对策,以进一步协调高铁运用安全性与经济性之间的矛盾.在“重返”350 km/h高铁运营的技术准备中,应当对如下三大技术局限性给予充分重视,即商业运营速度、振动疲劳和曲线横风,特别是曲线横风应当作为一项当前十分急迫的计算流体动力学CFD科研任务.     

基于侧风的跑道方向确定方法研究

跑道方向确定是机场规划设计的关键工作之一,确定跑道方向的主要依据是风保障率。针对当前在确定跑道方向过程中,风保障率计算方法精度不高、过程繁杂、结果单一的状况,通过分析风向与跑道方向之间的关系,建立了各个风向改算侧风的方法。依据全年风统计表,按照规定的最大侧风要求,计算了某机场地区8个跑道方向的超限侧风频率,拟合了超限侧...     

山区公路路侧安全性研究及对策

山区公路的路侧事故率较高,这与山区公路中缺乏防护设施的保护有关。为改善山区公路安全性能,降低车辆冲出路外的路侧事故,对公路路侧安全性设计原则进行研究,从而提高路侧安全设计水平。针对山区公路特有的特点,提出在山区公路中应加强路侧护栏的设置,路侧护栏作为公路上基本的交通安全设施,能减轻事故的严重度。     

高速列车侧风效应的数值模拟

在侧风作用下,高速列车的空气动力学性能发生显著改变．基于三维定常可压缩流动的N-S方程,采用SST k-ω两方程湍流模型和有限体积法,对某型高速列车以350km／h的速度在25m／s侧风环境中运行的流场结构和气动力进行了数值模拟计算,分析了不同风向角的侧风对列车全车,以及受电弓、转向架和风挡等局部区域的作用．结果表明：在侧风作用下,列车的周围包括转向架处均产生复杂的涡流,压力分布十分复杂,转向架对流场的影响不容忽视;随着风向角（0～90°）的增大,侧向力系数及倾覆力矩系数也增大,列车倾覆及脱轨的风险性增加,且头车的倾覆力矩系数远大于中间车和尾车的倾覆力矩系数,应注重对头车的气动性能研究．     

基于驾驶员方向控制模型的汽车侧风稳定性虚拟试验研究

在预瞄跟随理论基础上设计的驾驶员方向控制模型常用于弯道、移线、蛇行试验中横向轨迹的控制,文中研究了它对汽车侧风稳定性的控制效果.根据预瞄跟随理论及PID控制技术,采用MATLAB/Simulink建立了驾驶员方向控制模型;根据某轿车实测数据,采用多体动力学软件ADAMS建立了车辆-侧向风-道路耦合模型;通过定义输入变量(转向盘转角)和输出变量(侧向位移),实现了基于ADAMS与MATLAB/Simulink的汽车侧风稳定性联合仿真.试验结果显示驾驶员模型能够有效控制由侧向风引起的大幅度侧向偏移,系统具有较强的跟随性和鲁棒性.     

轮胎侧偏特性对过桥车辆行车舒适性评价的影响

侧风作用下桥上通行车辆因同时受到轮胎侧偏特性产生的侧偏力作用和桥梁振动响应的影响,驾驶员和乘客极易遭受行车舒适性问题,根据Dugoff非线性轮胎模型在车轮横向振动方程中引入轮胎侧偏力表达式,建立了考虑轮胎侧偏特性的车辆动力学分析模型.考虑自然风、车辆和桥梁三者之间的相互作用,构建了风-汽车-桥梁耦合振动分析框架,分析了不同影响因素下轮胎侧偏特性对车辆行驶舒适性评价的影响.结果表明:考虑轮胎侧偏特性后,车辆的横向振动状态得到了一定程度的改善,在风速25m/s及路面等级非常好的情况下,考虑轮胎侧偏特性时车辆行车舒适程度提高了20.6%.      

质心侧偏角和横摆角速度对车辆稳定性的影响研究

通过对车辆稳定性控制理论研究,得出车辆的质心侧偏角和横摆角速度是稳定性控制的重要控制变量。并基于建立的二自由度整车仿真模型,进一步分析了它们对车辆稳定性的影响。     

侧风环境下列车高速通过站台的流固耦合振动

为了考察侧风环境下列车能否临靠站台高速安全通过,采用列车空气动力学和列车系统动力学相结合的方法,通过侧风与列车的流固振动分析获得列车姿态的变化;考虑侧风作用下,列车的姿态变化和轨道几何不平顺的影响,分析了侧风环境下,列车临靠站台高速通过时的气动响应.计算结果表明,与无风环境尾车易与站台碰撞不同,在6 m/s侧风环境下,当列车以350 km/h的速度临靠站台通过时,车头前端是离站台最近的位置.     

侧风环境下考虑行车安全的路堤风速场研究

为研究侧风环境下路堤风速场,建立了有限元模型,对不同高度路基风速场进行了仿真分析;现场实测了侧风环境下的路基风速变化规律,验证了仿真结果的正确性。提出了影响行车安全的计算风速区域。结果表明:路基越高局部风速的增强就越大,上风侧路肩和行车道风速增强最明显,对行车安全影响越大。研究结果提供了侧风环境下高大路堤行车安全的理论基础。     

450t落下孔车侧承梁横向稳定性提高对策

为了分析D45型450 t落下孔车侧承梁横向稳定性,利用模板建模技术建立了刚柔耦合整车模型.针对侧承梁间拉杆布置方案的合理性,进行了多种曲线通过仿真对比分析.由于车体存在一定程度侧倾,侧承梁在重物的横向分力作用下产生横向挠度变形,如大超高140 mm曲线通过时最大挠度变化为25.4 mm.尽管C组“八字”形拉杆对侧承梁横向刚度贡献最大,但是其肩座出现了比较大的受力情况,这与首次载运监测数据是一致的,因此,建议对C组拉杆肩座处采取必要的局部增强措施.     

横风中高速列车以及桥梁的气动特性研究

运用通用的流体动力学软件FLUENT,利用二维定常不可压缩Navier-Stokes方程、SST湍流模型,采用有限体积法分析计算了车辆断面、32 m箱型简支梁桥断面以及两者组合体在15 m/s横风作用下受到的阻力、升力和倾覆力矩系数。数值分析结果表明,在横向风的作用下,发现车辆在简支梁桥上时,车辆受到的升力系数大于车辆单体的情况,倾覆力距系数明显小于车辆单体情况,而此时简支梁桥的升力系数明显小于简支梁桥单体情况。     

高速铁路无缝钢轨断缝瞬态冲击行为分析

无缝线路钢轨焊缝及其热影响区在温度力作用下可能发生钢轨折断形成断缝. 为了研究钢轨折断对列车运营安全的影响,对轮轨接触受力特性及其材料高频动态响应进行了分析. 首先,建立了ANSYS/LSDYNA三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型;然后,根据不同速度轮轨力时域响应规律,选择了合适的模型计算工况,并且通过计算轮轨接触受力特性和材料高频动态响应,分析了车轮跨越断缝的安全问题;最后,通过小波变换获取了车轮跨越断缝时轮轨力的频域分布. 结果表明:断缝处轮轨高频冲击力峰值随断缝长度变化先减小后增大,转折点处断缝长度与行车速度负相关;车轮通过断缝时,钢轨最大剪切应力超过材料破坏极限,易导致钢轨材料脆断;轮轨力时频图中存在两个特殊频率成分,分别对应高频冲击荷载（1 500 Hz左右）及二次冲击荷载（450 Hz左右）,断缝长度对轮轨力频域分布影响较小.      

高速铁路对我国区域经济影响的研究

交通在区域经济发展中起着十分关键的作用,方便了人人、人城市、城城之间的沟通与交流,同时影响着区域经济的发展、转型、升级。高速铁路因其快速、便捷、安全、舒适等优势,对区域经济的影响十分显著,对于大型、特大型城市,高速铁路有助于优化升级城市产业结构,平衡区域经济发展,带动经济增长,让城市发挥其辐射作用,发挥当地特色经济,发展区域优势;对于中小型城市,高速铁路可能导致虹吸效应等负面效应。通过对各类文献提出的观点和成果进行分类梳理,综述高速铁路对生态经济、区域可达性、区域产业、区域效应4个方面对区域经济发展的影响。     

Application of On-Line Rail Milling in Rail Maintenance of High-Speed Railways

On-line rail milling technologies have been applied in rail maintenance, and are proving to be efficient and environmental friendly. Based on the field data of on-line rail milling, a program for comparing rail transverse profiles before and after milling was designed and the root mean square (RMS) amplitude of longitudinal profile was calculated. The application of on-line rail milling technology in removing rail surface defects, re-profiling railhead transverse profiles, smoothing longitudinal profiles and improving welding joint irregularity were analyzed. The results showed that the on-line rail milling technology can remove the surface defects at the rail crown and gauge corner perfectly, re-profile railhead transverse profile with a tolerance of -1.00.2 mm , improve longitudinal irregularity of rail surface, with the RMS amplitude of irregularity reduced more than 50% and the number of out-of-limited amplitude reduced by 42%82% in all wavelength ranges. The improvement of welding joint irregularity depends on the amount of metal removal determined by the milling equipment and the primal amplitude.     

高铁枢纽设计的协同机制

中国高铁枢纽设计工作普遍缺乏一个多方参与的协同机制,建筑师对于以交通功能为导向的枢纽设计缺乏经验,同时相关部门之间缺乏高效的沟通与协作。总结了中国在高铁枢纽设计过程中面临的管理和技术挑战,提出建立由业主、规划部门、建筑师、交通咨询顾问、运营管理者和投资商多方参与的协同机制。深入探讨了协调机制在枢纽设计原则和交通分析中的体现,并以换乘比例的确定和仿真分析为例,说明协同机制在交通分析工作中的应用。     

基于SOPC的钢轨断面高速测量系统

随着我国高速铁路的快速发展,对钢轨断面高速检测技术的需求变得越来越迫切．本文以三角形摄影测量原理和片上可编程（SOPC）技术为基础,利用亚像素图像处理算法、NIOSII处理器和以太网接口等IP软核技术,实时采集和并行处理钢轨图像,实现了多路钢轨断面的高速高精度在线测量．文中论述了基于SOPC与PC协同的高速高精度图像处理系统设计,并给出了系统原型机的试验验证．     

高速列车闸片材料制动试验机的研制

针对我国即将建造的时速大于200km／h的铁路线路，研制既安全又耐用的制动闸片已成为当务之急。为了在模拟车辆的工作条件下，对粉末冶金复合材料闸片的性能进行研究，研制了一台高速列车闸片材料试验机，该机操作简单、安全，性能可靠，可用于对闸片材料配方和工艺的筛选研究，为进一步进行1：1试验提供性能较佳的闸片材料。     

基于欧洲列车时刻表的高速列车行车组织方案

通过对欧洲列车时刻表等相关数据的统计和分析,总结欧洲主要类型高速列车基于路网节点系统的行车组织特点及规律,包括列车开行方案中的列车起迄点选择、停站方案设计、列车之间的接续和换乘、直达与中转换乘方案结合方式、时刻表结构和高速列车下线运行方式等,并结合我国实际路情提出建议方案,欧洲的一些先进的设计理念对我国未来快速客运网中高速列车的行车组织方案的研究具有借鉴意义．     

高铁开通后对走廊内公路运输的影响

分析高铁和高速走廊出行者特征及交通流特征,可以为制定合理的高铁及高速班车票价、高速公路收费,构建各方式互补、结构合理的城市间出行市场提供依据,为中国其他将要建设高铁或准备提高高铁服务品质的城市提供参考。