高速列车明线交会对列车的横向振动影响研究

采用数值分析方法,计算高速列车在明线交会过程中列车所受气动载荷,建立列车系统动力学模型,求解列车在气动力作用下的横向振动。采用有限体积法对三维瞬态可压缩雷诺时均Navier-Stokes方程和RNGκ-ε方程湍流模型进行求解,并通过动网格动态铺层技术实现列车的运动,将计算出的气动力和力矩作用于车体,同时对轨道不平顺及气动载荷作用下的动力学进行分析与数值模拟。结果表明:明线列车交会过程中,在考虑气动力时,气动载荷的横向振动频率主要集中在0.5~6.5Hz范围内。列车横向振动加速度及横向平稳性的影响比只考虑轨道不平顺时明显增加,其中头车的影响最为明显。     

"长白山"高速列车与货车交会试验研究

研究确定我国铁路200 km时速动车组与120 km时速货物列车在区间正线(4.4 m线间距)交会时的安全性,为铁路第6次大提速的技术改造和安全运行提供有力的科学依据,在京秦线的丰润至玉田路段进行了“京秦线提速200 km.h-1列车交会综合试验”。利用稳态和瞬态压力测试系统,对货车正常运行时(非交会)蓬布的稳态压力和列车交会时的空气压力波进行测试,并对测量结果进行综合分析。研究结果表明:货车以120km时速运行时,整块篷布和半块篷布受到的稳态气动升力分别为896 N和541 N;在线间距为4.4 m、货车以120 km时速与“长白山号”动车组200 km时速交会时,蓬布受到的最大交会压力波幅值为723 Pa,其最大应力值半块篷布略大于整块篷布,均小于其许用应力值;集装箱受到的气动倾覆力矩为8.5 kN.m,远小于其临界倾覆力矩。因此,200 km时速的动车组与120 km时速的货车在4.4 m线间距情况下交会时,只要蓬布拴结方式正确和在蓬布没有被破坏的情况下是安全的。     

列车高速交会流固耦合振动数值仿真分析

为了考察流固耦合关系下列车高速交会的安全特性,防止气流与列车相互作用对列车结构和运行安全性造成过大影响,综合计算流体动力学的有限体积法和系统动力学的分析方法,提出一种新的更符合实际的列车交会流固耦合振动仿真方法,同时求解流场方程和系统动力学方程,并采用流固耦合方法和传统的分离方法对350 km/h等速交会安全性进行分析,综合2种方法所得结果与线路试验数据,证明了流固耦合仿真方法的有效性,并分析了2种方法的差异。采用流固耦合方法更能保证列车高速交会安全性。     

高速列车交会时气流诱发振动的仿真研究

建立了CRH2型动车组的简化几何模型和50个自由度的车辆动力学模型.采用有限体积法对三维瞬态可压缩雷诺时均N-S方程和k-ε两方程湍流模型进行求解,并通过多体动力学计算得到了列车的动力学响应.详细分析了列车交会过程中气动力的变化与两列车相对位置的关系.研究发现:气动力在列车交会的短时间内发生迅速变化,气动力在高速列车交会过程中的作用非常明显,导致列车剧烈振动,列车的安全性和舒适性明显降低.     

高速列车在隧道内和明线上交会时气动性能对比分析

建立了高速列车在隧道内和明线上交会的数值计算模型。利用有限体积法求解三维、可压、非定常N-S方程和k-ε两方程湍流模型,通过滑移网格技术实现列车的相对运动。分析了列车在隧道内和明线上以350 km/h等速交会过程中车体表面压力、气动荷载的变化规律。研究发现:列车在隧道内交会时,其车体表面压力比在明线上交会时约增加6 kPa,且车体表面压力的波动幅值是明线上交会时的2倍;交错车体表面的负压值比未交错表面的负压值大1.5kPa;气动力(矩)比在明线上交会时略小;头车、尾车气动阻力的变化规律与单车过隧道时相似,但阻力的变化峰值约是单车过隧道时的2.5倍。     

列车交会压力波与运行速度的关系

随着列车速度的提高,列车交会时产生的瞬态压力冲击对行车安全、旅客舒适性均产生严重影响。根据多次实车试验结果和理论分析,将列车交会分为列车静止交会、等速交会和不等速交会3种工况,研究了3种工况的列车交会压力波与运行速度之间的关系,得到一系列回归关系式。研究结果表明:静止列车上的压力波与交会列车运行速度的平方成正比;两列车等速交会时,列车上的压力波幅值与两交会列车的运行速度和相对速度的平方成正比;两列车不等速交会时,高速列车承受的压力波幅值小于与之交会的低速列车所承受的压力波幅值;两列车等速交会时的压力波大于一方列车静止时交会的压力波。     

地铁列车与高速铁路列车交会压力波的仿真研究

列车在高速会车时产生的空气压力波会给交会车辆的侧窗造成很大的冲击,有可能出现破窗事故,给乘客和列车运行带来安全隐患。基于三维、非定常两方程湍流模型,利用计算流体软件Fluent,对某型地铁车辆与不同型号的铁路高速列车(CRH380A、CRH2、CRH3型)交会时的空气动力学性能进行了数值仿真,得到侧窗上的会车压力波变化曲线。仿真计算结果表明:在地铁列车与铁路高速列车的交会过程中,地铁列车所受到的侧力远大于高速铁路列车所受到的侧力,交会产生的瞬变压力波对地铁列车侧窗的影响也更大。当地铁列车与CRH380A型高速列车交会时,与其和其它两种型号的列车交会相比,地铁列车侧窗所受到的压力波幅值最小,而当地铁列车与CRH2型铁路列车或CRH3型铁路列车交会时,地铁列车侧窗所受到的压力波幅值均较大,其波动的峰峰值也更大。     

高速列车隧道交会对列车横向振动的影响研究

为了研究隧道交会气动载荷对高速列车横向振动的影响,建立了某型号8节编组高速列车数值仿真计算模型。基于三维、非定常、可压缩的Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型和滑移网格技术,数值模拟了高速列车在隧道内交会时的气动特性。通过建立8节编组的车辆系统动力学模型,研究了列车交会气动载荷对列车车辆系统动力学响应(列车的安全性和平稳性)的影响,研究结果表明:隧道交会气动载荷对列车的动力学性能的影响非常明显;当列车在隧道交会时,列车的横向振动加剧,列车的安全性和平稳性明显降低,其中头车、中间车和尾车的轮重减载率增加幅值分别为:14.4%、13.3%和9.1%;横向平稳性指标增加幅值分别为:10.66%、12.40%和5.22%。     

列车交会时周围的流场特性分析与模拟

分析研究两列动车交会时周围的流场特性,对于减少列车交会过程的安全隐患非常重要。经过对列车交会时周围流场的模拟分析得出:其一,列车同向交会时其内侧压力较低,内外两侧会形成较大的压力差,列车的侧向力增加;其二,在列车反向交会过程中,车头相遇和车尾离开时,两列列车的阻力达到两个极大值点,升力在交会过程中先增加后减小,两列车并列瞬间升力值最大,侧向力在交会过程中不仅大小发生变化,而且还有一次方向的变化。所以,反向交会过程的安全隐患更多,应予足够重视。     

关于动车组与货物列车交会试验的探讨

动车组与货物列车交会速度的确定,关系到动车组运行及旅客安全。本文以组织实施黎湛铁路根竹至玉林段动车组与货物列车交会试验为例,总结出动车组与货物列车交会试验组织模式,提出动车组与货物列车交会速度建议,为动货混跑安全提供理论支持和数据参考。     

货运机车超长交路的尝试

分析国内货运机车交路现状,介绍并研究美国的运行图 编制、调度指挥、机车运用、乘务员管理等先进经验,根据我国车 流特点并结合工程设计实例,提出货运机车超长交路的建议。     

基于列车运行线的铁路货车运行里程计算方法

为进一步提高铁路货车检修质量,降低检修成本,有效监测货车的运输安全,需要准确掌握货车的运行里程。针对现有货车运行里程计算存在的问题,文章提出了一种基于列车运行线的铁路货车运行里程计算方法,通过整合铁路运输信息集成平台采集的货车运输数据,将列车运行线绑定列车编组,生成货车运行轨迹,基于列车运行线路网车站位置关系构建里程计算模型,实现货车运行里程的计算。本方法充分利用了铁路运输信息集成平台现有数据资源,通过列车运行线实现了货车运行位置的追踪,加大追踪节点的密集度,提高里程计算的精度和智能化程度。     

列车编组顺序表电子化传递系统方案研究

列车编组顺序表是车站与机车乘务员间交接车列的作业表单,一直以来由人工完成纸质表单传递。以覆盖全路客运和货运车站、为全路客货列车机车乘务员提供高可用列车编组顺序表电子化信息传递服务为目标,提出列车编组顺序表电子化传递系统方案;系统采用集中式双中心架构,由中央子系统、移动作业子系统和外部信息接口3部分构成,具有高可用性、高吞吐量、低延迟及良好的可伸缩性;重点描述系统车地信息传输网络构成和技术架构,详细介绍实现电子化列车编组顺序表信息安全、可靠、正确传递的技术要点。该系统已在全国铁路试运行,运行稳定,性能满足设计要求,覆盖全国铁路客运和货运车站的列车编组顺序表作业,可灵活适应各种客、货运输作业场景;为推进系统应用,编制统计指标对该系统应用状况进行评价和监测,分析试运行期间存在的问题及原因,并给出应对措施;明确下一步亟待推进的相关工作,并结合铁路5G技术应用趋势,对未来发展进行展望。     

铁路货场平过道道口自动防护系统设计与实现

铁路货场平过道道口自动防护系统以高清视频设备、智能闸机控制装置、列车及车辆检测传感器等为基础,采用计算机网络技术、物联网技术、自动控制理论及信息处理与集成技术,实现列车通过平过道道口图像信息的自动采集,平过道道口列车接近报警,智能闸机抬杆/落杆自动控制、远程监控和集中管理。系统投入使用后,能加大技术防范力度,有效地控制安全事故的发生,提高货场平过道道口科技管理水平,将安全隐患降至最低。     

5 000吨重载列车系统动力学分析

为分析5 000 t整列式重载列车各项动力学指标是否符合安全性的要求，选择兰新铁路武嘉段线路条件较复杂的金昌至玉石区间两处电力分相附近的四处线路进行分析。运用多体动力学软件，建立，5 000 t货物列车模型，对比分析了列车纵向，横向，垂向的动力学性能，就列车速度对安全性指标的影响进行分析。分析结果表明，5 000 t整列式重载列车在兰新线重点区段以80 km/h以下的速度运行是安全的。     

南京长江大桥128 m钢桁梁上列车走行安全性分析

京沪线南京长江大桥128 m简支钢桁梁在提速货物列车通过时,其横向振幅很大,远远超过我国《铁路桥梁检定规范》规定的限值,涉及到该梁上列车走行的安全性。针对这一问题,运用桥上列车脱轨能量随机分析理论,对该梁上列车走行的安全性进行计算和分析,结果表明:当货物列车以不超过80 km/h速度通过该梁时,车桥系统横向振动是稳定的不会脱轨,列车走行安全性有保证。此结论符合现场实际情况,为该桥未采取限速措施提供了充分的理论依据。     

车流去向查询实现算法

提出一种基于基点基线法计算最短径路里程的车流去向查询算法:全面分析货运列车的行走规律,利用图论中基点基线的概念,将全国货运路网图按照点、线相关的编码规则划分,以适应Dijkstra算法基本思想,并在此基础上提出等代价Dijkstra算法搜索最短里程径路计算的数学模型.将查找车流径路问题转化为寻求发站、车流径路和到站之间的最短径路问题,实现车流去向查询.     

铁路重载列车运营仿真培训系统的设计

分析货运铁路重载列车运营对行车组织人员的培训与教学需求,设计集教学与培训为一体的铁路重载列车运营仿真培训系统.介绍该系统的功能及关键仿真流程,通过软件编程完成系统的开发,实现了对学员进行教学、技能培训和考核的目的,同时,对行车组织人员调度指挥与管理水平的提高也有一定的促进作用.     

HXD3C型交流传动电力机车DC600V列车供电系统

HXD3C型交流传动电力机车是干线客货通用电力机车,机车额定功率为7 200 kW,最高速度为120 km/h.该机车列车供电系统具备DC 600 V供电能力.文章介绍了HXD3C型机车列车供电系统的结构、技术特点,并通过试验验证该列车供电系统性能.     

HX_D3C型交流传动电力机车DC 600V列车供电系统

HXD3C型交流传动电力机车是干线客货通用电力机车,机车额定功率为7 200 kW,最高速度为120 km/h。该机车列车供电系统具备DC 600 V供电能力。文章介绍了HXD3C型机车列车供电系统的结构、技术特点,并通过试验验证该列车供电系统性能。