钢轨磨耗对道岔区车辆动态脱轨行为影响分析

小号码道岔区钢轨磨耗严重,易诱发车辆爬轨掉道,严重影响车辆的正常运行和轨道养护维修。基于多体系统动力学理论,建立货运列车-6号对称道岔动态脱轨仿真计算模型,通过在车体重心施加横向力和抗侧滚力矩以实现车辆爬轨脱轨,模型考虑了轴箱及斜楔等部位的非线性特性。为研究道岔钢轨磨耗对车辆动态脱轨机理的影响,对道岔钢轨廓形进行跟踪测试,将实测廓形输入到动力学软件中,对比研究标准廓形和不同磨耗程度廓形对列车动态脱轨行为的影响,揭示动态脱轨临界状态下列车在岔区的脱轨轨迹、运动姿态、脱轨系数和车轮抬升量等关键指标的变化规律。研究结果表明：随着磨耗程度的加剧,车辆导向轮掉道位置距尖轨尖端越近;仿真结果的车轮爬轨位置、掉道位置和脱轨轨迹与现场调研结果较为一致;车辆更容易在磨耗道岔钢轨上发生爬轨脱轨,作用在车体上的横向力降低了20%。     

高速铁路道岔动力学分析及关键技术研究

为分析高速铁路道岔动力学响应,本文以18号可动心轨道岔(客专(07)009)为研究对象,运用多体动力学软件UM建立高速动车组模型和18号道岔模型,分析列车通过道岔时的轮轨力、舒适性指标和安全性指标,研究结果表明,各项动力学指标均处于舒适度限值以内,满足安全性要求.并对高速道岔设计和养护维修中,需要结合动力学仿真考虑的不...     

高速列车多学科仿真集成可视化平台研究

本文在对高速列车三维CAD模型进行结构、流场、噪声等多学科仿真分析的基础上,通过有限元分析软件与可视化软件间的数据接口开发,研究高速列车CAD模型与有限元模型的网格简化方法及异构有限元模型之间的网格融合技术,实现高速列车多学科仿真分析结果在同一可视化平台上的集成.     

合宁铁路无缝道岔群设计技术研究

研究目的:通过建立"钢轨-扣件-岔枕-道床"无缝道岔群整体有限元计算模型,对客运专线无缝道岔群受力与变形进行研究.提出客运专线无缝道岔群钢轨温度力和位移的计算方法,利用非线性有限元计算程序,计算分析无缝道岔群钢轨温度力和位移.为客运专线车站无缝道岔的设计、施工及养护提供参考. 研究结论:无缝道岔群间的相互作用和影响,使其受力与变形远比单组无缝道岔复杂的多,故对其受力与变形不利.建立的无缝道岔群整体有限元计算模型,真实地模拟了无缝道岔之间及道岔钢轨、扣件、岔枕之间的相互作用.采用ANSYS二次开发技术编制的无缝道岔群相互作用非线性有限元程序,可自动完成有限元建模、荷载的施加、方程的求解,提高了计算精度和效率.经对尖轨和心轨位移、道岔钢轨强度、辙叉跟端最大荷载的检算,满足道岔技术条件的要求.     

基于到发线运用方案的列车到达追踪间隔时间压缩方法及仿真研究

利用高速铁路车站列车到达进路冲突关系和进路分段解锁原理,研究基于到发线运用优化方案的列车到达追踪间隔时间压缩方法。首先分析分段解锁条件下列车到达追踪间隔时间的计算方法,随后建立无损精度的铁路路网拓扑模型和多智能体列车连续追踪运行仿真模型;在此基础上设计基于信号补偿时间的列车最小到达追踪间隔时间求解算法,求解不同到发线运用方案的列车到达追踪间隔时间。以上海虹桥站高速场为例,对所有到发线组合方案进行仿真实验。结果表明:股道组合方案对应的关联道岔越少,列车到达追踪间隔时间越短;当关联道岔相同时,后车接车进路越短,前车接车进路越长,到达追踪间隔时间越短;当前车股道确定时,最优的后车股道方案比最劣方案可压缩列车到达追踪间隔时间30s以上。     

高速货车车轮扫掠力检测的动力学仿真速度影响因子的研究

以轮轨相互作用为研究对象,针对列车车轮扫掠通过有限监测区间时,车重检测值会变小这一特有现象进行动力学仿真研究.在多体动力学分析软件Marc中建立轮轨接触的有限元模型,并在仿真系统中引入速度因子,在不同车速条件下进行轮轨接触的仿真分析.通过仿真计算并且与静力学计算的结果对比,结果表明:随行车速度提高,以应变原理监测的轮重值变小.     

列车通过12号无砟道岔及配套交叉渡线时的安全性和舒适性评价

对于12号无砟道岔及配套交叉渡线而言,需要研究列车与道岔间的动态相互作用问题。分别建立了车辆模型和道岔模型,其中车辆模型采用主要考虑车体、转向架和轮对三部分结构的单列全车模型,道岔模型包括转辙器、连接部分、12号辙叉、6号锐角辙叉及6号钝角辙叉等基本结构,充分考虑各细部结构对其振动的影响,以尽可能与实际情况相符;然后用列车动力学和道岔动力学理论,建立可考虑交叉渡线道岔钢轨型面变化的列车-道岔耦合动力学计算模型。研究结果表明:当CRH2动车组以时速50 km侧向通过客运专线用60 kg/m钢轨12号交叉渡线道岔时,能满足旅客的安全性和舒适性要求。     

基于BIM的道岔工电结合部关键数据管理系统

道岔设备构造复杂、零件较多，受列车冲击力大，易发生故障，是工电部门日常维修的重点和难点。为提高道岔关键数据管理的信息化、可视化程度，通过BIM技术建立道岔的三维模型，以图形化方式对不同型号的道岔关键部件进行立体展示，并对道岔结合部关键数据超出合理范围时给出明显故障提示，将测量数据进行管理及建模分析，给出对道岔部件的整治和维修建议。     

基于多智能体的运营高速铁路救援仿真研究

为实现规范、科学、准确、迅速的应急救援过程,基于多智能体救援技术对运营高速铁路重大事故灾后救援开展灾难重现式的救援研究。将多智能体救援理论和技术引入运营高速铁路重大事故灾后救援领域,基于多智能体救援仿真平台,构建用于高铁运营过程重大事故救援的灾难空间仿真模型;剖析高铁应急救援过程中同类智能体间和异类智能体间协作救援模式;以假设的高铁车站突发灾难和高铁线路发生的重大事故为例进行灾后救援案例分析,提出具体建议和措施,进一步论证高铁救援仿真的高效性和科学性。研究表明:运营高速铁路多智能体救援仿真可以重现救援进度及预测灾难发展方向,为现实灾难发生后救援任务策略的优化提供参考。运营高速铁路多智能体救援仿真可以实时展现灾难蔓延情况、救援过程等细节,为今后智能高铁救援领域的发展提供了一个方向。     

基于刚柔结合建模技术的道岔区轮轨动力学仿真分析

采用刚柔结合建模技术,将轨道视作柔性体,车辆视作刚性体,结合有限元软件和多体动力学软件联合仿真,研究在动荷载作用下,轨道几何及刚度不平顺对道岔区轮轨动力特性的影响。结果表明,道岔区刚柔结合体模型基本反映了道岔轨道在车辆经过时产生的振动规律以及轨下不平顺对轮轨系统振动特性的影响;由计算得到的轨道动刚度分布规律也可为道岔区轨下刚度平顺化设计提供参考。     

基于ADAMS的轨距加宽式道岔动力仿真分析

基于动态轨距优化(KGO)的方案,设计了一种18号客运专线轨距加宽式转辙器结构,研究了该结构的初始竖向不平顺。利用美国多体动力学软件ADAMS/Rail建立了客运专线列车CRH1的虚拟样机和道岔模型,对车辆以200 km/h直逆向和80 km/h侧逆向通过道岔轨距加宽式转辙器进行了动力仿真分析。     

道岔轨下刚度不均匀对轮轨系统动力特性的影响分析

本文应用刚柔多体混合建模理论,建立道岔区车辆和钢轨动态空间仿真模型,在模型中考虑了道岔区尖轨和心轨部位轨道的几何不平顺,考虑了由于道岔区钢轨断面分布不均匀、道岔结构特征产生的结构不均匀以及轨枕长度的变化、轨下基础弹性分布等参数变化引起的轨道竖向刚度不均匀,研究了这种轨道竖向刚度不均匀和几何不平顺对列车不同速度下的轨道结构系统动态刚度的影响,以及在不同的速度下对列车通过道岔时车辆的振动响应、轮轨作用力和道岔区轨道结构各部分振动的影响,并分析竖向刚度不均匀对列车运行通过道岔区平稳性变化的影响规律,为研究道岔区轨道结构刚度优化提供理论依据.     

调车作业分散自律控制系统的研究

通过分析我国铁路车站调车作业流程,提出调车作业分散自律控制系统模型,指出其实质就是将车站值班员的经验、知识和各种规章制度进行计算机形式化描述.通过空间冲突法和时间冲突法对列调车作业相互干扰问题进行智能疏解,得到列车进路指令序列和调车进路指令序列.根据实际列车运行位置、调车作业申请和当前时刻,自动匹配进路指令序列,生成列车进路命令序列和调车进路命令序列,自动下达车站联锁系统执行.采用多智能体技术和面向服务技术构建车站分散自律控制逻辑单元,实现调车作业以车站为自治域的分散自律控制.     

基于多智能体的城市轨道交通列车延误仿真模型与应用

城市轨道交通列车延误处置方案制定是轨道交通运营管理的重要工作,处置方案的合理性是提高处置效率的前提,验证处置方案的合理性也是运营管理部门急待解决的问题。基于此,以多智能体（以下简称多Agent）理论为基础,分别构建乘客Agent、列车Agent、网络Agent及突发事件Agent的仿真模型;分析列车延误的多Agent仿真原理;以上海轨道交通2号线列车延误为背景,编写多Agent列车延误仿真程序,并对处置方案进行仿真分析,该模型已在上海轨道交通人民广场站大客流处置工作中得到了实际应用。     

基于多智能体的城市轨道交通列车延误仿真模型及应用

城市轨道交通列车延误处置方案制定是轨道交通运营管理的重要工作,处置方案的合理性是提高处置效率的前提,验证处置方案的合理性也是运营管理部门亟待解决的问题。基于此,以多智能体(以下简称多Agent)理论为基础,分别构建乘客Agent、列车Agent、网络Agent及突发事件Agent的仿真模型;分析列车延误的多Agent仿真原理;以上海轨道交通2号线列车延误为背景,编写多Agent列车延误仿真程序,并对处置方案进行仿真分析,该模型已在上海轨道交通人民广场站大客流处置工作中得到了实际应用。     

列车低速通过道岔产生的噪声分析

根据列车低速通过道岔线路时近场环境噪声测量数据，分析得出列车通过道岔时产生的噪声影响高于列车通过直线线路时；列车通过道岔时的噪声产生的原因以轮轨间的摩擦和撞击为主。     

线路道岔轨下刚度改变对轮轨动力性能影响研究

运用车辆-轨道耦合动力学理论,通过建立轨道道岔垂向几何及刚度不平顺激扰车辆模型,模拟计算了列车与道岔线路的相互作用。详细比较了在不同速度下,道岔轨下弹性改变前后列车对道岔的动力作用性能,并进行了试验验证。结果表明:道岔轨下增加弹性以后可大大减轻列车通过道岔时轮/轨垂向相互作用,有效地改善道岔线路和车辆的动力性能,提高设备的安全和使用寿命。     

列车转向架数字孪生建模仿真关键技术研究

为全面推进数字列车的工程化应用,以数字转向架建设为突破点开展数字孪生建模仿真关键技术研究,实现物理实体与数字孪生体之间的虚实交融,进一步提升转向架故障诊断及健康管理的有效率和准确率。转向架数字孪生体是一个数据驱动的多学科、多物理、多尺度、高保真度的虚拟模型,模型的输入为自身结构参数、车载在线监测系统数据、车库定期检修数据等多源数据,输出为实时动态展示的动力学性能评价指标(如脱轨系数和轮重减载率)、结构强度指标(如应力和累积损伤),能反映并预测转向架全寿命周期内的动力学及强度性能,从而革新现有的转向架运营维护模式。提出一种转向架数字孪生体建设的框架结构,可实现动力学、结构强度关键技术指标的实时动态展示与反馈设计功能。论述转向架孪生体建模的四大关键技术及技术路线,给出转向架动力学孪生子模型、结构强度孪生子模型的仿真方法及步骤,对比分析多种仿真试验设计方案并给出一种最优建议方案。提出一种基于深度学习神经网络的代理模型技术路线,并通过轮对的轮轨力预测、轮对应力预测案例验证模型的有效性及准确性。研究成果可用于指导构建列车转向架数字孪生工程应用的核心模块,并将其部署在地面中心。     

高速列车型面不同磨耗状态下的过岔性能研究分析

基于车辆-道岔耦合系统动力学理论,以国内某型号动车组和客运专线18号道岔为对象,采用多体动力学软件UM建立车辆-道岔耦合动力学模型,分别计算与分析高速列车车轮磨耗状态下轮岔作用及对车辆过岔动力学性能相关问题。模型中考虑了车辆悬挂力元非线性、轮轨接触几何非线性特性等非线性因素,采用更贴合实际的轮轨非椭圆多点接触算法研究高速列车不同运营里程下的型面磨耗对列车通过道岔区间的动力学性能影响。结果表明:型面磨耗会导致轮轨垂向力增大,横向力减小;对车体、构架和轮对垂向振动特性影响大于横向振动特性;对脱轨系数影响较小,对磨耗功率和轮重减载率影响较大;对道岔钢轨振动特性影响横向大于垂向。     

基于深度强化学习DDDQN的高速列车智能调度调整方法

在高速铁路系统的日常运营中,列车经常受到各种突发事件的干扰而导致晚点,严重影响旅客出行体验。为在短时间内制定出列车运行调整方案并尽可能缩短列车晚点时间,提出一种将深度强化学习与整数规划模型相结合的列车智能调度调整方法(DDDQN)。首先,将线路划分为多个轨道区段相连接的形式,并基于车间作业调度问题,以最小化所有列车总晚点时间为目标,构建描述列车运行过程的整数规划模型。之后,将各列车视为智能体,根据实际运营需求定义了多智能体的状态、动作以及回报函数,并构造了2个深度神经网络以近似值函数。最后,结合上述整数规划模型设计了DDDQN的训练方法,先利用智能体在仿真环境中探索求出问题可行解,并通过2个神经网络之间的“互馈”机制,实现神经网络参数的更新。在此基础上求解整数规划模型,即可在短时间内得到问题最优解。利用京张高铁实际线路数据和运营数据进行仿真实验,通过比较3种不同求解方法在10个不同突发事件场景下得到的列车总晚点时间和求解时间,验证了所提出的DDDQN模型可以在短时间内得到问题的最优解,可降低至多30.43%的列车晚点时间以及至多68.33%的求解时间。DDDQN为提升高速铁路系统在突发...