我国高速铁路轮轨关系相关技术探讨

结合我国高速铁路车辆运用实践及试验数据,探讨高速铁路轮轨关系发展中的相关技术。研究高速铁路晃车、横向加速度报警的影响因素,指出车辆晃车与横向加速度报警具有对立统一性,并提出轮轨匹配等效锥度是诱发车辆横向加速度报警的主要原因;阐述高速铁路钢轨波磨及动车组车轮多边形发展的特点及影响因素,初步指出造成钢轨波磨与动车组车轮多边形的原因是轮轨系统不良而诱发的耦合振动,二者具有明显的相生相伴特征;针对目前轮轨关系存在的技术问题,建议开展线路条件下的轮轨关系服役技术研究;为维持良好的轮轨关系,应充分结合动车组运用状态、线路运用状态以及动车组运营组织特点,制定合理的车轮镟修及线路打磨策略。     

高速铁路轮轨关系现场试验方案设计研究

针对我国高速铁路出现的轮轨匹配问题,以车-地联动,时-空统一,动、静结合为原则进行轮轨关系现场试验方案设计,根据我国高速铁路轮轨匹配特点,选取京沪、武广、哈大、兰新、贵广、丹大6条高速铁路开展轮轨关系现场试验。自2016年以来,钢轨静态、车轮静态、车轮多边形、道岔动静态、轮轨耦合振动等测试项目相继开展,初步获取了轮轨状态变化与车辆异常振动的影响关系,积累了大量试验数据,为改善和优化现场轮轨关系问题提供了数据支撑,为进一步完善我国高速铁路轮轨关系技术体系奠定了强有力的基础。     

高速铁路轮轨噪声预测分析

基于高速铁路轮轨噪声机理,对高速铁路轮轨滚动噪声预测方法进行分析。建立高速铁路轮轨噪声预测分析模型,为轮轨噪声的控制提供必要的依据。在探讨列车—轨道相互作用关系、轮轨表面粗糙度、轮轨接触滤波、噪声辐射比、轮轨系统噪声辐射、地面的声反射等问题的基础上,对我国快速客运专线的轮轨噪声进行了数值仿真预测。给出轮轨噪声的频谱特性、距离衰减特性及随运行速度的变化规律。     

高速铁路工务工程前沿基础理论与科学问题——轮轨关系

随着我国高速铁路的不断发展和持续建设,轮轨关系基础理论与应用技术研究也取得了显著进步。本文对国内外在轮轨关系研究,特别是轮轨接触疲劳和轮轨周期性磨耗方面所开展的研究工作和取得的研究成果进行了系统的梳理和总结,同时结合我国高速铁路在实际运营过程中出现的轮轨关系问题,指出目前我国高速铁路轮轨关系领域研究的不足和存在的问题,并对未来需要开展的研究工作及其主要的科学问题提出建议。     

我国高速铁路轮轨关系研究现状及创新发展规划

轮轨关系是铁路行业永恒的主题,对于我国高速铁路而言,通过对轮轨关系的深化研究进一步提高运输经济性、乘客舒适性,降低运营安全风险和成本是中国铁路总公司极为关注的创新发展重点领域。简要回顾国内外高速铁路轮轨关系研究进程及应用现状,分析我国高速铁路轮轨关系研究需求,阐述我国高速铁路轮轨关系理论及技术创新总体发展规划,以及我国高速铁路轮轨关系最新研究进展,结合中国铁路总公司"强基达标、提质增效"的工作主题,提出高速铁路轮轨关系下一步研究及应用的重点领域建议。     

高速铁路轮轨关系典型案例研究

针对高速铁路运营过程中出现的高速道岔直尖轨裂纹、弹条断裂、动车组构架横向加速度报警等典型案例进行研究,分析案例产生的原因,介绍采取的相应对策,阐明研究高速铁路轮轨关系的重要性。研究得出:应通过采取加强钢轨状态检查、加强钢轨养护以保持钢轨良好廓形;大力推广应用钢轨打磨新廓形;积极推广使用60N钢轨等措施改善高速铁路轮轨关系。该研究对进一步加强我国高速铁路轮轨关系维护、确保轮轨关系匹配良好,具有指导意义。     

高速铁路试验管理系统研发与应用

在分析当前高速铁路联调联试及综合试验管理现状的基础上,针对试验项目并发进行以及试验数据类型复杂、管理及共享困难等问题,研究、开发高速铁路试验管理系统。系统由年度计划、项目管理、试验管理、数据管理、设备管理、文档管理、全文检索、移动TDM以及系统设置等若干模块构成,实现对多专业的试验数据进行综合存储和管理,保障试验数据的安全性,有效共享试验数据。系统为高速铁路联调联试及综合试验的开展和管理提供有效平台。     

高速铁路共振问题相关标准研究

为保证高速铁路的安全优质运营,标准规定中应防止共振现象的发生。高速铁路共振按结构质量、作用位置等可分为车桥系统、弓网系统、轮轨系统和其他部件等4个类别,梳理高速铁路共振研究现状及相关标准规定,分析我国铁路工程标准设计执行标准的情况。通过国内外高速铁路相关标准对比发现,国内外主要共振标准的规定大体相当。现场试验数据表明:我国高速铁路车桥系统和弓网系统均不会产生共振现象,轮轨系统和其他部件在采取相关措施以后也不会出现共振现象。提出我国高速铁路有关标准仍需完善、基础理论研究尚需深化、系统配套研究需进一步加强等下一步工作建议。     

高速铁路轮轨噪声理论计算与控制研究

轮轨噪声是铁路主要的噪声源。针对高速铁路轮轨噪声辐射问题,综合运用车辆—轨道耦合动力学理论与噪声辐射理论,建立高速铁路轮轨噪声预测模型,应用数值仿真的方法研究高速铁路轮轨噪声产生机理、辐射特性、传播规律以及控制技术。主要研究内容和结论如下。     

高速铁路轮轨硬度匹配研究及方向探讨

针对我国高速铁路轮轨关系中钢轨磨耗小、车轮存在凹磨和多边形磨耗、车轮镟修周期短和维护成本高等问题,从轮轨硬度匹配角度,开展轮轨材质硬度摩擦磨损小比例试验、现场轮轨磨损规律测试试验、轮轨磨耗仿真计算等研究,对轮轨硬度匹配指标和方案进行探讨。研究结果表明,轮轨硬度比控制在1.00∶1.00以上,可有效减小车轮磨耗;提高车轮硬度,可抑制和减缓多边形磨耗的产生。建议适当提高我国应用车轮的硬度,推广我国自主研发的强韧性兼备高硬度车轮,延长车轮镟修周期,节约养护维修成本。     

轮轨力测量在高速铁路轨道检测中的应用研究

随着世界高速铁路的快速发展,高速铁路轨道检测技术已突破传统的轨道几何检测,朝着综合检测的方向发展。结合安装在我国新一代高速综合检测列车CRH380B-002的轮轨力检测系统在高速铁路轨道检测中的实际应用情况,介绍了我国在高速铁路轨道综合检测领域的最新研究进展———基于轮轨力测量的高速铁路轨道检测技术,并提出了一种基于轮轨力测量的高速铁路轨道状态评判方法。基于轮轨力测量的轨道检测技术通过安装在固定车辆(一般为轨道检查车)的连续测量测力轮对测量轮轨之间的相互作用力,从对车辆运行安全性和轨道疲劳寿命影响的角度对轨道状态进行检测,指导轨道日常养护。该技术是高速铁路轨道综合检测的重要组成部分,是对传统轨道几何检测的有效补充和完善,它的投入运用将更好的保障高速铁路的安全运营。     

高速铁路调度指挥仿真实验平台的设计与实现

随着高速铁路在我国大规模建设并投入运营,培养和培训适应高铁运输组织的技术和管理人才尤为重要。通过分析实际高速铁路列车运行调度指挥业务流程和应急处置过程得出高速铁路调度指挥仿真实验平台功能及结构,建立仿真平台系统数据流图、系统数据模型及仿真流程,设计平台数据库及子系统模块划分,采用SQL Server数据库、Microsoft Visual Studio 2010 C#开发平台,实现了列车运行调度指挥业务过程的仿真及各岗位操作综合训练。平台应用于学生实验、实践教学及调度人员调度指挥及应急处置模拟演练培训,提高学生和调度人员的行车调度技能与指挥决策能力。     

高速客车轮对动力学性能的比较

为了比较不同车轮踏面及轮对内侧距对高速客车动力学性能的影响,首先采用改进轮轨接触几何关系算法分析了不同情况下的静态轮轨几何接触关系,然后通过车辆/轨道耦合动力学模型,对高速客车蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过性能进行了动态仿真计算。数值计算中,主要考察了LM、LMA、S1002和XP55等4种车轮踏面和轮对内侧距由1350 mm到1360 mm变化的情况。结果表明,车轮踏面形状和轮对内侧距对高速客车动力学性能有重要的影响,且LMA型车轮踏面与1353 mm的轮对内侧距匹配具有较好的动力学性能。要确定合适的车轮踏面和轮对内侧距,须从轮轨接触关系的变化出发,综合评估车辆动力学性能。     

简析高速铁路ATO系统与城际铁路CTCS2+ATO系统的区别

高速铁路ATO系统成功完成在京沈综合试验段现场试验,将在后期新建高速铁路和改造线建设中得到广泛应用。高速铁路ATO系统的发展离不开城际铁路CTCS2+ATO系统在珠三角城际的成功示范性应用,分析高速铁路ATO系统与城际铁路CTCS2+ATO系统的区别,并提出高速铁路ATO系统的特点与优势。     

高速铁路60N廓形钢轨适应性研究

针对60N廓形钢轨在高速铁路的适应性问题,对铺设60N廓形钢轨的高速铁路线路开展长期跟踪测试,分析60N廓形钢轨服役性能及养护维修情况;利用仿真手段,采用基于层次分析法的轮轨型面匹配综合评价方法,评价铺设60N廓形钢轨线路的标准及实测轮轨型面匹配状态.结果表明:铺设60N廓形钢轨的高速铁路钢轨服役状态良好,钢轨磨耗较小...     

CRH1型动车组牵引系统的仿真研究

CRH1型动车组是中国高速动车组的重要组成部分。对CRH1型动车组牵引系统进行仿真研究,对我国高速铁路的发展有着及其重要的意义。介绍了CRH1动车组牵引系统的基本概况,重点介绍了网侧变流器和矢量控制系统的数学模型。利用仿真软件MATLAB/SIMULINK中的电气系统模块,构建了CRH1型动车组牵引系统的仿真模型,并对其牵引特性进行仿真试验。仿真结果基本符合CRH1型动车组真车试验结果。     

高速铁路牵引计算与仿真系统研究

高速铁路的牵引计算与仿真对优化高速铁路线路设计、优化列车运行时间等方面具有重要意义。然而由于缺少高速铁路牵引计算规范和动车组数据资料保密未公开等原因,导致对高速铁路牵引计算仿真与系统的研究较少。采用动车组特性曲线CAD矢量化法和程序开发相结合,解决了高速铁路牵引计算力学数据的有效获取。基于多质点模型,建立了动车组牵引力、制动力、列车阻力的计算方法和公式。从牵引、惰行和制动三方面建立了动车组运动模型求解和运行过程计算算法。在此基础上,采用C#2010编程语言和Access数据库,开发了基于多质点模型的动车组牵引计算与仿真系统。实现了动车组数据和线路等数据的一体化管理;采用动车组编组等参数化设置,实现了不同参数下的高速铁路牵引计算与运行过程的完整仿真。     

高速铁路线路参数与线路方案动力分析研究

线路线形条件对高速铁路行车安全性及乘坐舒适性的影响显著增强。我国在制定高速铁路规范时,总结吸收国内外建设及运营管理经验,提出了较高的线形标准。采用动力仿真分析方法对高速铁路参数进行探讨,对高速铁路线路关键参数进行分析,提出线路平、纵断面关键参数合理取值。针对京沈高铁试验段开展更高速度综合实验,对线路线形方案开展动力学分析及评估。提出线路圆曲线、反向曲线夹直线最小长度、竖曲线最小半径关键参数合理取值,可有效减少工程建设投入;通过对京沈高铁试验段开展更高速度综合实验,对线路线形方案开展动力学分析及评估,提出通过增加8 000 m曲线半径超高的方法,提高速度400 km/h列车舒适度。     

高速综合检测试验列车研发设想

综合检测列车是一种综合检测高速铁路质量达标的高速列车。在时速350 km中国标准动车组基础上,研发高速综合检测试验列车,配套先进的高速综合检测试验设备,同时研发代表新技术发展趋势的高速动车组关键系统平台,开展高速动车组新技术工程化应用及试验,进一步提升我国铁路安全综合检测技术水平和动车组技术水平。介绍了高速综合检测试验列车研发的背景、总体目标、总体技术方案和关键技术。     

高速铁路牵引供电系统负荷过程仿真技术的研究

高速铁路牵引供电系统负荷过程仿真主要包括动车组运行的牵引负荷功率计算和牵引供电系统的潮流计算。通过建立牵引计算模型得到动车组运行过程中的电气负荷特性,基于多导体传输线模型,建立牵引网等值电路,基于牵引变电所端口电气量通用变换关系,建立牵引变电所等值电路,基于牵引负荷功率进行牵引供电系统潮流计算,可以得到动车组运行过程中牵引供电系统的电压和电流的变化。以此为基础,编制了高速铁路牵引供电系统负荷过程仿真程序,通过仿真程序对云南省开通的首条高速铁路—长昆客运专线邓家山牵引供电系统进行了仿真计算,计算结果与中国铁道科学研究院的实地测试结果相一致。高速铁路牵引供电系统负荷过程仿真技术的研究对于深入研究高铁牵引供电系统的运行规律,对供电系统中各种供电指标的核查、校验等具有重要意义。