空调客车舒适度调查及分析

1 调查内容 为了了解铁路空调客车舒适度的实际状况,笔者进行了铁路空调客车车内热舒适性的调查.此次调查的主要项目是依据ISO7730中规定的关于室内环境舒适性的评价指标,通过大规模的人体舒适感的调查求得预测平均反应值PMV(Predicted Mean Vote)和平均预测不满意率PPD(Predicted Percentage of Dissatisfied).ISO7730中推荐: PPD < 10%, -0.5＜PMV＜+0.5时,可认为室内热环境舒适.     

高速列车司机室内热舒适性的评价与优化

高速列车司机室是整个列车运行的控制中枢,舒适的热环境可有效保证司机良好的工作状态,从而提高列车运行的安全性。本文利用Airpak三维软件对某型高速列车司机室内夏季和冬季极端工况下的热环境进行仿真计算,对司机室内的热舒适性进行评价。计算结果表明:夏季极端工况(室外温度35℃)下,司机头部温度偏高,头部PMV值偏大,人体感觉偏热;冬季极端工况(室外温度-20℃)下,热环境参数指标满足热舒适性要求。在不改变原有送风系统结构设计的前提下,对司机室空调送风口的风量分配以及送风角度进行了优化。仿真结果表明:优化后的司机室热环境得到明显改善。     

旅客列车空调硬座车厢内热舒适性研究

空调车内气流组织研究是车厢内环境控制的基础，合理的气流组织可有效地改善乘客的热舒适性。采用k-ε湍流模型，对载客车厢内三维空气流场和温度场进行了数值计算，在此基础上利用PMV（Predicted Mean Vote）指标分析了车厢内人体热舒适性。计算结果表明：在现有的条缝送风条件下，除车厢中部和两端外，车厢内气流分布比较均匀；由于回风口位于车厢两端，车厢中部和端部PMV分布不同，端部人体热舒适感较好，中部较差；座位区由于人员集中和受太阳照射的影响，温度较高，PMV值偏大；过道区温度适中，人体热舒适感较好。研究结果对空调车内气流组织优化设计和改善人体热舒适环境有一定参考价值。     

城市轨道交通车辆空调的模糊控制

在城市轨道交通的车辆空调中,采用模糊控制技术,选择空气温度作为直接受控参数,以车内PMV(Predicted Mean Vote)值的偏差及偏差变化率作为模糊控制器的输入,进行热舒适的合理控制,使城市轨道交通车辆空调的控制随着人体热舒适感的变化而变化.     

地铁车站环境温度自动控制系统分析与改进

提出了地铁车站公共区温度控制存在的问题,对问题原因进行了分析,并根据分析结果提出了地铁车站温度控制的新思路,设计了串级PID(比例-积分-微分)模糊控制的控制方案以及主要控制思路的实现方法。通过Matlab软件仿真验证了该方案的可行性。     

基于乘客热舒适性的空调列车软卧包厢送风气流组织优化研究

基于空调列车软卧包厢乘客热舒适性的提升,提出一种新型的双贴附组合式送风方式。采用实验验证后的数值计算模型对双贴附组合式送风方式的温度场、速度场进行模拟,并选用PMV和空气龄指标进行舒适性对比分析。结果表明,相对于现有送风方式,双贴附组合式送风方式能够有效解决包厢内上、下铺人员区域温度分布不均匀、人员有吹风感等不舒适性的问题。同时研究给出了采用双贴附组合式送风方式的最优送风方案,此时包厢内上、下铺人员区域最大温差2.27℃,各测点处速度均不超过0.25m/s,PMV值位于-1到1之间,空气龄均小于60s,能够较好地满足客车软卧包厢环境设计及人员舒适性要求。研究结果为双贴附组合式送风方式的实际应用提供了数据支撑。     

地铁车站内空调控制温度及系统运行模式

基于对广州地铁站内气流温度、速度的实测,计算相应的相对热指标(RWI),发现虽然能够按照《地铁设计规范》要求,实现从室外到站厅、站台厅温度的递减,但RWI值波动较大,导致乘客在行进过程中无法获得"暂时舒适"。因此,提出根据室外逐时温度,给定适当的相对热指标差值,确定地铁站内夏季空调各时刻运行控制温度,以满足乘客的过渡性舒适要求。根据室外逐时温度变化及客流量的波动,计算地铁站台厅内夏季典型日逐时负荷及逐时送风量,提出夏季风机分时段改变运转速度或运行台数的运行方案。探讨两种极限热损失率(HDR)所对应的冬季地铁车站内的控制温度,提出冬季站台厅温度的调节范围。     

地铁强冷和弱冷车厢的人体舒适率分析

目的：在夏季高温天气，车厢内的温度冷热不均成为了地铁乘客反映最多的问题，因此有必要研究地铁车厢环境温度对人体舒适率的影响问题。方法：对7条地铁线路强冷和弱冷车厢的温度及湿度平均值进行实测分析；建立车厢模型，并明确模型的边界条件；根据地铁车厢环境温度的实测数据，采用计算流体力学的方法，针对强代谢率乘客和弱代谢率乘客在不同环境温度下的PMV(预测平均评价)热舒适性评价指标，分析地铁车厢内4种典型截面处的人体舒适率。结果及结论：强冷车厢内的温度约为23℃,弱冷车厢内的温度约为26℃,强冷车厢和弱冷车厢的温度差约为3℃,且同一节车厢内的温度也有2～3℃的上下浮动；强代谢率乘客在20.7～22.0℃温度范围内的舒适率较高，在22.0℃时的舒适率达到最高，车内舒适率为41%。强代谢率乘客在20.7～22.0℃温度范围内的车内舒适率较高；弱代谢率乘客在23.0～24.3℃温度范围内的舒适率较高，在24.3℃时的舒适率达到最高，车内舒适率为42%。     

火车空调变风量空调系统的节能控制及优化

火车空调系统采用变风量单风道空调系统,具有很大的节能潜力。以车厢内良好的热舒适环境为目标,采用以温度为直接被控参数的间接PMV指标控制法控制空调送风量;新风量的控制则采用焓控制,能充分利用自然冷源,降低系统能耗;最后,提出了变风量系统DDC控制方案。     

西安地铁秋冬季热环境与热舒适实测分析

采用热环境实测和调查问卷相结合的方法,研究西安地铁2号线过渡季、冬季车站及轿厢热环境和热舒适情况。分析西安地铁2号线的5个典型代表车站及轿厢在秋季过渡季和供暖季(2020年9月～2021年2月)的温度变化规律。研究发现,冬季北客站地铁站的出入口和站厅平均温度分别为4.14和8.74℃,不满足《地铁设计规范》(GB 50157—2013)的要求;并得出西安地铁2号线秋季公共区域80%满意率的舒适区温度范围是15.7～22.8℃,轿厢是18.7～24.3℃,冬季公共区域80%满意率的舒适区温度范围是12.3～16.1℃。采用热感觉投票(TSV)和热损失率(HDR)相结合的方法,对地铁站热环境进行评价;对比调查问卷结果,对HDR进行修正,得到适用于西安地铁冬季热环境的评价指标。该研究可为地铁站内通风空调系统的设计和运行管理提供可靠的基础数据,有利于地铁乘客舒适热环境的营造。     

高原低气压增氧旅客列车车厢温度场及热舒适的CFD评价

根据青藏铁路格尔木—拉萨段客车增氧低压的环境特点,对人体热舒适评价指标进行修正。基于RNGk—ε模型,采用计算流体动力学软件(CFD),建立25T型客车的简化CFD模型,利用求解该模型获取的数据对乘客热舒适性进行评价。结果表明:靠近车厢内部中央的温度低,靠近四周壁面的高;除车窗附近2个温度测点在大气压强为101.3kPa时的温度线与大气压强为70.7kPa时的有较大差异外,其余4个测点的温度线在这2个大气压强时重合或非常接近;大气压强为101.3和70.7kPa时,6个测点的温度比大气压强为55.6kPa时高0～2℃:在车厢外气温和辐射强度相同的条件下,大气压强下降至55.6kPa时才对车厢内温度产生明显的影响;当大气压强为55.6kPa时,受气流影响,坐在靠近走廊座位且面对来流方向乘客的热舒适性比在大气压强为101.3和70.7kPa时更接近中性,而坐在靠阴面侧壁座位且背对来流方向乘客的热舒适性比在大气压强为70.7kPa时更接近中性;坐在靠近阳面侧壁座位乘客的热舒适性指标为0.1～0.4,介于中性和稍热之间;而坐在其他座位乘客的热舒适性指标为-1.0～-0.6,介于中性和稍冷之间。由此可推断:大气压强和座位在车厢内的位置是影响车厢内乘客热舒适的主要因素。     

关于服装工效学的研究—对人体及服装舒适性评价指标的探讨

根据笔者多年来的实际工作经验，把人体－服装－环境作为一个系统，即服装工效学的观点，着重介绍了人体及服装舒适性的评价测试指标，主要指标是：（1）体温，（2）热平衡差；（3）代谢产热量；（4）体表面积；（5）出汗量，（6）心率，（7）服装舒性性指标PPD与PMV等7项，并对实际应用进行了探讨，从而为全面研究服装的功能，为人们在不同的环境气候条件下，穿着合适的服装提供了可靠的评价方法。     

基于集成模糊推理的列车运行舒适度评价方法及应用

本文采用加速度变化率评价列车运行的舒适度,应用模糊系统理论提出了3种舒适度评价模型,并实测数据确定了模糊集合的参数.在此基础上,应用集成学习方法将这3种模型的输出集作为列车运行舒适度的综合评价指标.应用北京地铁亦庄线的实测数据对该评价方法进行了验证,结果表明3种模糊模型有较好的一致性,集成学习能增强舒适度评价的精度和鲁棒性.     

高速列车横向振动自适应神经模糊控制的仿真

为了设计出智能的列车悬挂系统,提出了基于神经网络的自适应模糊控制。模糊控制主要是针对系统的非线性;神经网络控制是产生模糊控制的控制规则。通过自适应神经网络的模糊推理系统(ANFIS),把神经网络和模糊控制相结合。神经网络根据采集的数据来进行训练,产生不同的控制规则,使模糊控制器对路面的变化具有自适应能力。仿真结果表明:该方法可在一定程度上减少轨道对列车车身的振动,提高列车在路面行驶的平稳性。     

基于人体热调节模型的地铁车厢热环境研究

地铁车厢热环境研究常将人体边界设置为恒定热流量,无法反映人体热调节和环境间的相互作用,很难准确地评价车厢环境的热舒适性。为有效地分析车厢内环境的热舒适性,提出一种57多节点人体热调节模型与车厢热环境耦合计算方法,对北京地铁15号线列车车厢内环境的热舒适性进行模拟计算。同时,采用该方法研究3种工况送风格栅型车厢内的热环境和乘客热舒适性,得到工况1的车厢内温度和速度分布均匀,乘客具有更好的热舒适性。相比恒定热人体边界条件,该方法能更全面地分析乘客的热舒适性,对改善实际车厢内的热环境具有一定的参考意义。     

基于GA优化模糊PID控制的ATO算法研究

针对城市轨道列车的自动驾驶系统(ATO)传统PID控制方法适应性差和智能化不足的问题,基于该领域专家知识和驾驶司机的操作经验,将遗传算法优化的模糊PID控制算法运用在ATO的控制系统中,并运用MTALAB进行仿真。仿真结果表明,该控制算法优于传统的PID控制,能够满足ATO系统对不同工况下的适应性和智能性要求,可以达到精确停车和准点到站的目的,能够有效提高列车舒适性和降低列车能耗。     

长春地铁热环境与热舒适实测分析

采用热环境实测和热舒适调查问卷相结合的研究方法,研究长春地铁1号线冬季、过渡季、夏季车站及车厢的热环境和热舒适情况,分析得出长春室外、车站及车厢2017—2018年温度的变化区间及规律、结果显示,华庆路站站厅、站台温度值不满足规范要求,冷风渗入是影响冬季出入口温度的重要因素,并分析出车站及车厢80%满意率舒适区以及不同季节的热中性温度,旨在为严寒地区地铁热环境及热舒适研究奠定研究基础,为地铁环控系统的设计提供参考。     

悬挂式单轨平面圆曲线乘客舒适度控制标准取值研究

乘客舒适度标准是确定线路平纵断面设计参数最为重要的控制指标,也是必须满足的强制性指标。为合理平衡乘客舒适度与工程建设成本之间的跷跷板关系,通过系统总结国内外各种现有制式取值标准,就悬挂式单轨乘客舒适度控制标准取值开展理论分析研究,并提出相应建议。与平面圆曲线半径相关的乘客舒适度指标为车体偏转角及未被平衡离心加速度,随着偏转角和未被平衡离心加速度数值的增加,其对最小圆曲线半径的影响逐渐减弱,恶化舒适度条件并不完全等同于工程效益的减小。悬挂式单轨最大偏转角理论上可突破传统轮轨铁路7.7°的限制,但增大偏转角对限界造成的影响不可忽略。人体可忍受的振动持续作用时间与未被平衡离心加速度大小成反比,将加速度控制在0.4～0.8 m/s~2是合理的。     

空调硬卧车内人体热舒适性研究

针对目前空调硬卧车内气流分布不均匀,不同铺位的乘客对车厢内的热舒适感差别较大这一现状,采用计算流体动力学对空调硬卧车内流场和温度场进行了数值模拟,研究了空调硬卧车内空气流动速度和温度分布规律及热舒适评价指标PMV和人体吹风感指标PD分布状况。研究结果对于改变目前车厢内上、中、下铺气流分布不均的现状,改善车厢内人体热舒适环境提供了理论依据。