高速磁浮轨道导向不平顺检测系统的研究

高速磁浮列车是利用电磁力实现车辆与轨道无接触高速运行的一种新型交通工具,车辆的导向和制动性能受到轨道导向不平顺的影响。为了保证高速磁浮车辆运行的安全性、稳定性和舒适性,设计一种结构简化、低成本和搭载式的磁浮轨道导向不平顺检测系统。该系统基于惯性基准法原理实现检测,由加速度计、测距传感器、数据记录仪和里程检测模块组成,并未使用陀螺仪和倾角仪测量载体的姿态角变化。分析了车辆姿态变化对导向不平顺检测误差的影响,因未修正姿态导致的检测误差绝对值在直线段轨道达到0.4 mm,而在曲线段轨道超过了3 mm。为了降低缺乏姿态观测所致误差,提出一种设计线型辅助的策略用以部分替代倾角仪功能,即以列车所在位置轨道的横坡角和纵坡角分别近似替代载体的侧滚角和俯仰角低频分量,并用于补偿加速度积分中的重力和离心力分量,仿真表明该方法可将曲线段轨道的检测误差降低至0.6 mm。此外,结合磁浮轨道刚度大、变形小以及分段铺设的特点,利用分段直线拟合方法对不平顺检测结果进行平滑处理,从而进一步降低缺乏姿态观测的影响,保证系统具有足够的检测精度。通过小车检测试验,结果表明所设计系统及数据处理方法可实现±0.5 mm之内的检...     

线路不平顺对低速磁浮车辆动态响应的影响

线路不平顺与磁浮车辆的动力学性能密切相关,良好的线路状况是车辆稳定、舒适运行的保证。参考各国高速铁路对轨道梁刚度的要求,并考虑轨道梁的动力学特性要求,给出了磁浮列车线路不平顺的具体型式及变量限值,着重分析了线路不平顺的频率对车辆垂向响应的影响。分析结果进一步验证了悬浮控制器的设计思想,即在高频时,应保证列车具有良好的平稳性,而低频时,应与轨道具有良好的跟随性。这些分析结果为以后进一步的研究奠定了基础。     

高速磁浮线路道岔钢梁移位过程及其数值分析

高速磁浮线路道岔主体结构为一连续箱形截面钢梁。采用端部刚接和铰接两种支座条件、梁单元和壳单元两种计算模型,从结构受力角度对道岔切换方案进行了数值计算,并对计算结果进行了比较分析。在进行计算时,如果不要求得到截面上的细部结果,可用梁模型进行计算;如果要得到截面上的细部结果,就必须采用壳模型进行计算,获取相应的数据。     

对高速磁浮线路最大横坡选择的探讨

结合高速磁浮线路自身的技术特点,对高速磁浮线路最大横坡的选择进行了探讨,并对横坡的大小与曲线半径、曲线长度、工程费、舒适度等之间的关系进行了分析.分析结果表明,最大横坡取9°与12°相比,对最小曲线半径值和房屋拆迁费的影响不大,但从提高旅客舒适度和节省轨道梁制造成本等角度考虑,最大横坡应不大于9°为宜.     

轨道不平顺检测评价及预测综述

按描述参数、激扰方向以及波长的不同对轨道不平顺进行分类;根据检测原理的不同及有无轮载比较不同轨道不平顺检测方法的优缺点;梳理局部不平顺评价和区段整体不平顺评价标准;分析频域评价方法的优缺点及各国应用情况;概括轨道不平顺时频域评价方法及其局限性;按预测方法的不同分析3类轨道不平顺预测方法。研究结果表明：相较于高速铁路,城轨交通动态检测缺少轨检车及综检车的应用;既有铁路轨道谱构建较为完善,但在城轨领域仍缺少成熟的轨道谱;时频分析方法能够同时在时域和频域上对轨道不平顺进行定位,适用于非平稳性信号,但其实际应用仍受较大限制;轨道不平顺预测能提高轨道维护效率,但仍存在很大局限性,无法进一步推广。     

基于LSTM神经网络的轨道不平顺反演方法

研究目的:为了解决轨道不平顺反演过程中存在的完全随机独立性问题,本文基于长短记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络,以轨检车实测轨检数据为基础,构建轨道高低不平顺与轨向不平顺间的关系.通过IFFT方法获取高低不平顺,将高低不平顺数据输入至建立的模型中,获取与高低不平顺存在内在联系的轨向不...     

高速磁浮线车站内线路主要技术标准的探讨

结合高速磁浮线路轨道的特点及其车辆特征,对车站内线路的主要技术标准,如纵断面坡度、横坡角、平面曲线半径等进行了研究,对车站内列车通过的速度与平面曲线半径的关系作了分析,并提出了相应的研究结论.     

基于概率分布的轨道不平顺发展统计预测

针对轨道不平顺的随机性,应用数理统计原理和方法,对轨道动态不平顺检测数据进行统计分析,研究轨道不平顺的概率分布特性。分析讨论基于不平顺分布函数特征的不平顺发展统计预测方法,比较不同统计预测模型的预测效果和预测精度。研究结果表明:轨道不平顺概率分布接近于正态分布;在轨道不平顺概率分布特性分析的基础上,指数平滑预测方法具有较好的预测效果和预测精度,能够用于轨道不平顺发展预测问题的研究。     

高速磁浮列车二系悬挂参数及轨道不平顺幅值研究

为研究车辆悬挂系统参数及轨道不平顺水平对600 km/h高速磁浮车辆动力学性能的影响.基于多体动力学理论建立常导高速电磁悬浮车辆动力学模型,采用上海高速磁浮试验线测试拟合得到的轨道不平顺,对车辆动力学性能进行仿真分析.研究空簧垂向刚度、辅助弹簧横向刚度、摇枕连接垂向刚度等二系悬挂参数以及轨道不平顺幅值对高速磁悬浮车辆动...     

提速线路轨道不平顺谱拟合方法

研究了中国提速线路轨道不平顺谱估计方法,提出了中国提速线路轨道不平顺谱。为提高功率谱的精度,首先利用线性插值剔除异常值、EMD模态分解法消除趋势项并进行滤波处理。基于最大熵法和Welch法统计得到提速线路轨道不平顺谱,并对比分析了不同月份的轨道不平顺谱的特性,采用非线性最小二乘法拟合提出中国提速线路轨道不平顺谱表达式及拟合参数。研究表明,利用Welch法和最大熵法计算提速线路轨道不平顺谱,最大熵法计算得到轨道谱的分辨率和精度优于Welch法;对比基于非线性最小二乘法的3种拟合函数,nlinfit函数能较好地拟合提速线路轨道不平顺谱。提出提速线路轨道谱拟合参数,为提速线路的养护维修、优化设计等提供参考依据。     

桥梁竖向变形引起的中低速磁浮轨道不平顺分析

为了揭示桥梁竖向变形引起的中低速磁浮轨道不平顺问题,建立4跨磁浮轨道-桥梁结构有限元模型,计算分析单墩沉降、梁体竖向转角和梁体竖向错台引起的中低速磁浮轨道F轨竖向变形.结果表明,当单墩沉降量达到15 mm时,F轨轨面10 m弦矢高为2.95 mm,接近其容许限值3 mm,说明现有规范规定的相邻墩台沉降差限值5 mm过于...     

地铁轨道几何不平顺指标预测方法研究

充分考虑轨道平顺状态劣化的不确定性和异质性,基于灰色区间预测建模理论建立了轨道几何不平顺指标灰色区间预测模型。为验证模型的可靠性,根据北京地铁2号线10个典型单元区段在2017年2月至2019年2月之间的12次轨检车检测数据,以三角坑不平顺指标为例,利用所建模型进行模拟并将模型预测值与实际检测值进行对比。结果表明,该模型模拟结果精度检验合格且具有较高的预测精度,可以用于预测轨道几何不平顺指标。     

高速磁浮交通线路线形的动态检测

随着轨道交通的不断发展,其线路线形的测量方法和技术也随之不断发展。其中,动态检测方法以其独特的优势不断得到重视,并得以广泛应用。阐述了高速磁浮交通线路线形动态检测的工作原理、系统构成和功能应用,并通过现场测量,验证其检测的高效性和检测结果的稳定性。     

基于UM仿真软件的高速磁浮列车轨道不平顺的动力学响应研究

考虑轨道不平顺因素,提出了一种基于UM仿真软件的高速磁浮列车轨道不平顺动力学研究策略。首先,实况下测量当磁浮列车的运行速度为300 km/h和430 km/h时,左右测点的不平顺变化幅值范围及其增加量值。然后,通过将轨道不平顺谱导入UM软件,并基于所搭建的高速磁浮列车模型,验证基于UM仿真模拟高速磁浮列车在此条线路运行的可行性。最后,将不平顺条件放宽至现有不平顺标准最大幅值(-4.3 mm,+3.8 mm)。通过仿真分析可知,当运行速度为430 km/h和500 km/h时,高速磁浮列车仍可安全运行。当运行速度为600 km/h,不平顺幅值增大为1.1倍和1.2倍时,高速磁浮列车仍可安全运行。但当不平顺幅值增大至1.3倍时,悬浮间隙最大值将超出下限值18 mm,导致高速磁浮列车不能安全运行。     

高速铁路线路过渡段动态不平顺研究

通过分析线路过渡段的设置,提出线路过渡段动态不平顺概念。线路过渡段动态不平顺与轨下基础刚度、线路过渡段长度与刚度差、竖向轮载有关,反映线路过渡段的基本力学特性。阐述动态不平顺计算原理及算例、动态不平顺性质及应用。通过引入线路过渡段动态不平顺概念,分析线路过渡段的合理性,提出应考虑控制动态不平顺的最大幅值和变化率、线路过渡段动态与静态不平顺总和允许误差与非线路过渡段一致、线路过渡段动态与静态不平顺允许误差的合理分配等问题。     

用于铁路轨道不平顺预测的综合因子法

根据轨道结构存在的不平顺特征及其形成原因,提出基于数字统计理论、信号处理理论和轨道不平顺检测数据的综合因子法,对各类轨道不平顺的发展趋势进行预测,为铁路线路的维修提供参考依据。方法的核心思想是基于对同一地段轨道不平顺变化规律相近的认知,即轨道在线路脆弱的地方会更脆弱,在不平顺幅值较大的地方其不平顺发展也相应较大。综合考虑影响轨道不平顺发展的众多因素,如轨道系统各部件的材料影响、铁路施工以及各种运营条件、环境因素等,将这些影响因素共同作用后的整体效果反映在构建的预测模型中,给出相应的综合因子和随机量的参数矩阵,并建立轨道不平顺管理的分级概念。计算结果表明,综合因子法能够较好地预测轨道不平顺的变化。     

提速线路长波长不平顺检测方法的研究

利用地面精确测量数据与GJ 5型轨检车波形图对比分析的方法,对长波长的检测方法及注意事项进行研究,指出GJ5型轨检车在长波长检测中存在的问题以及现场的应用方法。     

磁浮轨道梁不平顺对悬浮状态的影响分析

通过建立单磁铁-悬浮系统-轨道梁相互作用模型,阐述轨道梁特性要求,从轨道梁长短波不平顺、轨道梁刚度以及车辆运行速度角度出发,研究单磁铁悬浮状态的变化。结果表明:单磁铁悬浮间隙变化量随着车速的提高而增大,短波不平顺对车辆的影响要比长波不平顺影响剧烈,短波不平顺对单磁铁悬浮间隙和振动加速度均有较大影响;轨道梁刚度对轨道梁挠度变化最为明显,而对悬浮间隙、单磁铁振动加速度影响很小。