重载列车自动驾驶纵向动力学仿真技术研究

为了保障列车自动驾驶的平稳性,需要充分考虑列车多质点的纵向冲击力问题。文章研究了重载列车纵向动力学相关内容,主要包含对重载列车多质点模型、空气制动模型和车钩缓冲器模型的建模和仿真技术,并在此基础上开发了面向列车自动驾驶的纵向动力学仿真软件。与实际运行的线路数据对比试验结果表明,所开发的重载列车纵向动力学软件能够较准确地模拟列车实际运行工况,对重载列车自动驾驶平稳操纵具有重要的指导价值。     

大跨度混合梁斜拉桥上无砟轨道纵向力分析

以昌赣客运专线(35+40+60+300+60+40+35)m混合梁斜拉桥为例,建立了大跨度斜拉桥上无砟轨道精细化模型计算分析不同荷载作用下大跨度桥上无砟轨道纵向力。计算结果表明:在温度荷载作用下,钢轨纵向应力相对较大,最大拉应力为130.03 MPa,跨中轨道板纵向应力较小。在竖向荷载作用下,钢轨、轨道板和底座板的拉应力最大值出现在桥塔附近,压应力最大值出现在跨中附近,其中钢轨压应力最大值为15.02 MPa,底座板拉应力最大值为3.05 MPa。在列车制动作用下,钢轨、轨道板和底座板的拉应力最大值出现在跨中附近,压应力最大值出现在桥塔附近,轨道板和底座板纵向应力均较小。     

无砟轨道列车荷载层间分布特征及压电式测试系统研究

为研究无砟轨道列车荷载传递特征及测试方法,建立了双块式无砟轨道实尺试验平台,分析了钢轨支点压力和道床板、支承层底部荷载分布规律,并与动力学仿真结果对比。得出主要结论:石基压电式压力测试系统及压电式测力垫板测试系统,测试结果准确可靠,可用于无砟轨道结构健康监测;道床板底部荷载横向呈双峰型分布,两轮载间荷载效应叠加不明显,横向分布范围占道床板宽度的50%左右,道床板宽度具有优化空间;轮载传递至支承层底部时呈M型分布,轮载分布较为均匀。理论分析和试验结果可为无砟轨道现场测试提供参考,所得荷载传递规律,可为无砟轨道尺寸优化和下部基础设计取值提供理论依据。     

基于可靠性的列车关键部件机会预防性维修优化模型研究

针对列车关键部件预防性维修存在欠维修或过维修问题,在传统预防性维修策略基础上,提出一种基于可靠性的列车关键部件机会预防性维修优化模型,该模型考虑部件可靠性对机会维修阈值的影响,通过偏最小二乘回归方法优化机会维修阈值,求解得出最佳预防性维修役龄和机会维修役龄,综合分析机会役龄因子和安全失效概率因子对维修策略的影响,从而达到优化总维修费用的目标。以某地铁公司B型车辆关键部件的记录数据为例,通过对建立的模型进行求解分析,表明采取该检修模式能有效减少固定维修次数、延长检修周期、降低总维修费用、提高列车正线运营率,从而为轨道交通关键部件修程修制的改进提供科学依据和实践参考。     

基于BAS的京张高铁站房能源管理系统研究

近年来,越来越多的机电设备及子系统应用到高铁站房中,如电动窗、电热风幕、电伴热、电动百叶、能源管理系统(远程抄表)等等,多为人工控制或独立控制,管理不便且能耗浪费较大。仅对空调通风、照明和扶梯等机电设备进行监控的常规BAS系统,已经不能满足运营管理节能减排的要求。以京张高铁站房为例,介绍基于BAS的能源管理系统的系统架构、系统功能,提出对高铁站房内的通风空调、给排水、照明、电扶梯、电热风幕、电动窗、电伴热等设备进行全面、节能、高效的自动化监控。为高铁站房和交通枢纽的BAS系统和能源管理系统设计提供参考。     

宝兰高铁渭河隧道水文和工程地质选线研究

渭河隧道是宝鸡至兰州高铁重、难点控制性工程。区内地质构造运动较活跃,黄土滑坡、富水砂岩层及饱和卵砾石等不良地质发育,复杂的工程及水文地质条件严重制约着渭河隧道选线工作。通过野外地质调查、原位测试、室内试验、理论计算、地质分析等方法对影响隧道选线的地质问题进行了综合评价,提出竖向绕避滑坡群方案,通过分层抽水试验解决了复杂地层涌水量计算参数的问题,对合理确定隧道埋深和辅助坑道方案的选择具有指导意义。     

城市轨道交通列车运行节能策略研究

建立了列车动力学模型,选择采用多种群遗传算法和PID(比例积分微分)跟踪策略研究城市轨道交通列车运行节能策略。分析了不同遗传算子对多种群遗传算法的影响,确定了各遗传算子选取的原则及最优取值范围,给出了基于多种群遗传算法的列车节能策略。建立了基于MATLAB软件的仿真系统,并采用实际线路数据进行了仿真,验证了所提出的列车节能策略的有效性。     

基于客流均衡分析的城际铁路列车运行图优化

将城际客流均衡分配与列车运行图优化相结合,构建城际列车运行图优化的双层规划模型,其中,上层模型以满足行车组织要求、运营时间等为约束,以降低旅客乘车时间、换乘等待时间以及提高始发、终到时间满意度为目标优化列车运行图;而下层模型为基于列车运行图的客流均衡分配模型。模型采用模拟退火算法与GP算法组合求解,在生成初始列车运行图的基础上不断通过均衡分配乘车客流、构造邻域解迭代优化。算例分析表明模型与算法具有较好的收敛性与有效性。     

南昌地铁4号线列车运行对南昌西站站房结构的振动影响

对南昌西站综合交通枢纽进行模型仿真,从时域和频域的角度分析南昌地铁4号线对该站的振动影响。研究南昌地铁4号线在不同行驶速度、不同隧道埋深下的振动传播规律及频率分布特点。研究结果表明,在地铁列车荷载作用下,南昌西站的振动幅值随着振源距离增大而减小,在地面距离轨道中心线24~36 m、60~72 m的区域出现振动放大区。车站不同结构层的振动频率分布特性基本一致,主要集中在0~60 Hz范围内。车站结构横向环境振动水平比竖向环境振动小,竖向振动响应与横向、纵向的振动响应频域分布较为一致。车站结构关键点出现最大振级的频率随着结构高度的增大逐渐向低频移动。     

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道挠曲力影响因素分析

针对我国高速铁路桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道梁-板-轨相互作用问题,采用有限元法分别建立双线多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路精细化空间耦合模型,考虑桥梁及轨道结构的细部尺寸与力学属性,计算列车荷载作用下各轨道及桥梁结构的挠曲力与位移,分析扣件纵向阻力、滑动层摩擦因数等参数对桥上无缝线路挠曲受力与变形的影响规律。研究结果表明:列车荷载作用下大跨连续梁桥上轨道结构的受力与变形要明显大于多跨简支梁桥,单线加载时有载侧和无载侧之间相差不大,且近为双线加载时的1/2;需要根据不同的检算部件选取最不利的列车荷载作用长度;采用小阻力扣件改善钢轨受力与变形时,固定支座桥台和连续梁活动支座桥墩处的轨板相对位移应加强观测;滑动层摩擦因数、固结机构纵向刚度及固定支座墩/台顶纵向刚度均需控制在合理范围内。