Dynamic response of the train–track–bridge system subjected to derailment impacts

Derailments on bridges, although not frequent, when occurs due to a complex dynamic interaction of the train–track–bridge structural system, are very severe. Furthermore, the forced vibration induced by the post-derailment impacts can toss out the derailed wagons from the bridge deck with severe consequences to the traffic underneath and the safety of the occupants of the wagons. This paper presents a study of the train–track–bridge interaction during a heavy freight train crossing a concrete box girder bridge from a normal operation to a derailed state. A numerical model that considers the bridge vibration, train–track interaction and the train post-derailment behaviour is formulated based on a coupled finite-element – multi-body dynamics (FE-MBD) theory. The model is applied to predict the post-derailment behaviour of a freight train composed of one locomotive and several wagons, as well as the dynamic response of a straight single-span simply supported bridge containing ballast track subjected to derailment impacts. For this purpose, a typical derailment scenario of a heavy freight train passing over a severe track geometry defect is introduced. The dynamic derailment behaviour of the heavy freight train and the dynamic responses of the rail bridge are illustrated through numerical examples. The results exhibit the potential for tossing out of the derailed trains from the unstable increase in the yaw angle signature and a lower rate of increase of the bridge deck bending moment compared to the increase in the static axle load of the derailed wheelset.     

专业化分工粒子群优化算法在地铁列车运行调整中的应用

地铁列车运行调整是一个大规模、复杂的组合优化问题,该问题的特点是有庞大的搜索空间和众多的约束条件,故要快速地获得其最优解尤为困难。在该问题基础上,建立优化列车运行调整模型。对此模型进行优化求解过程中,提出一种基于专业化分工的粒子群优化算法。在仿真过程中,选取数据是沈阳地铁二号线某工作日。实验显示,该算法能较好地适用于解决列车运行调整问题,且其在此过程中表现出来的特征是收敛速度快、计算效果好。     

基于满意度最大化的列车开行方案研究

地铁公司在编制列车开行方案时,很难同时兼顾到公司自身利益与社会利益。因此,建立基于地铁公司效益和乘客满意度最大化的地铁列车调度方案优化模型非常必要。使用层次分析法计算不同影响因素的权重,利用模糊数学的方法对计算数据进行拟合,并通过实例验证该模型的可行性。     

城际铁路列车运行图缓冲时间设置仿真与优化

列车区间运行和车站作业缓冲时间的设置在提高列车准时性的同时会降低时效性,本文兼顾旅客对时效性和准时性的要求,建立缓冲时间设置评价指标体系,提出均衡分布、逐渐增加和最后集中三种设置方案。以广深城际为例,对三种方案的仿真结果进行评价分析,得出每列车总缓冲时间取6 min,采用逐渐增加设置方案最优的结论。     

公路列车的体系框架与关键技术

环保、安全是交通运输领域备受关注的两大重要问题,智能交通系统(ITS)是解决这两大问题的一种有效方法。公路列车(Road Train)系统作为车用自组织网络(VANETs)在ITS领域的一个特殊应用,通过车车协同,整个公路列车队中,除头车由驾驶员驾驶,其他车辆都受头车发送的控制数据控制其自动驾驶。该系统集成了微电子技术、网络通信技术、多传感器集成技术以及车辆自动控制技术,旨在提高交通运输的安全性以及减少其所带来的环境污染,同时增加驾驶舒适性,其核心思想是通过车车通信的方式实现车辆之间的列队协同列队行驶。首先介绍了公路列车系统的概念,分析了公路列车系统的优点,提出了公路列车系统的体系框架结构,深入讨论了公路列车系统中所包含的关键技术,最后对公路列车系统进行了总结。     

侧风环境下列车高速通过站台的流固耦合振动

为了考察侧风环境下列车能否临靠站台高速安全通过,采用列车空气动力学和列车系统动力学相结合的方法,通过侧风与列车的流固振动分析获得列车姿态的变化;考虑侧风作用下,列车的姿态变化和轨道几何不平顺的影响,分析了侧风环境下,列车临靠站台高速通过时的气动响应.计算结果表明,与无风环境尾车易与站台碰撞不同,在6 m/s侧风环境下,当列车以350 km/h的速度临靠站台通过时,车头前端是离站台最近的位置.     

高速动车组空调系统数值仿真及引入UIC标准的评价

为分析某高速动车组头车车厢空调通风系统性能,基于CFD数值仿真技术对该车空调通风系统模型进行数值计算.为评价数值计算结果,引入UIC-553标准,分析标准测点的温度值和速度值,证明该车空调通风系统设计合理,满足人体舒适性要求.同时,将该空调系统的设计理念推广到国内其它客车的空调通风系统的设计过程中是很有意义的.     

一种复杂产品虚拟装配动态模型可见性计算方法

针对复杂产品模型较大、小型零部件多的特点,提出一种动态装配对象可见性计算方法.该算法将装配结构树表达为层次包围盒场景图,在实时绘制时结合视锥剔除和细节剔除,采用改进的快速查询策略实现虚拟装配对象的可见性判断和剔除.实验结果表明,该方法能高效地剔除动态装配对象中的细小像素个体,使虚拟装配复杂动态场景的实时绘制效率得到明显提高.     

CRH3高速列车隧道压力波特性浅析

高速列车通过隧道会引起较大的车内外压力波动,带来乘客舒适性问题和车体较大的气动疲劳载荷.与常规速度的列车比较,隧道压力波是高速列车车体设计和通风系统设计中所必须要考虑的问题.基于已研制的一维可压缩非定常不等熵流动和广义黎曼变量特征线数值计算程序,给出了CRH3高速列车单车通过隧道和两列车隧道交会过程中隧道内压力波和车外压力波的形成过程,分析了同一编组上不同车厢车内外压力和压差的变化规律,以及8节车辆和16节车辆两种编组长度对车内外压力和压差的影响特征,得出了会车压力波变化比单车压力波变化更加剧烈,建议今后以隧道内会车工况为研究内容,研究车内外压力和压差的变化,确定最恶劣的会车工况和车内外压力和压差,为列车设计提供依据.