高速铁道车辆风致安全性研究

研究目的：随着世界高速铁路网的不断扩张,高速列车的风致安全性成为高速铁路系统中的关键科学问题之一。本文利用车辆-轨道耦合动力学理论分析方法,确定强横风作用下高速铁道车辆的安全运行区域,为强风地带高速列车的安全控制提供依据。创新要点：首次提出了考虑多种影响因素和脱轨评价指标的高速列车脱轨安全域分析方法,并运用到了高速铁道车辆风致安全性研究中。研究方法：基于车辆-轨道耦合动态响应及多种安全性评价指标得到横风作用下高速铁道车辆的安全运行区域和脱轨区域。重要结论：铁道车辆安全性评价指标中,轮重减载率对横风激励最为敏感,其确定了强风作用下高速车辆安全运行区域的边界。     

基于轮轨接触关系的列车运行安全预测仿真研究

针对判断列车脱轨问题,本文评述了近些年来国内外的研究进展情况。分析了传统判断脱轨的方法,发现传统利用脱轨系数与轮重减载率的车辆脱轨评价方式都是从轮轨间受力情况方面加以分析,在进行脱轨判定时存在严重的误差与不足。在此基础上提出了一种基于轮轨相对位移的脱轨预测方法。通过在ADAMS/Rail中建立单车模型,对轮轨作用关系和列车安全性分析研究,经过仿真实验提取轮轨接触点、接触角、接触横移量、车轮抬升量、脱轨系数等参数,以脱轨系数为指导,采用了一种改进的BP神经网络,通过轮轨间几何数据,对列车的运行状态进行了预测实验。结果表明,通过轮轨间位置关系所得到的预测结果与车辆动力学安全性指标数据基本一致,确定了轮轨几何关系与列车运行安全之间存在非线性关系。对轮轨间几何位置同车辆运行安全性关系的研究内容进行了补充,并对列车运行安全性评价提供了参考。     

一种高速列车-轨道三维空间耦合动力学模型

研究目的：基于车辆-轨道耦合动力学理论分析方法,建立一种高速列车-轨道三维耦合动力学模型,并明确列车-轨道耦合模型与单节车辆-轨道耦合模型在高速列车-车九道耦合动力学性能分析中的差异。创新要点：建立一种高速列车-轨道三维耦合动力学模型,模型中考虑列车的纵向动力学行为以及车间连接装置对列车中不同车辆动态响应的影响,并基本明确完善的列车-轨道耦合模型在高速列车-轨道耦合动力学性能分析中的重要性。重要结论：单节车辆-轨道耦合模型会过高地估计高速列车在运营过程中的振动响应和动力学性能指标,而完善的列车-轨道耦合动力学模型的计算结果则更加接近实际情况。     

高速列车头部外形多目标气动优化设计（英文）

目的:为改善高速列车明线运行时的气动性能,提出一种基于近似模型的高速列车头部外形多目标气动优化设计方法。创新点:1.建立包含转向架区域的高速列车参数化模型;2.基于近似模型并结合遗传算法,对高速列车头部外形及转向架区域进行多目标气动优化设计。方法:1.建立包含转向架区域的原始头型高速列车模型(图2和3),并基于CATIA脚本文件和MATLAB自编程序对列车头部外形进行参数化处理;2.通过最优拉丁超立方设计方法在设计空间内对优化设计变量进行采样,并采用计算流体动力学方法对样本点中新头型列车气动性能进行计算;3.基于样本点的列车头型优化设计变量及优化目标(表4),建立优化目标与设计变量之间的近似模型;4.基于近似模型和多目标遗传算法,对高速列车头部外形进行多目标优化设计,选取其中的一个优化头型与原始头型进行比较,并验证横风下优化头型的可行性。结论:1.相较于原始头型列车,无横风时,优化头型列车的整车气动阻力减小2.61%,尾车气动升力减小9.90%;2.横风下,优化头型列车的整车气动阻力减小2.98%,头车气动侧力减小0.24%;3.横风下,优化头型列车的头车气动载荷波动幅值有所减小。     

基于列车明线运行与横风下的列车气动特性分析

采用Hypermesh软件对一CRH3型车车体进行有限元网格划分,采用SC/Tetra软件分别对列车明线运行和横风下运行进行数值模拟。对于列车明线运行,主要研究不同网格划分对计算结果的影响以及与风洞试验数据的比较。对于列车横风作用下运行,主要研究不同车速和风速下列车的气动性能变化规律。     

轨道局部缺陷引起的城市轨道交通地面振动——应用动力吸振器作为减振措施（英文）

目的:基于动力吸振器理论提山一种控制城市轨道交通地面振动的有效措施。创新点:1.确定动力吸振器安装在车辆或轨道上的最优位置和动力学参数;2.采用提出的两步分析法真实模拟布鲁塞尔有轨电车在通过轨道局部缺陷时引起的地面振动;3.探明动力吸振器安装在车辆或轨道上对控制地面振动的有效性。方法:1.通过对列车-轨道耦合动力学系统进行模态分解,得山在不同位置安装动力吸振器的最优动力学参数;2.采用所提出的两步法预测不同工况下城市轨道交通的地面振动:首先建立多体车辆与轨道耦合动力学模型,计算作用在土体上的动力作用,然后建立三维土体有限元模型,模拟动力作用引起的地面波传播及周边的地面振动。结论:将动力吸振器安装在车辆上是降低城市轨道交通地面振动的有效措施。     

横风作用对CRH2型动车组通过式称重影响研究

分析动车组通过式称重车辆受力关系,建立车辆平衡数学模型,采用流场分析软件计算横风作用下车辆所受气动力,将气动力代入车辆平衡数学模型,研究横风作用对动车组通过式称重的影响情况.     

世界高速铁路概况

根据UIC(国际铁道联盟)的定义,高速铁路是指营运速率达每小时200公里的铁路系统(也有250公里的说法).狭义的高速铁路除了列车在营运时达到速度标准外,车辆、路轨、操作都需要配合提升;广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统.     

不同运行条件下的高速列车车内噪声特性分析（英文）

目的:研究高速列车在不同速度(260~385 km/h)、无砟和有砟轨道以及明线和隧道运行时的车内噪声特性,为高速列车车内减振降噪和车体低噪声设计提供科学依据。创新点:系统分析高速列车在不同运行条件下的车内噪声总值变化、空间分布、频谱特性和声源贡献,掌握车内噪声随列车运行速度的变化规律、轨道型式和隧道混响对车内噪声的影响,研究轮轨噪声、气动噪声和弓网噪声对车内噪声的作用。方法:1.根据不同的列车运行速度,分析车内噪声的变化规律;通过进一步对比头尾车运行时,不同测点位置的噪声总值、显著频率和声源贡献,研究气动作用对车内噪声的影响。2.针对不同轨道型式,分析车内噪声的差异特性;通过进一步对比不同速度下的前、后转向架上方车内噪声测点(其中一个还位于受电弓下方)的噪声总值、显著频率和声源贡献,研究有砟和无砟轨道、弓网噪声对车内噪声的影响以及速度因素的作用。3.对于隧道运行,分析不同速度下在明线和隧道运行时的车内噪声总值和显著频率,研究隧道混响对车内噪声的影响以及速度因素的作用。结论:1.TC01车无论作为头车或尾车运行,车内观光区的噪声均主要受气动作用影响。2.随着列车运行速度的提高,轨道型式的不同对车内噪声的影响有所降低。3.隧道混响对中间车的影响要高于头车。     

把握班级管理的每一分钟

班主任工作事无巨细,时间不分早晚,每天忙得不可开交。班级管理工作是理论问题,更是一项实践问题,需要长期不懈地研究、探讨、努力实践。班级管理是一门艺术,更是一门学问,管理得好便如一列高速行驶的列车,始终高效地行驶在轨道上,要使之不脱轨并且有效地运行,就要用科学的大脑驾驭它。     

高速铁路运营过程中的关键问题：轮轨磨耗等

随着高速铁路运营里程和列车运营速度的不断增长,出现了一些和列车轨道耦合大系统密切相关的关键科学和技术问题。这些问题不仅影响到列车的运行品质,甚至威胁到安全运行,是当前高速铁路运用和发展中急需解决的问题。本文系统描述了高速铁路在运营过程中所出现的一些关键科学和技术问题,并述评了全世界有关这些问题的研究进展、现状和不足之处,提出了今后有利于认识和解决这些问题的发展方向。在长期高速运营的铁路大系统环境中,这些问题的形成的机理、发生、发展过程和预防措施的研究,需要从列车／轨道耦合大系统运营环境（速度、路况、气候和运用维修）、系统的自身参数匹配、材料选用和运营成本等全面系统考虑,并从理论、技术、工艺、监控和维修等方面解决。     

高速列车高阶车轮多边形磨耗机理的试验研究（英文）

目的:通过试验研究,对高速列车车轮多边形磨耗机理进行初步探究。创新点:以试验方法为基础,跟踪调查车轮多边形磨耗的发展规律,然后分别对轨道系统和车辆系统开展现场试验,对导致车轮发生多边形磨耗的因素进行排查,探明了车轮多边形磨耗的机理。方法:1.进行车轮多边形磨耗跟踪测试;2.进行轨道结构模态特性测试、钢轨波磨测试和轨道振动响应测试;3.进行转向架模态特性仿真研究、悬挂系统隔振特性测试以及车辆振动特性跟踪测试。结论:1.列车运行时,车轮受到周期性激励作用会发生多边形磨耗,且当激励波长整分车轮周长时,多边形磨耗发展迅速;2.作为主要激励源,轮轨接触表面出现的车轮偏心、钢轨表面不平顺、轨下支承不均匀、钢轨接头和道岔等激发了转向架系统在550~600 Hz频段内的模态耦合共振,从而导致了车轮多边形磨耗的产生;3.变速运行可以有效地控制车轮多边形磨耗的产生与发展。     

时速350 km 铁路道岔板式无砟轨道施工工艺研究

铁路道岔是列车安全运行必须通过的“咽喉”区,高速铁路道岔铺设的平顺性和总体施工质量,更是至关重要,决定着高速列车的平稳通过和安全运行.通过石武客运专线工程的施工实践,进一步探索和研究高速铁路道岔板式无砟轨道的施工工艺,使其不断完善和成熟,较好地实现道岔铺设的平顺性,保证工程总体质量,取得一定效果     

铁路货车制动梁端轴裂纹的原因及预防措施

1前言 制动梁端轴是支撑制动梁本体,承受运行中各种力的重要零件,我国主型货车均采用这种端轴,虽经几次改进,但端轴裂纹问题一直没能解决。近年来随着重载高速列车的开行,该零件横向裂纹、折断故障时有发生,已成为目前制动梁脱落的最大隐患之一,这种问题如不彻底解决不仅导致制动梁及下拉杆脱落,甚至造成列车脱轨、颠覆,严重危及行车安全。     

基于专家系统和神经网络的高铁风灾预警算法

强风是最常发生的影响高速列车行车安全的灾害,我国在强风预警监测方面尚处于试验和积累经验的初步阶段,尤其是强风灾害的预警算法还没有得到很好的解决.基于专家系统和BP神经网络的强风灾害预警算法是一种新的思路,这里通过分析其原理和技术要点,并通过实例验证算法的可行性,为探索强风灾害预警算法提供了有益的尝试.     

改进LSTM的脱轨系数预测方法

研究基于长短时记忆神经网络模型的优化方法及其在脱轨系数预测中的应用,通过SIMPACK建立列车—轨道仿真场景得到网络训练所需数据集,构建基于长短时记忆神经网络的脱轨系数预测模型,借助动态学习率和Dropout方法针对学习率及网络结构进行优化,并使用优化后的长短时记忆神经网络对脱轨系数进行预测.脱轨系数预测结果表明,经过...     

高速列车应急作业工效学实验系统研究

高速列车司机应急作业的可靠性对维护列车正点安全运行具有重要作用,但在实际列车运行中无法开展针对司机应急作业特性的工效学实验,因此有必要构建高速列车应急作业流程工效学实验系统,以便在实验室环境下开展相关研究。高速列车应急作业流程工效学实验系统由实验管理子系统、应急作业子系统和工效学数据采集子系统3个子系统组成,该系统设计中引入了故障注入技术,实现了故障注入、辅助处理等管理操作;系统还能完成司机应急作业操作中相关工效学数据采集功能。系统已成功应用于CRH2型高速列车应急作业流程工效学实验中。     

山区城际公路客运安全评价——以商洛市六县一区为例

山区公路客运存在道路环境恶劣、车辆严重老化、管理不规范等问题,不适合交通安全保障要求。针对山区公路运输的特殊性,从道路环境、车辆、驾驶员和交通执法四个方面建立评价指标集,选择层次分析法建立指标权重集,然后选择灰色加权关联法建立评价模型,对山区城际客运车辆的营运安全进行定量评价,以便发现安全隐患。通过商洛市六县一区的实例,说明该方法对评价客运安全是科学和有效的,其研究结果有利于统筹提高区域运输路线的安全性。     

运行低温对高速列车气动特性的影响（英文）

目的：受空气物理参数变化影响,低温下列车周围的流场特性与常温时存在差异。本文旨在对高速列车在低运行温度下的空气动力学性能及流场特性变化研究予以补充,探究低温对列车周围流场、列车风及列车尾流等方面的影响,以提高高速列车的抗高寒性能。创新点：1.将气体参数设置为低温环境,探究列车相比常温下的气动性能及周围流场的变化。2.对比不同低温环境,探究不同程度低温对列车气动特性的影响。方法：1.通过基于SSTk-ω湍流模型的IDDES数值计算方法对高速列车在雷诺数约为1.85×10⁶的条件下低温运行的流动特性进行仿真。2.依托后处理软件对不同温度下列车气动阻力、表面压力分布、车身周围流动及尾流等进行分析。3.将结果进行比对,得出不同程度低温对列车气动特性的影响。结论：1.低温显著增加列车气动阻力;相比常温环境,0℃、-15℃及-30℃时的气动阻力分别增加了5.3%、11.0%和17.4%。2.低温会增强车体周围的正负压力场,进而提高冲击流及流速快速变化区域的正负压力峰值。3.低温时,列车风的作用范围缩小,涡量分布区域后移,而转向架舱内的气流流速增加。4.低温时,列车的尾流速度降...     

基于滑模变结构控制法的半挂汽车列车高速行驶稳定性研究

随着我国物流业的蓬勃发展,半挂汽车列车成为公路运输中重要的载运工具.文章以半挂汽车列车为研究对象,建立基于滑模变结构控制下差动制动的Simulink控制模型,利用Trucksim软件和MATLAB/Simulink软件进行联合仿真,利用方向盘正弦角输入模拟高速摆振的行驶工况,对比控制前、后车辆的行驶姿态.仿真结果表明:所设计的滑模变结构控制器,能有效的减小车辆在高速行驶中,由于摆振产生的横摆角速度,从而有效的抑制高速摆振,提高半挂汽车列车的操纵稳定性.