悬挂式单轨交通车辆基地站场设计关键技术研究

[目的]悬挂式单轨交通车辆基地的总平面布局形式直接影响列车作业及工程造价。道岔选型对车辆基地站场总平面布局影响较大,运用库单线列位数的选择也将直接影响道岔数量及段场规模,因此需对悬挂式单轨交通车辆基地站场设计的关键技术进行深入研究。[方法]依托武汉光谷生态大走廊悬挂式单轨交通工程的龙泉山车辆段,阐述了该车辆段的总平面布局形式及创新点,分析了该车辆段道岔选型及场坪标高的制定方法,建立了理想条件下车辆段运用库单线列位数模型。[结果及结论]悬挂式单轨交通车辆基地总平面布置宜采用贯通式洗车方案,将洗车库放在出入线上;咽喉设计时,需同时考虑桥墩布置的美观性;需联合道岔厂家加快对三开道岔及五开道岔的研发,并合理选用不同道岔组合以更进一步节省投资;在不考虑其他作业干扰的理想条件下,悬挂式单轨交通车辆基地运用库最多可采用1线5列位,实际设计过程中需结合车辆基地条件、综合考虑列车出库的便捷性、扣除其他作业干扰等因素选择合适的运用库单线列位数。

基于车体接地电流的故障列车精准识别方法

针对专用回流轨直流牵引供电系统发生正极与车体短路故障时,故障列车不能被精准识别的问题,首先给出了双边供电牵引系统等值模型,其次分析了故障列车和正常列车的车体接地电流特征差异,最后提出了一种基于车体接地电流的故障列车精准识别方法。所提方法采用列车的车体接地电流幅值和方向作为故障识别判据,当其幅值小于整定值时判断列车正常,当大于等于整定值时继而采用其方向进行判断,电流为正方向的列车被判为故障车,电流为反方向的列车被判为正常车。该方法原理简单,实现方便,实用性强,采用双重判据能有效避免误判,可靠性高。通过Matlab仿真和现场试验录波验证了方法的可行性和有效性。

跨坐式单轨交通区间乘客疏散救援仿真分析

[目的]跨坐式单轨交通制式独特,在高架线路上进行疏散救援时不同于常规的城市轨道交通疏散救援形式,因此有必要对该制式下区间乘客疏散救援方式与疏散效率等进行深入研究。[方法]建立跨坐式单轨交通区间乘客疏散救援仿真模型,研究典型的三种不同区间乘客疏散救援方式的影响因素,探究疏散效率较高的救援措施;针对横向及垂向疏散救援场景,提出达到最佳疏散效率的救援设施设置位置与数量的确定方法;提出了更加科学合理的跨坐式单轨交通区间乘客疏散救援建议。[结果及结论]疏散影响因素方面,疏散救援设备放置位置与数量影响横向救援时间;消防云梯倾斜角度影响垂向疏散救援时间;工作人员的引导作用对跨坐式单轨交通区间乘客疏散救援有积极作用。在疏散效率方面,横向、纵向及垂向疏散救援方式中应当优先考虑横向救援方式;横向及垂向疏散救援设备放置位置应尽量使每块横向救援渡板上的疏散人数相同;采用垂向疏散救援时,疏散效率随着消防云梯倾斜角度的增加先减少后增加。

全自动模式下跨座式单轨运营生产组织架构优化

全自动运行(FullAutomaticOperation,FAO)系统是一种基于智能化运行、运营管理以及多种高新技术融合为一体的智能化系统。结合上海地铁10号线和苏州地铁5号线2条已使用FAO系统的城市轨道交通线路的人员组织结构和线路运行情况,并在芜湖轨道交通1号线和2号线运营管理的基础上,对FAO系统中各个职能岗位的特点进行了深入研究,并通过对组织结构及多职能队伍建设的研究,提出了在组织结构、多职能队伍和值班站长等三方面优化的建议。研究表明目前的FAO系统运营现状有待进一步完善。针对现有问题,文章提出了改善现有FAO系统的人员组织及多职能队伍建设优化的建议,可帮助轨道交通线路实现自动化管理。文章研究可对未来城市轨道交通线路FAO系统运营管理模式的改进提供有效的借鉴。

缓和曲线参数对跨座式单轨车辆舒适性的影响探究

为研究缓和曲线主要参数对单轴式跨座式单轨车辆小半径曲线通过时的舒适性的影响,建立了单轴式单轨车辆动力学模型,以横向加速度和横向力系数为评价指标对不同线型和不同长度下的缓和曲线对舒适性的影响进行了分析。结果表明:小半径曲线下,半波正弦型缓和曲线可以比三次抛物线型缓和曲线的舒适性好,但两者的舒适性表现差异不大;且适当增加缓和曲线长度能够提高舒适性。

芜湖轨道交通高架车站景观设计研究

为研究轨道交通高架车站景观设计的合理性、协调性,建筑形态的美观性,运用总结归纳法和项目分析法进行深入研究。(1)车站选型:应充分考虑车站及区间对城市景观视觉影响;(2)地域文化艺术性:应突出地域文化独特性,并与交通建筑性质紧密联系;(3)车站轻量化:应尽量减小车站实际体量,从而达到视觉上轻巧舒展;(4)体现交通建筑属性:在与周边环境相协调的同时具备交通建筑的可识别性。研究表明,将研究成果运用于芜湖1号线、2号线一期轨道交通高架车站景观设计,采用“分段一致,一线一色”的设计理念,运用芜湖地域文化元素融入车站景观,与城市历史文化产生呼应;从长度、宽度、高度3个维度控制车站体量达到车站轻量化,减小车站规模;建筑形态、色彩、材料在满足车站功能的前提下,选用最简单的建筑形态,摒弃多余装饰;车站功能空间组合优化可为运营管理提供最大的便利。

芜湖跨座式单轨无人驾驶系统运营方案研究

跨座式单轨系统作为独特的轨道交通方式,在许多城市得到应用,无人驾驶系统作为避免人为操作失误的有效措施,将有效提高跨座式单轨系统的运营效率。全自动无人驾驶系统支持按照全自动无人驾驶系统(GoA4级)和有人值守的全自动驾驶系统(DTO)的运营。在运营筹备期需要对包括运营范围、系统功能分析、运行策划、运营及维修组织等进行分析并做出规定,对系统运营方案进行策划设计并符合国标要求。本文以芜湖轨道交通1号线、2号线一期工程为例进行研究,为运营单位的管理模式设计优化提供参考,并为轨道交通线路正式开通所需要形成合理的生产组织和组织流程做出研究方案,确保跨座式单轨全自动运行线路的安全运营。本文的研究有利于跨座式单轨无人驾驶系统的推广和发展。

跨座式单轨制式轨道交通高空坠物风险防控

随着轨道交通多样性的快速发展,跨座式单轨系统因其造价低、建设快、建设门槛低等优点,在世界各地得到推广;因其沿公路架空建设,其空间占用较少,也宜与城市景观相结合,利于观光旅游。但其高架建设及单个轨道运行的方式,对车辆部件及轨道设备设施发生掉落时无法承接,掉落的部件直接威胁路面车辆及行人安全。

轨道交通线路规划与设计研究

轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分,在其建设过程中应从城市空间布局、功能定位、客流需求及发展趋势等方面综合考虑,充分发挥轨道交通在城市中的骨干作用。从轨道交通线路规划与设计的角度,对线路选线、线形方案比选、跨座式单轨等关键技术问题开展研究,并在此基础上提出了相关的建议。研究成果可为轨道交通规划设计提供参考,对我国城市轨道交通规划和建设具有积极的指导作用。

跨座式单轨智能编组固定时间协同控制研究

围绕跨座式单轨智能编组协同控制问题,在分析智能编组运行场景的基础上,建立了动力学模型,明确了控制目标,构建了跨座式单轨智能编组分布式固定时间协同控制架构,提出了分布式固定时间协同控制方法;运用代数图论构建了智能编组通讯拓扑关系,应用了分布式固定时间滑模估计器,设计了分布式固定时间积分滑模控制器,基于Lyapunov稳定性理论证明了估计器和控制器的稳定性。数值仿真结果表明:设计的分布式固定时间协同控制算法能使智能编组车辆的位置和速度分别在11.5、13.0、12.0、14.0 s跟踪到指令曲线并保持理想的车间间距,而用有限时间控制器的智能编组车辆分别在17、26、18、28 s才能跟踪上指令曲线。数值仿真结果表明:设计的分布式固定时间协同控制方法能有效提升跨座式单轨智能编组的运行效率。

底部开口悬挂式单轨交通轨道梁扭转性能的计算与分析

目的:在国内外对底部开口悬挂式单轨线路的研究中,尚缺少针对轨道梁扭转性能的研究及对曲线轨道梁竖向荷载作用下截面变形的影响分析,需对单轨线路轨道梁的扭转性能进行深入分析。方法:在结合我国悬挂式单轨和日本单轨设计经验的基础上,介绍了悬挂式单轨PC(预应力混凝土)轨道梁的结构,对结构梁所承受的竖向列车荷载进行分析。阐述了传统符拉索夫开口薄壁梁扭转理论存在的问题,推导了考虑跨中截面剪切应变情况下轨道梁约束扭转时的初参数解。结合有限元软件建立了曲线梁模型,对不同曲线半径及顶板厚度取值时竖向荷载作用跨中截面的竖向位移及扭矩变化情况进行了分析。在跨中截面处施加集中扭矩,对轨道梁跨中右侧区段各截面的受力情况进行分析,并将理论计算值与模型模拟值进行对比。结果及结论:两端固定约束下底部开口箱型PC轨道梁在跨中处承受集中扭矩时,不应忽略其剪切变形,该类轨道梁设计时应考虑剪切应变的影响;加大曲线轨道梁顶板厚度,可提高梁截面的整体抗扭性能;在竖向静活载作用下,跨中截面处的扭转角随着曲线半径的减小而增大。

基于RBFNN的跨座式单轨车辆自动驾驶滑模控制研究

针对跨座式单轨全自动驾驶控制问题,在分析跨座式单轨运行场景的基础上,建立了基于RBFNN的跨座式单轨动力学模型,明确了控制目标,提出了基于基于径向基神经网络(RBFNN)的跨座式单轨固定时间滑模控制方法,设计了基于RBFNN的跨座式单轨固定时间滑模控制器,并基于Lyapunov稳定性理论证明了控制器的稳定性。通过数值仿真结果表明:设计的控制算法能使车辆的位置和速度在15 s内均跟踪到指令曲线,而有限时间控制器在24 s才能跟踪上指令曲线;有RBFNN相较于无RBFNN,在位置跟踪上更加接近指令位置约0.1 m,在速度跟踪上更加接近指令速度约0.01 m/s;仿真结果表明笔者设计算法能有效提升跨座式单轨车辆的运行效率,可为跨座式单轨全自动驾驶的实施提供控制算法借鉴。

重庆单轨交通车体接地故障研究及处置策略

目的:重庆单轨车辆设置有GR(车体接地继电器),供电系统设置有64D(接地漏电保护装置),当两者中任何一个发生接地漏电故障时,都将中断运营而造成较大影响。研究两者之间的相互作用机理,能快速查找接地漏电故障原因,并锁定故障发生点,帮助恢复运营。方法:对单轨车辆GR的动作机理及供电系统64D的动作机理进行分析,明确接地漏电故障时两者相互关系及影响;对重庆单轨2号线所发生的接地漏电的故障案例进行梳理。结果及结论:通过供电系统和车辆接地漏电故障时各自故障时间点、故障现象及故障先后发生的顺序,制定了故障车辆判定及处置一览表。经实践运用,证明该一览表能快速锁定故障点并解决问题。

芜湖市轨道交通工程路中高架车站设计及创新

芜湖市轨道交通是国内首次采用中运量跨座式单轨系统建设的轨道交通骨干线,建设实施的1号线、2号线一期工程共设有34座高架车站,其中28座设于路中。车站选型的合理性、平面布局的便捷性、建筑形态的美观性直接影响其运行效率和城市形象。随着社会的发展与进步,人们对交通建筑功能提升的需求、高架系统景观协调性的要求和对地域文化性表达提出了更高要求,因此,路中高架站的轻量化研究至关重要。通过对车站使用功能、站台利用率、区间景观效果、结构受力分析、与道路适应性、设备用房布设条件等多方面分析与研究,芜湖市轨道交通高架站选择侧式站台作为车站标准站型。提出了根据车站所处不同区位的具体属性特征,进行站点周边规划与景观融合的一体化规划设计;以标准站型为研究对象开展平面布局优化与空间高效利用技术的研究;针对工程穿越芜湖市老城区时,路中绿化带宽度仅为3 m,采用传统的钢筋混凝土结构型式难以满足实际设站条件的工程实际,研发了跨座式单轨新型结构体系成套关键技术。研究成果对芜湖市轨道交通工程路中高架车站的选型、平面布局、立面设计、空间利用、结构体系、抗震设计及节点设计进行了全面介绍,对一系列关键技术及创新进行了系统总结,独柱钢-混组合结构为道路条件受限的城市轨道交通路中高架车站探索了一条新的实践之路。

低运量城市轨道交通系统发展思考

中国低运量城市轨道交通系统发展处于起步阶段,技术和产业成熟度不足,已运营线路客流效果普遍不理想,建设成本亦较高。结合国内外城市轨道交通系统发展现状,梳理低运量城市轨道交通系统的功能定位和分类。通过分析中国已运营和在建的低运量城市轨道交通线路的技术经济指标和客流效果,总结了系统制式选择的基本原则,包括运能轻量化、车辆轻型化、线下基础设施和系统设备轻量化、资产轻量化等方面。提出应综合论证低运量城市轨道交通系统在城市或城市组团和片区中的功能定位,并结合城市轨道交通系统网络建设和资源共享条件合理确定系统制式。最后,从系统发展的关键问题和建议两方面进行阐述,指出应结合国家相关政策要求和不断实践,推动低运量城市轨道交通系统的技术和产业逐步走向成熟。

国内单轨交通系统的应用与展望

城市单轨交通系统主要包含单轨车辆和轨道梁,车辆以橡胶轮胎为驱动轮,行走在预制混凝土轨道梁上,是一种独特的城市轨道交通系统。单轨交通系统具有爬升能力强、转弯半径小、噪音小、体积适中、造价低等优点。目前国内主要单轨交通运行城市主要以重庆、芜湖、青岛等城市为主,本文主要以重庆跨座式单轨系统为主展开介绍我国单轨系统的应用和发展。

跨座式单轨钢-混凝土组合梁群钉连接件力学性能研究

跨座式单轨钢-混凝土组合梁是一种新型轨道梁体形式,自重较轻且安装便捷。群钉连接件的力学性能与布置形式是决定跨座式单轨组合梁力学性能的关键设计参数。为得到群钉连接件的力学性能,针对跨座式单轨组合梁的群钉连接件展开试验研究,共设计了4组推出试验,包括3组足尺试件和1组1:3缩尺试件,研究变量包括连接件个数、布置形式以及试件尺寸,得到了各试件的破坏类型、荷载与位移关系图和主要力学性能参数。根据试验结果,4组试件的破坏模式均为栓钉剪断的延性破坏,与极限变形分析的结果保持一致。同一试件槽口不同位置处栓钉应变不同,呈现“两边大,中间小”的分布模式,且随着荷载不断增加,这种分布模式依然保持。根据规范值对比,群钉效应导致足尺试件的抗剪承载力下降约23.4%~27.2%,且承载力下降幅度与栓钉布置的密集程度成正比。群钉效应导致缩尺试件的抗剪承载力下降约16.5%,明显小于足尺试件。尺寸效应对群钉承载力的影响并不明显。总体来看,通过试验综合研究群钉连接件的力学性能,并结合现有设计规范和理论方法给出群钉连接件承载力的计算方法,为相应工程应用提供设计建议。

悬挂式单轨列车研制及试验

文章以中车资阳机车有限公司参与建设的2条试验线为背景,介绍了悬挂式单轨列车研制过程中的设计原则、总体参数取值依据、总体实施方案以及转向架、电气控制系统、制动系统、救援设备等关键子系统的实施方案。同时,解析了列车运行平稳性、运行姿态、运行噪声等关键性能的试验测试数据,描述了试验过程中出现的具体问题和状态表现,分析了相关问题发生的原因,介绍了逐步优化改进、确定相关设备最佳结构和最优参数的过程。相关经验可为后续类似产品的设计开发提供参考。

基于AHP的单轨车辆基地选址与布置方案研究

目前悬挂式单轨交通系统在国内仍处于起步阶段,关于基地选址和平面布置的研究较少,文章以黄河小浪底悬挂式单轨交通项目为例,建立合理的指标评价体系,采用层次分析法对选址方案进行优劣程度排序,得到推荐方案并分析了常见的总平面布置形式及适用条件。

跨座式单轨刚构体系钢轨道梁设计与分析

跨座式单轨交通桥梁在跨越较大路口时,对桥梁的跨越能力要求较高。本文尝试利用刚构体系的多跨变截面钢轨道梁解决桥梁的跨越问题(40m~60m)。以某正在兴建的跨座式单轨交通为背景,对跨座式单轨刚构体系钢轨道梁的静动力特性和钢轨道梁的关键设计参数进行系统的分析研究。研究表明:刚构体系钢轨道梁具有较大的横向刚度;梁高及边跨长度这两个设计参数对结果影响最大;利用精细化模型进行弹性屈曲分析,根据结果判断结构的薄弱部位并进行加强、调整,可有针对性地提高整体结构的安全储备。