新型有轨电车扣件系统设计及性能

针对国内有轨电车无枕式扣件调高量不足、共享路权地段扣件强度尚待加强等问题,提出了一种新型有轨电车扣件系统,并对该扣件进行了有限元分析和室内试验。该扣件系统为弹性不分开式有挡肩扣件,其中基板和调高座采用玻纤增强聚酰胺材料注塑成型,在保证承载力的前提下提高了基板和调高座的防腐蚀性和绝缘减振性;其余零部件为国铁标准件或地铁通用件。该扣件垂向调整量为0~+20 mm,轨距调整量为-12~+8 mm,调整极差为1 mm。计算和试验结果表明:本文研发的新型有轨电车扣件系统关键零部件受力和变形满足要求,结构可靠;300万次荷载循环后各零部件无损伤,无失效;能满足有轨电车对扣件系统调整量、强度和可靠性的要求,性能稳定,维修养护方便。将该扣件系统应用于实际工程,通车运营三年,服役状态良好。

计及驾驶风格的氢燃料电池有轨电车自适应能量管理策略

半独立路权运行模式下,氢燃料电池混合动力有轨电车驾驶员的驾驶风格影响锂电池荷电状态,从而对整车运行经济性有较大影响。提出一种结合驾驶员驾驶风格的自适应能量管理策略,以提高能量管理策略对工况和驾驶风格的适应性。首先,考虑不同的道路工况对驾驶员驾驶风格的影响,通过K-均值聚类算法对行驶工况进行识别,将行驶工况分为低速、中速、高速3类;引入冲击度和加速度标准差构建基于模糊逻辑的算法,对驾驶风格进行识别,将驾驶风格分为迟钝型、标准型、激进型3类。其次,建立系统瞬时氢耗量最优的目标函数,在满足约束条件的前提下,引入锂电池荷电状态等效因子修正系数,针对不同驾驶风格调整传统等效氢耗最小策略中相应的等效因子,以实现等效因子随驾驶风格的改变实时变化。最后,将该策略与传统等效氢耗最小策略、庞特里亚金极小值策略进行仿真对比分析,结果表明:该策略能实现3个动力源功率分配最优;锂电池和超级电容荷电状态波动曲线相较于其他2种策略最为平滑;在续驶里程结束时混合动力系统氢耗量为1.39 kg,具有最为优越的燃油经济性;母线电压最大偏移率最小;能使3个动力源平稳出力,具有较强的系统稳定性。研究结果为进一步提高有轨电车实际运行中对驾驶风格的适应性提供参考。

基于色彩地理学理论的城市有轨电车涂装设计研究——以成都市有轨电车为例

为了提升有轨电车涂装传达城市地域文化的效果。引用色彩地理学理论及方法,通过辨识、提取、测色记录、转译、编谱的步骤分析具有城市特征的色彩,并应用到有轨电车设计流程中。以成都市有轨电车为设计实践案例,得到三套色彩涂装方案,并且在10名乘客对方案的语义评价中获得认可。表明色彩地理学理论及方法可以为城市有轨电车涂装设计提供指导作用,提高城市有轨电车涂装设计的综合质量。

定时约束下有轨电车区间节能速度曲线优化算法

[目的]考虑能耗因素的有轨电车运行控制方案计算需要进行大量节能曲线计算。为建立精确、高效的区间节能速度曲线寻优模型,需要针对有轨电车车速慢、区间间距短和较少长大坡段的特性,研究定时约束条件下基于时间步长搜索的节能速度曲线优化算法。[方法]在实现基础遍历搜索的基础上,通过边界分析缩小可行解搜索范围;针对有轨电车加速时长给定的情况,提出基于定加速时长的节能优化算法,避免在陡下坡段时执行非必要的制动,并采用二分法加快方案搜索速度;针对有轨电车加速时长未定的情况,在有轨电车巡航段及惰行段不产生额外制动的前提下,给出基于能耗变化敏感度的改进搜索方法,有助于快速锁定最优加速时间。[结果及结论]与既有数值分析法相比,本算法基于步长搜索替代复杂的积分过程,简化的运算流程;测试数据显示,算法在典型有轨电车运行区间单次运算时间不超过1ms,相比常规的遗传算法,计算速度有较大的提升。算法可通过变更步长方式来调整运算精度和速度指标,可作为有轨电车线路节能运算的基础算法。

有轨制导车堆垛的动态稳定性研究

有轨制导车(RGV)堆垛是智能仓储的关键一环,运动时倒塌不仅会降低工作效率,还可能带来货物损坏、轨道变形等安全隐患。为提高智能仓储系统的工作效率,从箱子位置和刚体受力的角度,提出一种RGV堆垛的可承载加速度(即不使任何箱子倒塌的最大加速度值)计算方法。首先,根据加速度方向和箱子的位置,将堆垛中箱子划分为多个刚体,每个刚体包含会一起倒塌的多个箱子;然后,根据堆垛中刚体的位置构建刚体树,分析刚体之间的通过树传递的阻倒力;最后根据阻倒力计算RGV堆垛的可承载加速度。提出的可承载加速度不仅可用于限制RGV运动加速度,还可用于定量评估堆垛的动态稳定性。实验结果表明,可承载加速度计算结果与Unity仿真堆垛的动态稳定性之间,呈现皮尔逊相关系数>0.8的极强线性相关性,优于现有的堆垛动态稳定性评估方法。

有轨电车嵌入式轨道路基不均匀沉降限值研究

为确定有轨电车嵌入式轨道路基不均匀沉降的具体限值,根据多刚体动力学和有限单元法,建立考虑路基不均匀沉降的有轨电车车辆-嵌入式轨道-路基耦合动力学模型。详细分析在自重荷载作用下路基沉降幅值和波长对嵌入式轨道几何形态的影响规律,识别出对车辆和轨道结构动力响应较为敏感的路基沉降波长,并基于轨道板疲劳寿命得到路基不均匀沉降限值。研究结果表明:(1)在自重荷载作用下,余弦形路基不均匀沉降区域内钢轨的跟随性变形曲线也呈现为类余弦形,与普通扣件离散支承式无砟轨道的钢轨变形曲线基本相同;(2)随着沉降波长增加,车体垂向加速度和嵌入式轨道结构的动力响应均呈现先增加后减小的变化趋势;当路基沉降波长取10 m时,车体垂向加速度、钢轨动位移、轨道板动位移和轨道板弯曲应力都取得最大值,从而说明敏感路基沉降波长为10 m;(3)为保证有轨电车嵌入式轨道的60年服役年限,建议严格控制波长10 m以下的路基不均匀沉降,波长为20 m路基不均匀沉降对应的沉降幅值不应大于24 mm。

有轨电车通过平交路口车路协同速度控制系统

[目的]为解决有轨电车在平交路口必须降速的问题,提出一种有轨电车通过平交路口车路协同速度控制系统。[方法]分析了有轨电车平交路口运行特征;介绍了有轨电车通过平交路口车路协同速度控制系统的设计思路,以及控制算法模块的实现流程;对所提控制系统的实施效应进行分析。[结果及结论]所提控制系统通过车辆定位技术和清空区冲突检测技术,结合与路口交通信号机的通信,判定有轨电车通过路口的方式。当有轨电车获得通过路权且清空区无冲突时,采用可控实体隔离设施临时性地创建有轨电车通行的独享封闭区间,保障有轨电车安全高效地通过平交路口。所提控制系统可以实现有轨电车在信号绿灯条件下不减速通过路口。所提控制系统对于前后站台相距250 m以上的无站台平交路口适用性较好,其能提高约15%的运行速度,减少40%的区间运行能耗,同时还能减少因平交路口干扰造成站间运行时间的随机偏差。

有轨电车电子机械制动系统夹紧力控制优化方法

针对有轨电车电子机械制动(EMB)系统,提出一种夹紧力控制优化方法。首先建立EMB系统的数学模型,依据其物理结构及刚度非线性特性,将控制器设计为夹紧力控制层与转速控制两级控制结构。针对夹紧力控制层,仅考虑间隙消除与夹紧力的跟踪控制,采用速度曲线规划与夹紧力非线性PI控制相结合,以在期望时间内实现制动间隙快速消除;针对控制层,将系统中存在不确定扰动等效于综合干扰项,提出一种自适应增益超螺旋算法(AGSTA),提高了电机控制层对未知干扰的鲁棒性及速度跟踪的快速性,减小转速超调,使EMB系统的夹紧力保持一致。仿真及实验结果表明,所提出的夹紧力控制优化方法能够有效地改善系统的控制性能。

基于轮轨定位数据的有轨电车区间驾驶特征分析

为分析人工驾驶条件下有轨电车区间速度及可靠性特征,基于轮轨定位数据,计算有轨电车在加速段、巡航段、制动段和交叉口的运行特征指标,分析人工驾驶决策对各指标的影响机制;并建立区间运行速度的多因素回归分析模型及概率分布模型。结果表明:由于人工驾驶的模糊控制特点,司机无法实现充分加减速;终点速度和制动系数对区间运行速度贡献度总占比达57%,是驾驶行为优化的重点;区间运行速度呈高斯混合分布(Gaussian Mixture Model,GMM),对常见绿波带宽有较高的偏出率,是造成线路时间可靠性低的重要原因。

有轨电车混合储能系统的能量管理策略与容量优化

现代有轨电车混合储能系统的关键问题在于制定高效科学的能量管理策略,其结果可以实现储能元件之间的合理功率分配,影响各个储能元件的性能。文中提出一种改进的新型能量管理策略,根据有轨电车的实际需求,采用带有能量互补的恒定功率比例能量管理策略,对混合储能系统分配负载功率。以系统总质量最小为目标进行容量优化,用Matlab进行算例仿真分析,结果表明,提出的能量管理策略优化了超级电容的工作状态,减轻了系统的质量,能使混合储能系统提供足够的牵引功率并吸收列车的制动能量,可以满足列车的功率需求。

基于公园城市场景营造下的有轨电车站点环境评估与优化策略

[目的]在当今新时代公园城市生态建设与新型城镇化的发展背景之下,探索城市新场景营造与城市轨道交通环境相结合的规划方向与影响因素。[方法]基于成都公园城市的场景营造建设实践,以“环境性”“文化性”和“社会性”作为“场景营造”的评价标准,构建了由3项一级评价指标、10项二级评价指标组成的有轨电车站点环境评价标准与指标体系,并综合分析成都有轨电车蓉2号线西南交大站点环境的优劣情况。[结果及结论]在公园城市场景营造原则和有轨电车站点环境评价体系的指导下,对成都有轨电车蓉2号线西南交大站环境现状进行调研分析;针对站点环境建筑形式单一、场景意象模糊等环境问题,提出有轨电车站点便捷可达性、功能性、舒适性等方面的优化建议,以实现以人为本、绿色交通、产城一体的“公园城市+轨道交通”的新场景营造。

低地板有轨电车平稳性影响要素分析

针对某低地板有轨电车在车辆设计阶段平稳性指标超标的问题,从车辆参数和轨道激励两个方面进行原因探析。通过对车辆关键参数的优化分析可知:降低二系刚度和阻尼能够适当地改善车辆的运行平稳性,但过小的刚度和阻尼在工程应用中难以实现。通过对美国五级谱和德国高干扰谱进行时频域特征分析可知:轨道谱短波高频振动能量较大是有轨电车平稳性超标的原因,建议定期对钢轨进行打磨,以此来控制轨道短波的振动能量。

不同桥墩布置形式下有轨电车小半径曲线桥地震响应研究

为适应现代交通的发展需要,有轨电车小半径曲线桥得到广泛应用。而由于曲线桥的几何非规则性,其地震响应相较其余桥型更为强烈和复杂,如何在设计时尽可能减小曲线桥震害值得深入研究。以某实际工程项目为背景,分别建立不同桥墩墩高布置形式的三维有限元模型,通过非线性动力时程分析,探究了等高型、渐变型、凹岛型以及凸岛型等布置形式下各个桥墩的内力响应与位移响应,并为曲线桥的抗震设计提出建议。通过对比与分析表明:有轨电车小半径曲线桥在抗震设计中应优选等高型布置形式,尽量避开渐变型,且在实际工程中需注意对固定墩采取必要的抗震构造措施。

融合视觉力的有轨电车造型谱系化设计

文章基于视知觉动力理论,探讨视觉力在有轨电车造型谱系化设计中的实施流程与方法。首先,根据视觉力在产品造型塑造中的具体应用方法构建视觉力推演规则表;其次,整理并分析有轨电车品牌造型的典型特征,以确定谱系化所需的初始特征状态;再次,提取与品牌印象和发展趋势相关的意象词汇,从表中选取相应方法,进行特征谱系化推演;最后,在此基础上,设计出多套中车品牌谱系化特征的有轨电车方案。融合视觉力的谱系化设计方法,整体操作简便,步骤明确,能够充分体现品牌谱系和车体自身形态,为我国有轨电车企业在造型品牌形象构建方面提供了理论与方法。

基于FTA-改进层次分析评价法的有轨电车道路交叉口运营风险分析

为有效预防和减少城市有轨电车道路交叉口运营事故的发生,以34起经典城市有轨电车安全事故数据为数据集,对有轨电车在道路交叉口运营风险因素进行相关分析.利用历史事故数据分析将运营风险因素分为人员、设备、环境和管理这4类,并构建城市有轨电车运营风险评价指标体系.为了使研究结论具有统一性与可靠性,减少主观因素影响,结合事故树结构重要度与传统层次分析法的优点,提出事故树(FTA)-改进层次分析评价法对各风险因素进行分析.在采用此方法针对有轨电车运营风险因素的分析中,将风险因素对顶上事件的影响程度进行量化,同时优化工作人员对引发有轨电车安全事故风险因素的刻板印象,精准提高其运营的安全性,并根据研究结果提出相关建议.

现代有轨电车小曲线段钢轨磨耗特性分析

现代有轨电车线路条件受道路条件影响,小曲线路段较多,且交叉口平交段同社会车辆混行,因而轮轨磨耗现象严重。为了提升有轨电车钢轨寿命,减少运营阶段钢轨维修频率,通过现场调查、比较分析、仪器测试等手段,分析已运营有轨电车线路钢轨非正常磨耗的现状、分布规律以及典型磨耗区段的线路特征。实测过程中发现,部分轨道内外股钢轨踏面已偏离原始廓形,依靠外股的刚性导向作用,过大的横向作用力导致曲线外股侧磨严重。半径400 m以下的小曲线段钢轨主要磨耗类型为有规律的波浪形磨耗,属于典型的“响应型”波磨,符合有轨电车轻载运行的特点。

基于快捷准点的有轨电车站位选择研究

有轨电车的车站通常位于道路交叉口附近,车站位置的合理性不仅关乎到该区域的社会车辆交通组织,更直接关系到有轨电车的运营效率和服务质量。因此,站位的选择尤为关键。本文从有轨电车的快捷准点角度出发,深入探讨有轨电车站位选择的重要性及其影响因素,以期为未来的有轨电车建设与发展提供有益参考。一、研究意义城市轨道交通之所以对乘客具有巨大吸引力在很大程度上是由于其快捷准点性。从时间效率方面,对于乘客来说,时间是非常宝贵的,城市轨道交通能够提供高效、准时的服务,大大减少了因等待、换乘等带来的时间延误,使乘客能更快速、更准确地到达目的地。

某型有轨电车弹性车轮迟缓试验研究

[目的]某型有轨电车在服役过程中出现弹性车轮迟缓线错位,对车辆的安全运维存在较大影响,故有必要开展相关研究。[方法]利用弹性车轮的质量检测、列车正线测试和仿真计算等方法开展试验研究,深入分析车轮迟缓线错位的原因。[结果及结论]弹性车轮的自身产品性能满足标准和服役要求,其稳定性和可靠性较高;列车在小曲线区段的振动水平高于直线区段,其中垂向振动加速度均方根值达2.77 g;且在曲线区段存在300.00~450.00 Hz的振动主频,与弹性车轮的固有模态频率340.37 Hz相匹配,导致车轮与钢轨在该区段的耦合共振。因此,建议该线路在运维中一方面加强轮轨的润滑作业,另一方面提高小曲线区段钢轨波磨的勘察频次,以实现轮轨摩擦因数的降低和车轮运维环境的提升。

能同时停靠地铁列车和有轨电车的复合车站站型及其线路布设方案

[目的]大运量轨道交通与中低运量系统的互联互通,在一些城市的主城区与副中心衔接区域内逐渐显示出必要性。为此,有必要对既能停靠地铁列车又能停靠有轨电车的复合车站站型及线路布设进行研究。[方法]以不接入出入段线的地铁B型车、100%低地板有轨电车为研究案例,根据地铁和有轨电车间的接驳需求,分析了两种制式间无缝衔接的技术难点。从折返形式上提出了4种复合车站站型方案,分别为方案1(有轨电车站前折返+地铁列车站前折返组合方案)、方案2(有轨电车站后折返+地铁列车站前折返组合方案)、方案3(有轨电车站前折返+地铁列车站后折返组合方案)、方案4(有轨电车站后折返+地铁列车站后折返组合方案)。在此基础上,根据岛式站台、侧式站台的布置要求,进一步细分了各方案的组合方式,并对各种组合方式的车站布置型式、配线设置、折返方式、换乘距离等进行分析。[结果及结论]复合站台站型及线路布置形式可为大运量轨道交通系统与中小运量轨道交通系统的衔接提供参考,为乘客同站台换乘两种制式轨道交通提供了具体的技术方案,也为有轨电车和地铁间跨线运行及场段资源共享等提供了线路条件。

德国布伦瑞克市有轨电车线网规划特点分析及启示

[目的]有轨电车为德国布伦瑞克市唯一的城市轨道交通系统,也是该市公共交通骨干系统。总结其2013年启动的线网扩建项目线网规划阶段工作主要特点,对于我国有轨电车规划建设具有重要意义。[方法]分析线网扩建项目线网规划阶段工作的主要内容,对其中的理念和方法进行总结。[结果及结论]线网规划研究过程可分为三个阶段,主要内容分别为线路方案筛选、客流效益评价和经济效益评价,最终确定线网形态和线路廊道,为下阶段的线路设计提供依据。根据线路的路权形式初步确定各级政府对项目的投资补贴额度,明确项目的建设资金来源。线网规划阶段工作主要特点及给我国带来的启示为:坚定推行“公交优先”发展战略,因地制宜地打造以有轨电车为骨干、常规公交为补充的层次分明的公共交通体系;建立健全分级财政支撑体系,为项目建设提供资金保障;保障有轨电车的专有路权,提高有轨电车的服务水平;统筹考虑有轨电车建设对于整个城市交通系统的影响;注重有轨电车项目的经济效益分析,为决策提供定量化依据。