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。

悬挂式单轨列车动力学性能分析

悬挂式单轨列车近年来在我国发展迅速,但现有研究成果大多是从仿真方向来研究悬挂式单轨的动力学性能,因此,本文基于线路实测数据,考虑车辆载荷因素(AW0、AW3)和悬挂状态因素(悬挂正常、空簧失气)在直线、曲线以及不同速度级做拉锯试验和全线试验。结果表明:在AW0及AW3工况下以试验速度范围在直线、大曲线、小曲线线路上运营时,横向、垂向平稳性指标以及舒适度指标均符合标准的要求;在AW0及AW3空簧故障工况下车辆以空簧失气状态运行时,垂向平稳性指标恶化,但可限速运行;走行轮垂向力、导向轮横向力、稳定轮横向力的最大动载荷均在极限载荷范围内,且有一定的安全裕量,可保障安全运营。

侧风环境下悬挂式轨道列车气动特性研究

为了研究侧风对悬挂式轨道列车运行安全的影响,本文以时速80 km/h运行的某型悬挂式轨道列车为研究对象,采用三维、粘性、不可压缩N-S方程以及标准双方程k-ε湍流模型进行数值仿真,探究在20 m/s、30 m/s、40 m/s风速下不同风向角的悬挂式轨道列车周围流场和气动载荷特性.研究结果表明,随着风速的增大,列车的升力、侧向力、侧滚力矩绝对值均逐渐增大;随着侧风风向角的增大,列车的表面压力系数、升力、侧向力、侧滚力矩均呈现先增后减小的趋势;头车、中间车、尾车气动载荷出现峰值的风向角略有不同;倾覆力矩主要由侧向力主导受升力影响不大;编组中头车最容易在强风中发生较大横向位移,引发车体晃动.本文研究结果可为悬挂式轨道列车的安全运行提供理论支持.

跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动分析

由于跨座式单轨轨面不平顺激励具有随机特性,所以跨座式单轨列车-桥梁系统动力响应的随机性值得探讨。通过建立跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动分析模型,分析在大量不平顺样本组作用下跨座式单轨列车-桥梁系统动力响应的离散性。研究基于虚拟激励法的跨座式单轨列车-桥梁系统的随机振动分析方法的计算精度和效率,对比分析跨座式单轨列车-桥梁系统基于虚拟激励法的随机分析方法和基于单样本组的确定性分析方法所得的动力响应随车速的变化规律。研究结果表明:跨座式单轨列车-桥梁系统的大多数响应具有很大的离散性,开展跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动分析是必要的;验证了基于虚拟激励法的跨座式单轨列车-桥梁系统随机分析方法具有很高的精度,在同等精度条件下,虚拟激励法的计算效率明显高于Monte Carlo法;论证了仅作单个确定性样本的速度影响分析并不能确切反映跨座式单轨列车-桥梁系统响应随车速变化规律,进一步论证了开展跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动分析的必要性;从概率统计的角度分析了跨座式单轨车辆及轨道梁的位移与加速度响应随车速的总体变化规律。研究成果可为跨座式单轨列车-桥梁系统随机振动进一步的研究提供依据和参考。

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。

基于空轨方式的天津港集装箱铁水联运方案研究

相较于铁路延伸进港,基于空轨方式运输集装箱具有占地少、对港口布局影响小、运输组织灵活等优点,且无人驾驶与目前码头全自动化发展方向相匹配,但铁路方面尚缺乏对基于此种制式的铁水联运系统方案进行研究,需探讨天津港铁路集装箱站和港口间通过空轨换装、运输集装箱,解决“铁路延伸进港”联运难题。通过搜集该制式的国内车辆相关参数,确定线路主要技术标准;调研天津新港北铁路集装箱中心站及东疆港现状和规划,确定集装箱换装运量;根据换装机械和工艺,确定铁路端龙门吊(或集卡)及码头端自动导向运输车(或集卡)与空轨之间换装流程;分析各个动作换装作业时间,确定每列空轨停站时间,进而配置空轨场站装卸线数量。最后,确定空轨在铁路车站和港口码头的布置方案,并从工程投资、占地面积、换装复杂性、运输效率与灵活性等方面综合分析比选,提出方案推荐意见。

跨座式轻轨车与连续轨道梁空间振动分析

提出了一种跨座式轻轨车与连续轨道梁空间耦合振动时域分析方法。桥梁采用常规有限单元模拟,跨座式轻轨车采用弹簧阻尼相连的多刚体模拟,可方便考虑走行轮、导向轮、稳定轮下轨道不平顺的影响,直接建立轻轨车-桥梁时变系统的空间振动方程,采用直接积分法同时求解轻轨车、桥梁的空间动力响应,并编制了相应的计算分析程序。以一联3×30m的双线连续轨道梁为例,计算了轻轨车以不同车速通过双线轨道梁时全过程车桥动力响应。探讨了不同车速、单线行车、双线对开等不同工况对车桥动力响应的影响。计算结果表明:在设计行车速度下,轻轨车可安全舒适通过该连续轨道梁;桥梁具有良好的整体刚度。该方法可运用于跨座式轻轨车与其它大跨度桥梁的空间振动分析。

跨座式单轨列车轮胎寿命的影响因素分析

介绍跨座式单轨列车的现状和问题,分析其转向架的结构和工作原理。结合单轨列车的运行条件,论述影响其轮胎寿命的主要原因,包括线路条件、驾驶操作情况、运行情况及轨道面质量等。

跨座式单轨列车运行噪声的预测与分析

城市轨道交通环评技术导则规定了城市轨道交通噪声预测的方法和参数修正原则,但跨座式单轨噪声预测只是参照执行,且其适用性也未经过验证。为此,根据跨座式单轨列车辐射噪声源强特性、垂向分布、传播衰减、速度特性等现场试验结果,论述了技术导则规定的预测模式中有关参数修正原则与跨座式单轨列车运行噪声预测的适用性,确定了跨座式单轨列车运行噪声预测中主要参数修正方法,并与实际监测结果进行验证,据此可以判断技术导则中预测方法及主要预测参数修正的合理性和有效性。

基于IMC数采器的跨座式单轨列车转向架疲劳试验

以跨坐式单轨列车转向架构架为试验对象,在构架危险部位布置应变片。采用半桥路接线法,运用IMC公司便携式数采器CI,对车辆在30,35,40,45 km/h运行速度下危险部位测点的应力时间历程数据实时采集。对采集的数据进行截取、滤波、平滑、迟滞处理及载荷谱无效幅值舍弃后,编制雨流计数程序及材料的S-N材料特性程序,计算出该构架在不同时速、不同滤波情况下疲劳损伤值。根据测试的数据,拟合出损伤值与速度之间的函数关系,预测了转向架构架在不同运行速度下的疲劳寿命。

轻轨车-轨道梁-刚构桥空间耦合振动分析及乘坐舒适性评价

提出一种跨座式轻轨车、轨道梁及刚构桥空间耦合振动时域分析方法。轨道梁及刚构桥采用常规有限单元模拟,跨座式轻轨车采用弹簧阻尼相连的多刚体模拟,可方便考虑走行轮、导向轮、稳定轮下轨道不平顺影响,每一积分步内对桥梁系统动力方程扩展,建立轻轨车-轨道梁-刚构桥时变系统空间振动方程,采用直接积分法同时求解三者空间动力响应,并编制相应计算分析程序。针对目前世界最大跨度轻轨专用刚构桥96m+160m+96m,探讨车速、单线行车、双线对开等不同工况对三者动力响应影响并对轻轨车进行乘坐舒适度评价。结果表明:在设计行车速度下,乘客可安全舒适通过该桥。该方法可运用于跨座式轻轨车与其它轨道梁或桥梁空间振动分析。

悬挂式单轨列车曲线通过性能分析

曲线通过性能分析是转向架设计的基础之一。使用多体系统动力学软件建立悬挂式单轨列车-轨道系统60自由度动力学模型,模型考虑轮胎-轨道接触非线性,空气弹簧和抗横摆减震器弹簧非线性。模拟悬挂式单轨列车通过曲线轨道时导向轮与轨道间法向接触力的动态变化过程,研究了空气弹簧水平刚度和轨距变化对转向架曲线通过性能的影响。结果表明:悬挂式单轨列车转向架具有不同于传统轨道车辆的曲线通过形态;空气弹簧水平刚度对转向架的曲线通过形态和导向轮法向接触力有显著的影响,水平刚度为0.01 MN/m时,相较于水平刚度0.1 MN/m,最大导向轮轨法向接触力可减小63.2%;轨距变化对转向架的曲线通过性能影响不明显,减小空气弹簧水平刚度可改善转向架的曲线通过性能。

基于TCN的列车网络控制系统在单轨列车上的应用

介绍了基于TCN列车通信网络的国产化网络控制系统在单轨列车上的应用,并对比分析了国产化网络系统与进口原车网络系统的优缺点。

跨座式单轨交通系统动力学问题研究

跨座式单轨交通车辆的转向架和轨道梁与其他轨道交通系统不同,因而其动力学问题具有自身特点,其车桥动力耦合作用影响相对较为突出。文中通过查阅相关资料,系统总结了跨座式单轨交通动力学问题的研究现状及存在问题,为进一步的研究工作打下基础。

面向跨座式单轨列车的视景模拟仿真

通过对列车牵引力和制动力与加速度的关系分析,提出了模拟手柄位置和标准手柄位置不同组合状态下,仿真速度偏离标准速度的变化趋势,建立了求解列车仿真速度的数学模型。模型的表达适宜程序实现和快速运算,使列车视景回放能随操纵手柄快速反应。经实际应用,系统的模拟行驶与实车十分接近,满足对学员的驾驶技能培训和考核定级的要求。

基于遗传算法的跨坐式单轨列车牵引曲线优化研究

以跨坐式单轨列车牵引计算理论为基础,结合跨坐式单轨列车运行要求,建立了以运行时间和能耗为目标的单轨列车运行优化模型,运用遗传算法对牵引曲线的关键点进行优化。以重庆市轻轨2号线为例,对该线13个站间牵引曲线进行优化,并将优化前后曲线进行了对比,结果显示运行时间和运行能耗得到一定程度改善,整个区段上运行能耗下降了16%,运行时间节约2%。

悬挂式单轨列车乘客区间紧急疏散方案研究

介绍悬挂式单轨交通系统的特点,并结合国外悬挂式单轨交通系统成功运行的经验,对悬挂式单轨交通系统的救援疏散方法进行分析。对几种主要的疏散方式进行疏散时间的计算分析,最后提出了悬挂式单轨交通系统的区间紧急疏散方案。

跨座式单轨列车外观形式视觉效应建构研究

通过分析跨座式单轨列车整体、局部和细节3个层面的造型特点,指出车体视觉形象与形式视觉效应之间的关系,以及车体作为一种传达媒介的意义。在此基础上,从整体效应与个体展示、虚实动感的交融和安全与力效的拓展3个方面来论述跨座式单轨列车的形式视觉效应构建,以期从视觉认知层面来提升跨座式单轨列车造型设计的品质。

跨座式单轨列车动力学分析研究综述

跨座式单轨列车转向架结构独特,运行、导向机理及轮轨之间的接触关系均有与众不同之处。国内外学者对单轨列车动力学建模以及振动响应特性进行了大量研究,但是缺乏系统性总结。针对已有的研究成果,总结了跨座式单轨列车的动力学模型研究方法和动力学响应特性及其影响因素,由此提出今后研究的重点。