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铁路行车安全性及舒适性仿真

王开云 刘建新 翟婉明 蔡成标

王开云, 刘建新, 翟婉明, 蔡成标. 铁路行车安全性及舒适性仿真[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 9-12.
引用本文: 王开云, 刘建新, 翟婉明, 蔡成标. 铁路行车安全性及舒适性仿真[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 9-12.
WANG Kai-yun, LIU Jian-xin, ZHAI Wan-ming, CAI Cheng-biao. Running safety and comfortability simulation of railway[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 9-12.
Citation: WANG Kai-yun, LIU Jian-xin, ZHAI Wan-ming, CAI Cheng-biao. Running safety and comfortability simulation of railway[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 9-12.

铁路行车安全性及舒适性仿真

基金项目: 

国家自然科学基金项目 50323003

四川省杰出青年学科带头人培养计划基金项目 06ZQ026-003

详细信息
    作者简介:

    王开云(1974-),男,江西萍乡人,西南交通大学副研究员,工学博士研究生,从事车辆动力学研究

    翟婉明:婉明(1963-),男,江苏靖江人,西南交通大学教授,工学博士

  • 中图分类号: U270.11

Running safety and comfortability simulation of railway

More Information
  • 摘要: 为了研究最高速度为200 km·h-1客货共线铁路的行车安全性及舒适性, 从动态角度出发, 基于大系统动力学思想, 仿真计算了高低速客货列车以不同速度通过全线时的动力学性能各项指标, 根据现行铁道机车车辆动力学性能评定规范对其进行评估。仿真结果表明: 在设定的平纵断面及运行条件下, 所有列车的行车安全性与乘坐舒适性指标均满足要求, 并具有较多的富余量, 尤其是平稳性指标属优良等级。

     

  • 图  1  断面

    Figure  1.  Section

    图  2  左轨向随机不平顺时间样本

    Figure  2.  Alignment irregularity of left rail

    图  3  右轨向随机不平顺时间样本

    Figure  3.  Alignment irregularity of right rail

    图  4  左轨高低随机不平顺时间样本

    Figure  4.  Vertical profile irregularity of left rail

    图  5  右轨高低随机不平顺时间样本

    Figure  5.  Vertical profile irregularity of right rail

    图  6  高速动车组动力性能指标的时间历程

    Figure  6.  Dynamic response histories of high-speed train

    图  7  C62A货车动力性能指标的时间历程

    Figure  7.  Dynamic response histories of C62A freight car

    表  1  列车编组

    Table  1.   Train formations

    列车编组情况 高速动车组 SS9机车+提速客车 SSJ3机车+双层集装箱货车 SS4机车+快运货车ZK4 SS3机车+普通货车C62A SS3机车+普通货车C62A
    速度/ (km·h-1) 200 160 120 120 80 60
    运输特点 高速客运 提速客运 重载货运 快速货运 普通货运 普通货运
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    表  2  动力学性能评定标准限值

    Table  2.   Limits of dynamics evaluation indices

    机车车辆类型 高速动车组 提速客车 SS9 SSJ3 SS4 SS3 重载货车 ZK4 C62
    轮轨横向力/kN 51.16 61.07 82.64 92.00 87.28 92.00 98.75 84.77 81.70
    轮轨垂向力/kN 250.00
    脱轨系数 0.80 0.90 1.00
    轮重减载率 0.65 (第1限值), 0.60 (第2限值)
    车体横向加速度/ (m·s-2) 1.00 2.45 5.00
    车体垂向加速度/ (m·s-2) 1.50 3.63 7.00
    平稳性指标 < 2.50 < 2.75 -
    良好 2.50~2.75 2.75~3.10
    合格 2.75~3.00 3.10~3.45
    注: 对于车体横向加速度, 在曲线上, 未被平衡加速度的允许值为0.8 m·s-2; 货车平稳性未作评价。
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    表  3  高中速客车动力性能指标的计算结果

    Table  3.   Simulation results of dynamic indices of passenger trains

    行车速度/ (km·h-1) 200 160
    列车编组 高速动车组 SS9 提速客车
    轮轨横向力/kN 29.40 58.31 22.15
    轮轨垂向力/kN 92.72 152.99 110.85
    脱轨系数 0.35 0.45 0.21
    轮重减载率 0.54 0.49 0.49
    车体横向加速度/ (m·s-2) 1.80 1.10 0.90
    车体垂向加速度/ (m·s-2) 0.90 1.00 0.60
    横向平稳性指标 2.69 2.78 2.44
    垂向平稳性指标 2.56 2.62 2.35
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    表  4  货车动力性能指标的计算结果

    Table  4.   Simulation results of dynamic indices of freight trains

    行车速度/ (km·h-1) 120 120 80 60
    列车编组 SSJ3 集装箱 SS4 ZK4 SS3 C62A SS3 C62A
    轮轨横向力/kN 28.47 15.63 41.66 16.64 37.20 30.71 38.22 32.27
    轮轨垂向力/kN 148.55 153.91 149.14 135.30 148.58 132.46 144.79 132.32
    脱轨系数 0.25 0.12 0.29 0.15 0.29 0.25 0.30 0.28
    轮重减载率 0.33 0.33 0.39 0.31 0.32 0.31 0.33 0.34
    车体横向加速度/ (m·s-2) 0.60 1.20 1.30 2.20 0.70 2.90 0.80 3.20
    车体垂向加速度/ (m·s-2) 1.30 2.30 1.00 3.10 0.60 2.30 0.40 1.60
    横向平稳性指标 2.47 - 2.62 - 2.53 - 2.20 -
    垂向平稳性指标 2.42 - 2.51 - 2.42 - 2.13 -
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  • [1] 翟婉明. 车辆-轨道耦合动力学[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2002.
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    [7] TB/T2360-93, 铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准[S].
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-01-10
  • 刊出日期:  2006-09-25

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