连续运行车辆-轨道垂向耦合动力学的时变分析法

1

作者 杨蔡进 《力学学报》 北大核心 2025年第3期740-754,共15页

随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与... 随着运行速度的提升,高速列车与服役结构及环境的耦合作用显著加剧,并且上述耦合作用表现在车辆运动的全过程.考虑实际的运行环境,建立精细的车辆-轨道耦合动力学模型,开展更为精确的服役模拟是当前研究热点,但面临许多挑战,例如车辆与长大轨道结构耦合动力学建模难题.现代高速列车短时间内就能在轨运行至数百公里的距离,经典的理论方法采用了拉格朗日方式描述系统的运动和变形,限定系统的力学研究对象固定不变,往往需要针对全部长度的轨道结构进行建模,计算分析效率亟需提高.围绕高速轨道交通领域内关键基础力学模型问题,基于模型截断的策略,从时变系统动力学角度,构建长距离连续运行车辆-轨道耦合动力学高效建模与分析方法.引入移动控制体描述长大轨道结构在有效振动区域内动力学行为,利用任意拉格朗日-欧拉原理建立移动控制体内截断轨道梁的连续时变动力学模型,基于自适应步长Runge-Kutta-Fehlberg积分策略,通过预处理当前时间步的积分信息,确定预测下一时间步系统响应所需的迭代条件,从而表征控制体内轨道梁下轨枕和道床质量系统的离散时变动力学问题.最后,通过数值算例仿真,分析了车辆-轨道耦合系统的动力学响应,并将计算结果与传统模态叠加法获得结果进行比较,验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 高速列车 长大轨道结构 离散/连续时变系统动力学 移动控制体 任意拉格朗日-欧拉原理

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于高速铁路车站分类的到发线运用冲突识别方法研究 被引量：2

2

作者 林枫 郭一唯 +2 位作者 杨晓 保鲁昆 邱莹辉 《铁道运输与经济》 北大核心 2024年第12期137-144,共8页

为了提高高速铁路运输组织管理水平和信息化水平,保障列车运用计划的准确无误和冲突快速识别检测,对高速铁路车站到发线运用冲突识别检测方法展开研究。首先根据车站站场结构,明确车站内到发线的有效到达、出发进路,列车作业类别以及相... 为了提高高速铁路运输组织管理水平和信息化水平,保障列车运用计划的准确无误和冲突快速识别检测,对高速铁路车站到发线运用冲突识别检测方法展开研究。首先根据车站站场结构,明确车站内到发线的有效到达、出发进路,列车作业类别以及相关进路之间的冲突关系,再运用到发线冲突识别方法,按照“进路关系判别—冲突列车初步筛选—明确检测列车是否冲突及冲突类别”的步骤对车站内接、发车进路进行时、空双维度的冲突识别判定,实现了车站到发线运用冲突识别的逻辑判断。应用实例表明,通过区分车站类别和站场结构,分别对不同列车作业类型进行到发线运用冲突识别,可提高到发线运用冲突识别方法的计算速度和精确性,满足现场工作对效率和准确性的高标准要求。 展开更多

关键词 高速铁路 车站 到发线运行冲突识别 列车追踪间隔时间 进路冲突

在线阅读 下载PDF 职称材料

动态间隔可调整的列控系统自主感知关键技术及应用 被引量：14

3

作者 蔡伯根 朱强 +3 位作者 上官伟 刘丹 姜维 王剑 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期31-41,共11页

为提高铁路运输效率、优化列车控制、降低铁路运营维护成本,提出一种动态间隔可调整的列控系统方案,分析列控系统自主感知关键技术和动态间隔调整原理.研究基于卫星导航和惯性导航的组合定位技术,在差分定位和数字轨道地图的辅助下,实... 为提高铁路运输效率、优化列车控制、降低铁路运营维护成本,提出一种动态间隔可调整的列控系统方案,分析列控系统自主感知关键技术和动态间隔调整原理.研究基于卫星导航和惯性导航的组合定位技术,在差分定位和数字轨道地图的辅助下,实现列车连续无缝定位;研究基于三级告警机制的列车追踪预警方法和列车间隔动态调整策略.在京沈高速铁路进行了实测试验,结果表明:在列车高速运行环境下,差分定位误差均值为2.5m,数字轨道地图辅助的组合定位误差均值为1.5m,测试速度与列车实际速度误差±0.01%,满足动态间隔可调整的列控系统对列车运行状态精准、连续获取的需求.基于三级告警机制的列车追踪预警方法可以实时监测列车间隔变化并及时给出预警信号,为司机操作提供参考,保障列车安全运行. 展开更多

关键词 列控系统 动态间隔调整 自主感知 组合定位 追踪预警

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于列车追踪间隔时间的高速动车组制动能力计算方法 被引量：13

4

作者 杨欣 邵林 +1 位作者 邵军 杨伟君 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期99-104,共6页

分析由列车区间追踪间隔时间、车站通过间隔时间和车站到达间隔时间确定的列车追踪间隔时间对高速动车组制动能力的要求,以六段式参数配置优化模型(TDE0模型)设定的列车运行控制系统制动减速度曲线为基础,提出以满足客运专线高速动车组... 分析由列车区间追踪间隔时间、车站通过间隔时间和车站到达间隔时间确定的列车追踪间隔时间对高速动车组制动能力的要求,以六段式参数配置优化模型(TDE0模型)设定的列车运行控制系统制动减速度曲线为基础,提出以满足客运专线高速动车组最高运行速度和追踪间隔时间要求为目标、按TDE0模型算法逆步骤计算高速动车组制动能力的方法;并对计算结果用紧急制动距离、黏着、减速度和热负荷指标进行校核,用算例进行验证。结果表明:在运行速度等级和列车追踪间隔时间相同的条件下,车站到达间隔时间对高速动车组制动能力的要求更高,即车站到达间隔时间是限制全线列车追踪间隔时间的主要因素;建议在相关标准中,对不同速度等级高速动车组的最大常用制动能力做出统一规定。 展开更多

关键词 制动能力 列车追踪间隔时间 制动距离 常用制动 紧急制动 高速动车组 运输能力

在线阅读 下载PDF 职称材料

既有线开行27t轴重货物列车对线路通过能力的影响 被引量：6

5

作者 王俊彪 张岳松 +2 位作者 田长海 姜昕良 王京波 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期91-97,共7页

采取与23t轴重货物列车对比分析的方法,研究既有线四显示自动闭塞区段开行27t轴重货物列车对线路通过能力的影响。通过检算得到27t轴重货物列车的牵引重量、紧急和常用制动距离以及起停车附加时分,依据检算的制动距离和起停车附加时分... 采取与23t轴重货物列车对比分析的方法,研究既有线四显示自动闭塞区段开行27t轴重货物列车对线路通过能力的影响。通过检算得到27t轴重货物列车的牵引重量、紧急和常用制动距离以及起停车附加时分,依据检算的制动距离和起停车附加时分等参数,按列车最高运行速度分别为80,90,100km·h-1分析计算客货列车共线情况下开行27t轴重货物列车对追踪间隔时间的影响。结果表明:27t轴重货物列车的调速制动距离既没有对构成检算追踪间隔时间的限制制动距离构成影响,也没有对既有闭塞分区长度构成影响,因此在既有线开行27t轴重货物列车对线路的通过能力基本没有影响;但当27t轴重货物列车的最高运行速度达到90km·h-1后,紧急制动距离超过800m限值。因此建议:进一步提高27t轴重车辆的制动性能;将1 050m系列到发线的列车重量提高到7 000t;核算牵引供电能力是否满足列车重量提高的要求。 展开更多

关键词 既有线 轴重 追踪间隔时间 制动距离 线路通过能力

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于分离迭代和耦合时变的列车—轨道—桥梁耦合系统高效动力分析混合算法 被引量：11

6

作者 朱志辉 龚威 +2 位作者 张磊 余志武 蔡成标 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期66-74,共9页

为提高列车—轨道—桥梁耦合系统动力分析的计算效率,基于耦合时变法及分离迭代法,提出了1种混合算法。该算法将列车—轨道—桥梁耦合系统分解为车辆—轨道子系统和桥梁子系统。其中,车辆—轨道子系统在每一时间步需根据车辆位置对系统... 为提高列车—轨道—桥梁耦合系统动力分析的计算效率,基于耦合时变法及分离迭代法,提出了1种混合算法。该算法将列车—轨道—桥梁耦合系统分解为车辆—轨道子系统和桥梁子系统。其中,车辆—轨道子系统在每一时间步需根据车辆位置对系统刚度系数矩阵进行更新,具有时变的特性;桥梁子系统的系统动力系数矩阵在整个动力分析过程中保持不变;车辆—轨道子系统与桥梁子系统通过钢轨与桥梁间作用力的平衡迭代实现耦合。利用朔黄重载铁路32m简支梁桥现场试验数据与由混合算法计算得到的分析结果进行对比,验证了混合算法的可行性。采用耦合时变法和混合算法分别计算列车通过蒙华重载铁路黄河龙门大桥的动力响应,结果表明:采用相同的时间积分步长时,2种方法拥有相同的计算精度,但混合算法比耦合时变法具有更高的计算效率,求解耗时降低了75%。 展开更多

关键词 列车—轨道—桥梁耦合系统 动力学计算 动力响应 混合算法 分离迭代法 耦合时变法 计算效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于不同轨道谱的车桥动力相互作用指标对比分析 被引量：3

7

作者 黄志堂 崔圣爱 +1 位作者 窦胜谭 唐澈 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第21期163-167,共5页

为了分析不同轨道谱对车桥动力相互作用指标的影响,以德国低干扰谱、德国高干扰谱和秦沈线轨道谱为对比对象,分析了三种轨道不平顺功率谱密度的差异,并用三角级数法获得了三种谱的时间样本。以其作为车桥系统的外加激励,计算车桥系统耦... 为了分析不同轨道谱对车桥动力相互作用指标的影响,以德国低干扰谱、德国高干扰谱和秦沈线轨道谱为对比对象,分析了三种轨道不平顺功率谱密度的差异,并用三角级数法获得了三种谱的时间样本。以其作为车桥系统的外加激励,计算车桥系统耦合振动响应,选用动力学指标轮重减载率、车体振动加速度、桥梁跨中动位移及桥梁跨中振动加速度进行分析,结果表明:轮重减载率大小受高低不平顺中较短波长成分的影响较明显,其规律与高低不平顺功率谱密度较短波长范围内的值相似;车体横向和竖向振动加速度则主要分别受轨道方向和高低不平顺较长波长成分影响,不平顺方向和高低功率谱之差异正好反映出了车体横向和竖向振动加速度的差异;桥梁动位移受不平顺激扰影响很小,三种轨道谱作用下的桥梁动位移非常接近;桥梁振动加速度受轨道不平顺影响较大,德国高干扰和秦沈线轨道谱明显大于德国低干扰谱作用下的桥梁振动加速度;研究结果还表明相对于桥梁竖向振动加速度,轨道不平顺对桥梁横向振动加速度的影响更显著。 展开更多

关键词 轨道谱 功率谱密度 时间样本 车桥系统 动力学指标

在线阅读 下载PDF 职称材料

高速铁路列车追踪间隔时间计算方法 被引量：8

8

作者 周钰爽 《铁道运输与经济》 北大核心 2018年第1期28-33,共6页

随着高速铁路行车密度的加大,高速铁路线路能力日趋紧张,传统的以固定追踪间隔时间排布运行图及进行运行方案调整的方式较为粗放,很难准确反映列车追踪情况。为充分利用列车运行图能力,在阐述列车追踪间隔时间分类的基础上,根据追踪列... 随着高速铁路行车密度的加大,高速铁路线路能力日趋紧张,传统的以固定追踪间隔时间排布运行图及进行运行方案调整的方式较为粗放,很难准确反映列车追踪情况。为充分利用列车运行图能力,在阐述列车追踪间隔时间分类的基础上,根据追踪列车在站停站与否,对精细化的列车追踪间隔时间计算方法进行分析,考虑前行列车与后续列车在站停站差异及列车加减速性能差异,提出最小列车追踪间隔时间的计算方法,最后进一步探讨不同速度等级列车追踪时间计算方法,为提高高速铁路日常运营组织灵活性提供理论参考。 展开更多

关键词 高速铁路 追踪间隔 追踪时间 动态计算 运行图能力

在线阅读 下载PDF 职称材料

列车制动参数对大跨度悬索桥梁轨相互作用影响研究 被引量：2

9

作者 于向东 张贺 敬海泉 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4243-4255,共13页

为研究列车制动下大跨度悬索桥无缝线路纵向力的分布规律,基于ANSYS软件和梁轨相互作用理论,建立大跨度悬索桥梁轨一体化动力分析模型,根据CRH动车组列车的制动力时程,分别研究制动停车位置、制动初速度、列车种类、列车挠曲力和制动力... 为研究列车制动下大跨度悬索桥无缝线路纵向力的分布规律,基于ANSYS软件和梁轨相互作用理论,建立大跨度悬索桥梁轨一体化动力分析模型,根据CRH动车组列车的制动力时程,分别研究制动停车位置、制动初速度、列车种类、列车挠曲力和制动力等因素对钢轨附加应力和梁轨相对位移的动力、静力影响。结果表明:由于动力计算考虑到前一荷载步对后一荷载步的影响以及线路纵向阻力滞回特性的影响,动力、静力计算结果差别显著,传统静力计算低估了列车荷载作用下钢轨的受力,在实际工程应用时有必要按动力方法计算列车荷载作用下大跨度悬索桥梁轨相互作用问题;制动停车位置对钢轨附加拉应力和梁轨相对位移增量影响显著,列车制动停止于主跨跨中位置为本文研究大跨度悬索桥梁轨相互作用所选4种典型工况中的最不利工况;列车制动力对梁端位置钢轨附加拉应力和梁轨相对位移影响显著,列车挠曲力对主桥范围内钢轨附加应力和梁轨纵向位移的分布规律影响显著,并与钢轨附加压应力峰值大小表现出较强的相关性;CRH5和CRH2型动车组列车为研究CRH型动车组制动下大跨度悬索桥梁轨相互作用的不利车型,其中CRH5型动车组最不利制动方式为最大常规制动;由于CRH动车组列车制动初速度不影响列车制动力峰值大小,大跨度悬索桥梁轨相互作用对制动初速度因素变化并不敏感。研究成果可为完善列车制动下桥上无缝线路设计和计算提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 梁轨相互作用 悬索桥 动力分析 列车制动力时程 CRH动车组列车

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于动态间隔时间的列车追踪策略研究 被引量：4

10

作者 郑维耀 李茂青 江娜 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1067-1075,共9页

基于追踪控制的实时性需求,提出列车追踪动态间隔时间指标,并对列车追踪运行时该指标的变化情况进行分析。根据分析结果提出一种在满足列车间实时通信的情况下,对追踪运行的2列车进行整体考虑的列车追踪方案。该方案先通过改变追踪策略... 基于追踪控制的实时性需求,提出列车追踪动态间隔时间指标,并对列车追踪运行时该指标的变化情况进行分析。根据分析结果提出一种在满足列车间实时通信的情况下,对追踪运行的2列车进行整体考虑的列车追踪方案。该方案先通过改变追踪策略,达到在追踪列车减速进限速区的过程中,间隔距离减小的同时后车速度也逐渐减小,减缓追踪间隔时间实时的变化情况,从而增大最小追踪动态间隔时间,降低列车追踪运行的安全风险;在保证安全运行的前提下,通过适当减小图定追踪间隔时间,提高效率。针对该运行方案,进一步设计模糊决策预测控制的分层控制器进行仿真,仿真结果与理论分析一致,达到预期目的。 展开更多

关键词 列车自动驾驶 列车追踪运行 列车追踪动态间隔时间

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于动态规划的动车组追踪间隔时间优化 被引量：2

11

作者 伍起荣 李彦哲 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第9期1835-1841,共7页

高速铁路追踪间隔时间是指在双线自动闭塞区段同一方向追踪运行的两列车之间的最小间隔时间。追踪间隔时间优化研究可以有效提高高速铁路运输效率和线路通过能力。选取成渝高铁线路数据进行坡度化简,按区间对线路进行多阶段划分,在每一... 高速铁路追踪间隔时间是指在双线自动闭塞区段同一方向追踪运行的两列车之间的最小间隔时间。追踪间隔时间优化研究可以有效提高高速铁路运输效率和线路通过能力。选取成渝高铁线路数据进行坡度化简,按区间对线路进行多阶段划分,在每一个区间分段和车站节点上通过牵引计算仿真得到基于线路条件和动车组编组方案的区间追踪间隔时间,建立动态规划的多阶段决策模型,通过动态规划算法和贝尔曼最优定理得到各阶段最优值序列和整个过程的追踪间隔时间最优解,同时得到最优解条件下的坡度化简方案和动车组编组方案。 展开更多

关键词 追踪间隔时间 动态规划 多阶段决策 高速铁路

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于虚拟编组的列车控制系统研究 被引量：17

12

作者 张友兵 刘岭 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2022年第3期94-100,共7页

研究目的:铁路闭塞技术从固定闭塞、准移动闭塞发展到移动闭塞,列车追踪间隔越来越小,提高了铁路运输效率,但是既有的闭塞技术均基于假设前方列车静止的理念而进行行车控制。即使采用行车效率最高的移动闭塞技术,后车与前车的追踪间隔... 研究目的:铁路闭塞技术从固定闭塞、准移动闭塞发展到移动闭塞,列车追踪间隔越来越小,提高了铁路运输效率,但是既有的闭塞技术均基于假设前方列车静止的理念而进行行车控制。即使采用行车效率最高的移动闭塞技术,后车与前车的追踪间隔也至少包含一个紧急制动距离和保护距离,而现有高铁列车运行速度早已突破300 km/h,高速运行时的紧急制动距离很长,导致后车与前车的追踪距离很长。要想进一步缩短列车追踪距离,提高运输效率,就要突破既有闭塞技术的假设前方列车静止的固有理念,研究和设计未来列控系统的控车原理和关键技术。本文在研究既有闭塞技术的基础上,提出基于虚拟编组的列车控制系统的关键技术和控车策略。研究结论:(1)基于虚拟编组的列车控制系统中,前车和后车建立车车通信,后车根据前车的实时速度、位置等状态信息计算动态安全追踪距离,大大缩短前后车追踪距离,提高运输效率;(2)基于虚拟编组的列车控制系统需要具备车车通信、列车完整性检查、列车精确定位、动态安全追踪距离计算、自动追踪运行等关键技术,以实现安全且高效的列车追踪运行;(3)提出前后车的追踪策略,基于前后车的实时状态,后车自动加速、减速或匀速运行,实时调整前后车的追踪状态,实现虚拟编组;(4)本研究成果可为未来列车控制系统的控车原理和关键技术研究提供参考。 展开更多

关键词 列车控制系统 固定闭塞 移动闭塞 虚拟编组 车车通信 动态安全追踪间隔

在线阅读 下载PDF 职称材料

高铁股道运用对到达间隔影响的分析及检算 被引量：2

13

作者 杨晓 李博 +4 位作者 郑平标 鲍晶晶 孙鹏举 安迪 王睿 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期82-87,共6页

研究目的:大型客站的列车到达追踪间隔是高速铁路列车追踪间隔的瓶颈,目前车站股道运用对列车到达追踪间隔的影响机理尚未完全明确。为压缩列车到达追踪间隔,本文基于列车追踪运行机理,对列车到达间隔与前后车接车进路交叉道岔位置、列... 研究目的:大型客站的列车到达追踪间隔是高速铁路列车追踪间隔的瓶颈,目前车站股道运用对列车到达追踪间隔的影响机理尚未完全明确。为压缩列车到达追踪间隔,本文基于列车追踪运行机理,对列车到达间隔与前后车接车进路交叉道岔位置、列车接入不同股道走行时间差别等关键因素之间的关系进行理论解析,提出一种基于信号时间补偿的列车到达追踪间隔检算方法,并以实例验证给出方法的有效性,以及车站股道运用对列车到达追踪间隔的影响。研究结论:(1)前后行列车接车侧线股道相邻,不利于压缩列车到达追踪间隔;(2)前后行列车接车进路交叉道岔距离车站中心远,利于压缩列车到达追踪间隔;(3)优先安排接车进路交叉点距离车站中心远、前行列车接外侧、后行列车接内侧,可以有效压缩列车到达追踪间隔;(4)研究提出的基于车站股道运用排序的列车到达追踪间隔检算方法,能够有效支撑精细化列车运行图编制及调度指挥调整。 展开更多

关键词 列车到达追踪间隔 车站股道运用 信号时间补偿 检算

在线阅读 下载PDF 职称材料