中低速磁浮交通的轨道几何参数对车辆运行及轨检设备影响的研究

摘要

中低速磁浮交通是一种新型的交通方式，与传统轮轨交通的轨道大不相同，它的轨道主要由高架梁和F形钢轨组成，虽然车辆在运行过程中与轨道没有接触，但车辆以稳定8mm悬浮间隙快速运行的方式依然与轨道的几何参数直接相关，车辆运行的稳定性、安全性以及乘坐舒适性均直接受到轨道几何状态的影响。另外，由于中低速磁浮交通还只是一个新发展应用的交通形式，磁浮车辆运行的性能对轨道的要求并未形成标准，有关内容还有待进一步深入分析明确。因此，必须研究中低速磁浮轨道几何参数与车辆运行之间的关系，提出轨道几何参数的管理限值，从而为轨道的建设与维护提供理论依据。本文主要以CMS-04中低速磁悬浮列车为车辆对象，围绕着轨道几何参数对车辆运行的影响展开了研究。
　　首先，在总结国内外各种轨道交通的轨道几何参数检测及对运行影响的成果基础上，提出了需要进一步研究的中低速磁浮轨道几何参数项目。总结并参考国内外轮轨交通的轨道几何参数对车辆运行影响的研究成果，分析了中低速磁浮交通的特点、车辆与轨道之间的关系，总结了国内外中低速磁浮轨道几何参数的检测技术及其影响的研究。
　　其次，建立了不同轨道几何参数条件下的车-轨动力学模型，并在MATLAB/simulink环境中实现了仿真分析。以CMS-04磁浮列车为研究对象，在研究建立单电磁铁动力学模型的基础上，逐次建立了单转向架和整个车厢的动力学模型。同时，分析F型轨道的结构与力学特点，分析研究了几种典型的轨道几何参数项目，建立符合实际情况的动力学数学模型。
　　第三，研究确定了中低速磁浮交通轨道几何参数管理限值。分析并参考轮轨式铁路轨道几何参数管理限值的设立原则，提出中低速磁悬浮轨道几何参数管理限值的设立原则。
　　最后，讨论了轨道几何参数对动态轨检系统设计的影响，特别是轨检系统的最佳工作频段选取的影响。介绍了FMS-01轨检系统，并针对FMS-01系统开展了测试试验，确定了最佳工作频率以及固有频率。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 中低速磁浮列车的发展现状及其车辆与轨道介绍

1.3 轮轨交通与磁浮交通的轨道几何参数检测及评估研究现状

1.3 本文主要工作

第二章 中低速磁浮车辆的动力学模型

2.1 单个悬浮电磁铁模块的动力学模型

2.2 单个转向架的动力学模型

2.3 车厢的动力学模型

2.4 CMS-04中低速磁浮列车动力学仿真模型

2.5 本章小结

第三章 中低速磁浮轨道几何参数的分析与建模

3.1 轨道高低不平顺的特点及其建模

3.2 轨道扭曲（三角坑）及水平不平顺的特点及其建模

3.3 轨道四磁极面不共面的特点及其建模

3.4 本章小结

第四章 车-轨动力学仿真结果分析及轨道几何参数偏差容许值的确定

4.1 轨道几何参数对列车运行影响的评价依据

4.2 轨道几何参数对列车运行影响仿真结果分析

4.3 本章小结

第五章 轨道几何参数对FMS-01系统检测性能影响的试验

5.1 FMS-01型低速磁浮轨道几何参数测量系统

5.2 FMS-01系统固有频率、带宽及检测精度测定试验

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果