基于虚拟轨检技术的高速铁路平纵面线形平顺性评估研究

摘要

随着高速铁路运营速度不断提高，运营里程不断加大，高速铁路的轨道高平顺性已经成为铁路管理部门关注的核心问题。铁路部门对高速铁路长波高低不平顺(120m波长以下)的超限情况进行了统计分析，发现超限位置主要出现在纵断面竖曲线附近区段。而根据高速铁路运营的相关经验，长波不平顺对高速动车组运行的舒适性、平稳性有着非常显著的影响。因此，从轨道不平顺角度对高速铁路线路平纵断面线形的平顺性进行相关探索具有非常重要的理论和实际价值。
　　本文参考CRH2A型动车组参数，建立了列车-线路动力学仿真模型。在此基础上，提取车体加速度、车体-轴箱相对位移以及轮缘-钢轨相对位移，利用轨检车的惯性基准法原理，通过加速度二次积分和高通滤波器等手段，得到高速铁路线路线形的等效高低和轨向不平顺。基于此，提出了基于惯性基准法的虚拟轨检车技术。
　　分别在直线段、竖曲线段、平面曲线段对虚拟轨检车技术进行了试算性检验。直线段的等效高低和轨向不平顺在波形曲线、标准差曲线、功率谱密度图上均能很好和激励不平顺复合。竖曲线段的等效不平顺在直圆点和圆直点附近均发生较大波动，并产生线路长波不平顺。平面曲线段因为有缓和曲线的过渡作用，等效不平顺在直缓点、缓圆点、圆缓点、缓直点附近等效不平顺的波动较竖曲线段明显减弱。
　　分析了列车速度、竖曲线段坡度、竖曲线半径、竖曲线长度、夹坡段长度以及平面圆曲线半径、缓和曲线长度、夹直线长度等线形参数就波形、标准差、功率谱密度而言对等效不平顺的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 高速客运专线线路纵断面线形设置概述

1．2．1 坡度

1．2．2 坡段长度

1．2．3 最小夹坡段长度

1．2．4 竖曲线半径

1．2．5 竖曲线长度

1．3 高速客运专线线路平面线形设置概述

1．3．1 平面曲线半径

1．3．2 缓和曲线长度

1．3．3 夹直线长度

1．4 国内外长波不平顺研究概述

1．4．1 国外对长波不平顺研究概况

1．4．2 我国对长波不平顺研究概况

1．5 本文主要研究内容及工作

第二章 高速列车-线路动力学仿真模型

2．1 动力学仿真软件的介绍

2．2 列车动力学模型

2．3 轨道模型

2．3．1 轨道动力学模型

2．3．2 平纵断面线形设置

2．3．3 轨道随机不平顺

2．4 轮轨接触模型

第三章 基于惯性基准法的虚拟轨检车技术

3．1 轨道不平顺检测方法介绍

3．1．1 弦测法

3．1．2 惯性基准法

3．2 基于惯性基准法的虚拟轨检车技术实现

3．2．1 初始信号采集

3．2．2 加速度二次积分编程实现

3．2．3 数字滤波器编程实现

3．3 时频域评价

3．3．1 时域评价

3．3．2 频域评价

3．4 虚拟轨检车技术在不同线路线形上的检验

3．4．1 直线段

3．4．2 竖曲线段

3．4．3 平面曲线段

3．5 小结

第四章 线路纵断面线形平顺性评估

4．1 列车时速对等效不平顺的影响

4．2 竖曲线长度和坡度对等效不平顺的影响

4．3 竖曲线长度和半径对等效不平顺的影响

4．4 竖曲线半径和坡度对等效不平顺的影响

4．5 夹坡段长度对等效不平顺的影响

第五章 线路平面线形平顺性评估

5．1 列车时速对等效不平顺的影响

5．2 缓和曲线长度对等效不平顺的影响

5．3 圆曲线半径对等效不平顺的影响

5．4 夹直线长度对等效不平顺的影响

结论与展望

致谢

参考文献