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軌道列車范文第1篇

關鍵詞: 城市軌道交通， 列車定位， 軌道電路， 編碼里程儀， 裂縫波導， 擴頻通信

1　引　言

隨著城市人口的不斷增加， 城市交通問題日益突出。地鐵、輕軌具備客運量大、污染少等特點， 是解決大中城市交通問題的首選方案。由于軌道交通列車運行密度高、車站間距近、安全性要求高， 列車自動控制系統及列車本身需要實時了解列車在線路中的精確位置， 分布于軌旁及列車上的列車自動控制系統根據線路中列車的相對位置實時、動態地對每一列車進行監督、控制、調度及安全防護， 在保證列車運行安全的前提下， 最大限度地提高系統的效率， 為乘客提供最佳的服務。

實時、精確地確定列車在線路中的位置是保證安全、發揮效率、提供最佳服務的前提。列車自動控制系統利用軌旁及車載設備對列車進行實時的跟蹤。軌旁定位主要采用軌道電路、信標、電纜環線、裂縫波導、擴頻電臺等技術手段， 列車自身的定位可依賴于安裝在輪軸上的編碼里程儀實現， 通過車地之間的信息傳輸通道， 實現軌旁與列車之間實時的信息交換， 實時控制列車在線路中的運行。

2　軌旁定位技術

2. 1　利用軌道電路的定位技術

2. 1. 1　軌道電路的定位原理

軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌作為導體， 并用引接線連接信號發送、接收設備所構成的電氣回路。軌道電路有機械絕緣和電氣絕緣兩種類型。采用機械絕緣的軌道電路， 需切斷鋼軌， 安裝軌道絕緣節， 這對使用長鋼軌線路妨礙很大， 不僅需經常維修， 還降低了安全性。采用電氣絕緣， 則無需切斷鋼軌， 目前城市軌道交通系統中， 普遍采用“S 棒”進行電氣隔離的數字音頻軌道電路。數字音頻軌道電路的原理圖如圖1 所示。

圖1　數字音頻軌道電路原理圖

數字軌道電路中， 全部有源器件都集中在控制室內， 室外設備僅包括由電容、線圈等組成的調諧盒及軌間的S 型聯接導線。調諧盒中有發射與接收線圈。數字軌道電路的發射單元以差分模式向另一端通過鐵軌傳輸一個調制信號， 在軌道電路的另一端提取這個信號。接收的信息和傳送的信息經逐位比較確認相同時， 完成對接收信息的驗證， 判斷鋼軌和軌道電路的工作狀態。當軌道電路內有車占用時， 由于列車車軸的分路作用， 接收端檢測出信號電平的變化， 從而判斷出有車到達該軌道電路。

2. 1. 2　利用軌道電路確定列車在線路中的位置

圖2 為利用軌道電路確定列車在線路中位置的原理圖。在線路設計時， 根據用戶對列車運行密度的要求， 將整個線路用S 棒分割成若干個軌道區段， 并對所有軌道區段進行統一編號。對線路地形及線路設備進行數字化描述后形成線路地圖， 貯存在軌旁和?或車載計算機中。為了防止相鄰軌道電路音頻信號的串擾， 同時也為了準確判斷列車越過軌道電路連界， 相鄰數字軌道電路采用不同的載頻。列車在線路中運行時， 其所在的軌道電路會給出占用指示， 對軌道電路占用狀態的連續跟蹤， 也就實現了對列車在線路中所處位置的連續跟蹤。

圖2　利用軌道電路確定列車在線路中的位置為了保證安全， 軌道電路任何形式的故障都表示為“ 有車占用”， 為了避免錯誤的跟蹤， 系統對軌道電路的“ 連續占用”與“ 順序出清”進行邏輯判斷， 保證列車跟蹤的可靠性和安全性。利用數字軌道電路對列車進行定位是目前城市軌道交通系統中應用最為普遍的技術手段。

2. 2　信標定位

信標是安裝在線路沿線反映線路絕對位置的物理標志。信標分有源信標和無源信標兩種， 有源信標可以實現車地的雙向通信， 無源信標類似于非接觸式IC 卡， 在列車經過信標所在位置時， 車載天線發射的電磁波激勵信標工作， 并傳遞絕對位置信息給列車。

城市軌道交通系統中所使用的信標大部分為無源信標， 安裝在軌道沿線。信標的作用是為列車提供精確的絕對位置參考點(也可以提供線路的坡度、彎度等其它信息)。由于信標提供的位置精度很高， 達厘米量級， 常用信標作為修正列車實際運行距離的手段。采用信標定位技術的信息傳遞是間斷的， 即當列車從一個信息點獲得地面信息后， 要到下一個信息點才能更新信息， 若其間地面情況發生變化， 就無法立即將變化的信息實時傳遞給列車， 因此， 信標定位技術往往作為其它定位技術的補充手段。

2. 3　裂縫波導定位技術

采用裂縫波導作為列車信息傳輸的原理框圖見圖3， 列車定位原理圖如圖4 所示。裂縫波導是52. 5mm ×105mm ×2mm 中空的鋁質矩形方管， 在其頂部每隔60mm 開有窄縫， 采用2. 715GH z 的連續波頻率通過裂縫耦合出不均勻的場強， 對連續波的場強進行采集和處理， 并通過計數器確定列車經過的裂縫數， 從而計算出列車走行的距離， 確定列車在線路中的位置。

裂縫波導除了傳輸用于裂縫計數的2. 715GH z 的連續波頻率外， 主要用于車地信息交換的傳輸通道， 車地通信的載頻范圍為2. 4～ 2. 4853GH z， 該頻段內的微波信號沿波導均勻輻射。

圖3　裂縫波導信息傳輸原理圖

圖4　裂縫波導定位原理

轉貼于 2. 4　電纜環線定位技術在整個軌道線路沿線鋪設電纜環線， 電纜環線位

于軌道中間， 每隔一定的距離交叉一次。列車經過每個電子工程師電子技術應用

圖5　利用電纜環線對列車定位的原理圖電纜交叉點時通過車載設備檢測環線內信號的相位變化(相位變化原理見圖6)。并對相位變化的次數進行計數， 從而確定列車運行的距離， 達到對列車定位的目的。

圖6　環線交叉點相位變化原理

2. 5　無線擴頻通信定位技術

利用無線擴展頻譜通信技術確定列車在線路中的位置借鑒了軍用定位技術。利用車站、軌旁和列車上的擴頻電臺; 一方面通過這些電臺在列車與軌旁控制室之間傳遞安全信息， 另一方面也利用它們對列車進行定位。軌旁電臺的位置是固定不變的， 并經過精確測量。所有的電臺都由同步時鐘精確同步。軌旁計算機或車載計算機利用不同電臺傳輸信息的時間延時可以精確計算出列車的位置。

圖7　AA TC 系統框圖圖7 為基于無線擴頻通信的列車定位系統原理圖。

由分布的電臺構成無線通信網， 多數情況下， 站間可以被無線電可靠地覆蓋， 而且有冗余。這種冗余是一種自愈式的結構， 當其中一個電臺故障時， 系統可以重新組織， 并自動報告故障電臺位置或編號， 不會影響通信和對列車的控制。通常一個電臺的信息會有兩個甚至三個電臺接收， 擴展頻譜技術最初是為軍事應用設計的， 具備在惡劣電磁環境下可靠傳輸的能力。每隔0. 5s 可對每輛列車的位置進行檢測， 對列車定位的精度可達±5m。

3　車載列車定位技術

車載定位設備主要采用安全型編碼里程計。編碼里程計通過編碼盤與輪軸耦合， 驅動一個或多個裝在編碼盤四周的光電傳感器。這些傳感器產生一個和速度成比例的脈沖序列， 車載設備通過采樣電路得到列車運行的速度和距離。圖8 是編碼里程儀測距原理圖。

圖8　編碼里程儀測距原理

列車車輪運動一周， 編碼里程計輸出64 個或128 個脈沖。列車車輪運動一周， 編碼里程計輸出的脈沖數越多， 測速和?或測距精度越高。

列車運動速度= 單位時間內編碼里程計輸出的脈沖數× (Π5 編碼里程計每周輸出的脈沖數) 列車運動距離= 編碼里程計輸出的脈沖數× (Π5 編碼里程計每周輸出的脈沖數) 式中5 為列車車輪的直徑。由于列車周而復始地運動， 車輪輪徑不斷磨損， 目前城市軌道交通系統中允許列車車輪的輪徑范圍為840mm～ 770mm ， 因此(是個變量， 要定期或不定期地進行修正。

利用車載編碼里程計確定列車運行的距離還需要考慮列車運動過程中車輪的空轉和打滑。實際工程應用中， 可以采用信標、軌道電路分界點、電纜環線等手段傳送給列車絕對位置標識， 這些標識在線路中的位置是固定不變的， 并經過精確測量。車載設備接收到這些標識后， 對車載里程計的測距誤差進行修正。通常車載里程計只給出列車對應地面某個標識的相對距離， 保證列車在線路中運行時， 車載定位設備的距離測量不會有大的積累誤差。

4　結束語

利用各種技術手段確定列車在線路中的位置、對列車進行精確定位的目的是對線路中所有的列車進行統一管理， 確保各列車之間安全運行的最小間隔， 保證列車運行的安全; 同時， 通過統一的調度和管理， 保證線路中運營列車的均勻分布。本文介紹的各種定位技術在城市軌道系統中均有成功應用的實例， 具體系統中采用何種定位技術， 取決于對線路運輸能力的要求。通常， 城市軌道交通系統中需要綜合運用多種定位技術。如廣州地鐵一號線， 正線上采用數字軌道電路， 車站加裝精確同步環線， 利用車載編碼里程儀經過軌道電路和環線的同步后的距離數據， 實現列車的自動駕駛。

除了本文介紹的各種列車定位方法， 還有其它各種列車定位技術， 如采用雷達測速、測距的定位方法， 采用計軸設備確定列車位置的技術， 大鐵路上還可以采用GPS 、GM S2R 等技術對列車進行定位， GSM 2R 是國際鐵路聯盟(U IC) 和歐洲電信標準協會(ET S I) 為歐洲新一代鐵路開發的無線移動通信技術標準。隨著計算機技術和通信技術的發展， 相信將有越來越多技術含量更高的先進列車定位技術問世。

參　考　文　獻

1　吳汶麒主編. 城市軌道交通信號與通信系統. 中國鐵道出版社， 1999

軌道列車范文第2篇

關鍵詞：駕駛室 教導員 三維仿真 計算機

1 概述

列車駕駛模擬器是一個集教學、訓練、考核為一體的實時仿真系統，滿足城軌列車仿真培訓的需求。系統以影像、圖形圖像、聲音以及可沉浸其中的虛擬現實場景（三維）、模擬仿真設備為手段，逼真地實現列車操縱界面、操作顯示設備、控制邏輯以及線路場景。系統的所有電氣、電子、機械、氣動系統的邏輯、關聯關系與真實情況一致，可以全面、真實地模擬列車在各種運行環境下的運行狀況、操縱特性、突發事件和列車事故。能夠完成城市軌道駕駛員的演練、教學指導、教學管理和考核等功能。

2 系統設備構成

列車駕駛模擬器系統架構主要包含下列單元：

a 一套內部完全按照真實列車的布局、樣式進行設計制造，配有功能完整的操作臺的全尺寸駕駛室實體模型，即仿真駕駛室系統；

b 一個有計算機控制的視頻系統，可顯示前方的軌道，與駕駛員的控制連接，并有所有相關的音效軌道視效的視頻仿真系統。

c 用于輸入信息和監控駕駛員動作，并帶有記錄和打印設備的教導員控制臺。

3 系統功能

3.1 仿真駕駛室系統

模擬駕駛室內部為車組駕駛室內部的全尺寸復制品，所模擬的駕駛室配備攝像機，通過攝像機可看到駕駛員控制動作配備駕駛仿真器司機室視頻閉路監控系統，用于監視培訓、考核過程。

3.2視頻仿真系統

3.2.1 前向視頻仿真系統

前向視頻仿真系統由高清三通道環形幕布、圖形工作站、三通道投影機及數字圖形融合矯正機組成，提供用戶所選線路的全程線路的顯示。能為用戶提供水平125°，垂直32°的視角畫面（見圖3）。

3.2.2 站臺視頻仿真系統

站臺監視、停車標畫面與仿真主計算機數據同步，制造商設計的站臺視頻仿真系統能夠真實地實現人員的上下車仿真。

3.2.3 音效仿真系統

?具備5聲道以上的聲音系統

音效仿真系統采用5.1聲道環繞聲制式。通過音效仿真系統能夠實時、準確的產生列車在運行過程中所具有的內部、外部的環境音效。可實現聲音全向三維定位特性和三維實時跟蹤特性。

?根據列車運行情況，能夠模擬真實列車操縱與運行過程真實聲音環境的模擬，產生相應的全部模擬音響。

a 列車外部聲音：

列車行進時的軌道聲；鳴笛聲；過道岔的軌道聲；制動聲；在與障礙物的撞擊聲；站臺噪聲；雷聲；暴雨聲；臺風聲等；

b 列車內部聲音；

列車機械、電氣動作聲源。如電器吸合、斷開聲音；設備的機械噪聲；空壓機啟動、運行、關機的聲音；空氣制動系統產生的各種氣動聲音等。

3.3 教導員控制臺系統

3.3.1 教員控制臺是模擬駕駛系統教員的工作場所，教員通過教員控制成對模擬駕駛系統的日常維護與管理、課程或考核內容的編制與維護、對模擬駕駛訓練/考核過程的監控、以及對觀摩學員的講解與指導等。

3.3.2 教員控制臺配置控制和監視設備，這些設備包括：

a 教員控制計算機：運行教員軟件，教員通過該軟件實現對系統的控制；

b 駕駛室CCTV監視器：與模擬器司機室內的低照度攝像頭相連，便于教員觀察模擬器司機室內的情況以及受訓司機在操作及故障處理過程中的表現；

c硬盤錄像計算機：對駕駛室CCTV的監視內容加以記錄；

d 列車車輛顯示屏、車載信號顯示屏、客室CCTV顯示屏：便于教員了解當前列車模擬運行的狀態；在培訓/考核過程回放時，列車車輛顯示屏、車載信號顯示屏、客室CCTV顯示屏可模擬受訓過程中模擬器司機操縱臺上對應的列車車輛顯示屏、車載信號顯示屏、客室CCTV顯示屏的內容，便于教員分析或給觀摩者講解；

e 模擬器主控畫面監視器：向教員提供了模擬器主控計算機的運行畫面，其內容包括列車的運行曲線、列車運行狀態等；

f 視景監視器：向教員提供模擬器的前向視景畫面，該畫面與模擬器司機室內的前向視景相同且同步；

g 故障處理模擬顯示器：向教員提供模擬器的故障處理模擬屏畫面，該畫面與模擬器司機室內的故障模擬屏相同且同步；

h 通訊設備：提供教員對模擬器司機室的通訊以及對觀摩臺觀摩學員的通訊。

i 打印機：打印內容包括：列車運行曲線、培訓/考核和打分記錄、故障信息等。

3.3.3 記錄分析評判系統

模擬駕駛完成后，由系統自動完成并自動評分，它將記錄在硬盤的過程數據進行分析，從這些數據中分析出操縱行為的特征，而操縱行為的好壞、對應的扣分值則提供一套評判接口給使用單位，由使用單位判斷操縱行為的合理性。它分析的行為包括常規的列車駕駛操作規程與步驟、故障處理分析能力。在分析學員對故障的處理時，計算機算出故障處理所花時間、故障處理行為，而評分系統根據使用單位定義的規則給出分數。

4 總結

列車駕駛模擬器系統能夠滿足城市軌道駕駛員的演練、教學指導、教學管理和考核的功能，在實際中的應用趨于完善成熟，但考慮軌道交通地鐵車輛“以人文本”的設計理念，本著舒適、高效、逼真的原則，列車駕駛模擬系統的設計還需要與時俱進、不斷地提高。

軌道列車范文第3篇

關鍵詞：城市軌道交通；列車運行圖；編制方法；列車區間；折返時間；行車間隔

中圖分類號：U239 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）26-0143-03

我國城市軌道交通的網絡建設的速度正在不斷加快。城市交通系統的建設是為了給乘客提供高質量的出行服務。而列車運行圖作為列車運行的計劃指導，它不僅是軌道交通系統各部門協同工作、維系列車和乘客秩序的保證，也在列車運輸安全、快速、準確性等各方面起到了重要作用。尤其在運行環境復雜、線路客流波動較大的城市中，城市軌道交通列車運行圖的正確編制和實現方法對于提高城市交通質量和保證城市交通安全具有重要的現實意義。本文以某地鐵線路的編制為例，詳細介紹了列車運行圖的編制方法和編制技巧，為城市軌道交通列車運行圖的編制提供了理論指導。

1 列車運行圖

1.1 列車運行圖概述

列車運行圖是運用坐標原理來表示列車在鐵路各區間的運行時刻以及在各車站停車和通過時刻的線條圖，是鐵路運輸工作的綜合計劃和行車組織的基礎，是協調鐵路各部門和單位按一定程序進行活動的工具。它規定各車次列車占用區間的程序，列車在每個車站的到達和出發（或通過）時刻，列車在區間的運行時間，列車在車站的停站時間以及機車交路、列車重量和長度等。它是列車安全、正點運行和有效組織交通運輸工作的綜合性生產計劃，是全路組織列車運行的基礎。

1.2 列車運行圖基本要素

列車運行圖的編制必須遵守嚴格的時間標準和具備一些基礎數據。這些就是列車運行圖的基本要素。它主要包括列車區間運行時分、停站時間、折返時間、行車間隔、運行交路、全天運營時間、運用車輛數目、列車出入庫方式及時間以及高平低峰時段等數據。

2 列車運行圖編制原則、步驟和檢查內容

2.1 列車運行圖編制原則

列車運行圖的編制要遵循以下基本原則：首先，在保證安全的前提下，提高列車運行的速度。因為列車運行速度是城市軌道交通的優勢，但提高速度的同時必須首先保證乘客安全，這樣就可以壓縮折返時間，減少出入庫時間。其次，要為乘客提供方便。城市軌道交通是為廣大乘客服務的，所以，運行圖的編制要努力提高服務水平，為乘客提供優質便捷服務。再次，要充分利用線路和車輛的能力，要精確計算折返時間，盡量安排平等作業，合理安排車輛解決高峰客流問題。最后，在保證運行需求的前提下，減少運營車底組數。綜合考慮高峰時段的列車運行情況，進而減少運營車底組數，就可以降低運營成本。

2.2 列車運行圖編制步驟

列車運行圖的基本編制步驟如下：首先，收集編制資料，對相關問題進行調研和實驗，從而確定全日行車計劃和行車運行基本方案。其次，編制列車運行圖和運行指標分析，征求調度部門、客運部門和車輛部門建議，并對行車方案進行調整。再次，根據列車運行方案設計詳細的列車運行圖、時刻表和編制說明，同時計算所需車底數。最后，對運行圖進行全面檢查，計算運行圖的相關指標，并報請相關部門審核批準。

2.3 列車運行圖檢查內容

列車運行圖檢查主要內容包括：乘務工作方案是否符合標準；運行圖執行所需要的車底數目；列車到達車站時的均衡性和調試列車的鋪設情況等。

3 列車運行圖編制方法和技巧

3.1 運行圖基本參數的確定

在列車運行圖的編制過程中，首先要確定列車運行圖的基礎參數。其確定方法如下：

列車區間運行的確定：它是指列車在兩個相鄰車站之間的運行時間標尺。這一標尺是由運營線路信號系統投入正常使用后由專業人員提供或者采用牽引計算和現場查標相結合的方法進行查定。

中間站停站時間的確定：它是指列車在中間站進行開/關車門、乘客進行乘降等作業時所需要的時間。根據各車站實際客流情況、車站換乘等因素，采用分析計算和現場查標相結合的方法進行查定。

折返時間的確定：它是指列車在折返站進行到/發、換端等作業所需要的時間標準列車的折返時間。主要根據該折返站的到、發時間，在折返線里的作業時間以及司機換乘時間并結合實際軌道線路狀況經過實踐檢驗來確定折返時間。

行車間隔的確定：它是指兩相鄰列車在同一運行方向經過同一地點的時間差。一般是根據市民的出行習慣和上、下班時間，在各個時間段的不同客流來制定不同的行車間隔時間，越小的行車間隔，需要越多的列車投入服務，其運輸能力越大。

3.3 列車出入庫運行線的編制

3.4 行車間隔與車底數條件的滿足

由于車底成本較高，添置時間長，列車的運行間隔會受車底數量的限制。要使車底數為整數，有兩種方法來處理：第一種方法是適當放大運行周期，放大到運行間隔的整數倍；另一種方法是保持車底運行周期不變，縮小運行間隔。

3.5 列車開行交路的處理

常見的交路形式有單一交路、分段交路、交錯運行交路、環線列車交路、直線加環形交路等。由于交路形式增加了運輸組織的復雜度，所以要合理匹配運行間隔，大小交路列車開行數量保持一定比例，同時要排除中間折返與正線行車的交叉干擾。

4 結語

在城市軌道交通網絡建設中，很多線路的結構形式變得越來越復雜。所以，建立健全良好的運輸組織是實現優質高效交通服務的前提。而列車運行圖作為列車運行的計劃指導，在編制中需要顧全大局，統籌兼顧，正確處理列車運行、車站作業、列車交路、運輸施工等各方面的關系，從而改善運輸組織服務水平。同時，要及時總結經驗，為提高列車運行圖的編制水平奠定基礎。

參考文獻

[1]許紅，馬建軍，龍建成，等.城市軌道交通列車運行圖編制的數學模型及方法[J].北京交通大學學報，2006，（3）：10-14.

[2]史小俊.關于城市軌道交通列車運行圖編制的探討[J].城市快軌交通，2008，（2）：24-27.

[3]王川.城市軌道交通列車運行圖編制模型和算法研究

[D]西南交通大學，2008：12-13.

[4]高強周.城市軌道交通列車運行圖設計實現與評價

軌道列車范文第4篇

關鍵詞： 板式軌道 ，不均勻沉降 ，加速度

Abstract: the finite element method, to train through the uneven settlement area, the body of the acceleration of the conditions changing transient analysis, this paper expounds the quantity of uneven settlement with the settlement of long string, settlement amplitude and train the change rule of through the speed.

Keywords: plate track, the uneven settlement, acceleration

中圖分類號：U213.1文獻標識碼：A文章編號：

0 前言：

A型板式軌道通常鋪設在高架橋上和隧道內基礎板上的一種結構型式，而鋪設在路基上并不常見[1]，由于路基的承載能力相對較低，又對動載荷以及各種侵蝕作用反應較為敏感，特別是受工后沉降的影響，零沉降幾乎是不可能實現的。路基不均勻沉降的發生會使軌道結構的平順性降低，在列車高速通過時會造成較大的震動，影響旅客的乘坐舒適性。故而對不均勻沉降地段板式無砟軌道的工作狀態進行模擬，了解不均勻沉降的沉降弦長、沉降幅值和行車速度之間的關系，進而確定影響旅客舒適度的最大沉降幅值限值對于保證高速列車乘客的舒適性具有重要意義。

1 模型的建立：

本文采用有限元的方法進行分析，建立車體——軌道垂向耦合模型，通過板殼單元，阻尼彈簧以及質量單元的組合對軌道結構和車體進行模擬并做瞬態分析[2]。

鋼軌是聯系車體系統與軌道系統的中間結構，因此合理選取鋼軌模型對本文的研究具有重要意義。Timoshenko梁模型引入了梁的旋轉慣性，考慮了鋼軌的剪切應變，其剪切應變參數可以與實測參量進行比較，從而使梁的受力計算變得完整，故本文選用Timoshenko梁模型來模擬鋼軌。

鋼軌扣件在實際應用中起到固定和提供足夠的軌道彈性的作用。在本文瞬態分析模型中，只分析車體的垂向振動。具有一維拉伸和壓縮阻尼單元combin14完全符合模型的要求，故對扣件的模擬采用combin14彈簧阻尼單元。

軌道板、底座板和砂漿層的結構組成對整個系統的振動具有重要意義，因為瞬態實體分析耗費計算機的資源太大。所以本模型采用shell181單元軌道結構各層進行模擬，此單元的多層殼結構正好可以模擬軌道結構的層狀特征。

客車是由車體、轉向架構架、輪對以及一、二系懸掛彈簧所組成。聯系轉向架和車輪之間的彈簧稱為一系懸掛，聯系車體和轉向架之間的彈簧稱為二系懸掛。在軌道結構振動分析中，車輛視為具有一系、二系懸掛的由車體、轉向架構架及輪對組成的空間剛體系統，不考慮車體、轉向架構架及輪對的彈性變形，并假設車體前后左右對稱，轉向架構架左右對稱，懸掛系統中阻尼視為線性。車輛的振動會通過轉向架、車體等部件傳至另一輪對，從而實現對鄰輪的影響，因此車輛排除半車模型和單輪對模型而采用整車模型。考慮到只作輪軌垂向振動分析，在不影響垂向力傳遞的前提下，車體和轉向架構架可以采用梁體單元beam188進行簡化計算。一二系懸掛均采用彈簧阻尼單元combin14加以模擬。

車輪與下部軌道結構的垂向聯系也可視為一彈性聯系，由于輪軌間的彈性聯系是通過鋼軌和車輪間的壓縮實現的，當輪軌相互脫離時，輪軌力為零。赫茲彈簧的這種特殊屬性使其適合用非線性彈簧combin39來模擬，通過設置該彈簧的應力應變曲線可以實現單壓的特性，而赫茲彈簧的阻尼則需要用combin14號線性彈簧來模擬，線性彈簧的剛度設置為極小值。

路基采用combin39號彈簧模擬，通過設置實常數使彈簧單元只能承受壓力[3]。

2結果分析：

由圖2.1圖2.8可以看出車體垂向加速度的半幅值響應隨著沉降地段弦長、最大沉降深度、以及列車的通過速度而變化。

文中僅列出了140km/h和300km/h的波形圖作為對比，中間速度的波形圖與這兩個速度的相似。

圖2.1～圖2.8所顯示的是不同沉降弦長和不同速度時車體振動響應的波形曲線。從車體振動響應峰值的數目來看：10m弦長的沉降使車體產生四個響應峰值，20米弦長的三個，而40m弦長的則有兩個響應峰值。實際上峰值的多少并不是取決于不均勻沉降弦長，而是取決于車體的自振頻率和由輪軌處向車體系統輸入的激振頻率。之所以出現圖中所顯示的沉降弦長與波峰數目對應關系是因為不均勻沉降弦長在車速一定的情況下可以影響由鋼軌向車輪輸入激振的頻率。從車體垂向振動的響應時間來看，車體對較短弦長的不均勻沉降響應的垂向振動峰值較多，響應的時間卻短，也就是說每次經過小弦長的不均勻沉降地段時，車體會相對于較長的不均勻沉降弦長在更短的時間內，上下振動更多的次數，這很不利于提高乘客的舒適性。所以短弦長的不均勻沉降幅值限值往往比長弦長的要小。

從圖2.10～2.12所示的不同弦長沉降車體加速度響應最值圖可以看：速度越小，加速度最值曲線隨著沉降幅值上升的越平緩，從而滿足旅客乘坐舒適性的不均勻沉降幅值限值也越大；弦長越小的沉降，在相同沉降幅值與列車運行速度下引起的車體垂向振動加速度響應相對與弦長較長的沉降要大。

3 總結：

車體的垂向加速度響應與沉降弦長、沉降幅值和列車通過速度有關；車體的垂向振動加速度響應隨著沉降幅值的增大而近似線性增大；相同沉降幅值和通過速率的情況下，弦長小的不均勻沉降會引起幅值較大且峰值較多的垂向振動，振動響應時間也相對較短。

由以上分析可以得出如下表所示的滿足乘客乘坐舒適度的不均勻沉降地段沉降幅值限值表。

滿足乘客舒適度的不均勻沉降地段沉降幅值限值表（mm）

由上表可以看出滿足乘客舒適度的不均勻沉降地段沉降幅值限值的規律為：

1、總體來講，行車速度越快限值越小；不均勻沉降弦長越大限值越大。

所以在已經發生較大不均勻沉降的地段，列車可以采取減速通過的辦法；而在養護維修作業中，應該著重注意較小弦長的不均勻沉降。

2、速度較低的時候弦長不同的沉降允許限值相差較大；而速度較高時限值隨著沉降弦長增大的不明顯。

參 考 文 獻

[1]王其昌，高速鐵路土木工程，西南交通大學出版社。1998

[2][ 梁波 蔡英 朱東生 車-路垂向耦合系統的動力分析鐵道學報 第22卷第五期 2000

[3]陳震 高速鐵路路基動力響應研究 中國科學院 2006.5

附

作者簡介

劉茹冰,1977－，男，漢

軌道列車范文第5篇

【關鍵詞】 列車編組 車輛結構型式 客流預測 載客能力 行車間隔

1線路概況

1.1線路走向

廣州市軌道交通三號線(以下簡稱：三號線)是貫通廣州市南北的快速交通主干線，為國內第一條設計最高運營速度為120km／h的決線線路，線路全長35．86KM，呈“Y”型線路，分為廣州東站主線和天河客運站支線(如圖1)。正線沿線經過天河中心區、珠江新城、海珠中心區城市繁華區域，瀝窖新客港、番禺大石、番禺區橋待發展的市郊區域。支線沿線經過五山高校區、崗頂、天河金融區人口密集的區域。在列車編組方式上，要求從整體線路規劃出發，滿足初近遠期規劃客流預測的需求。

圖1 線路走向圖

1.2客流預測

三號線早高峰小時單向最大斷面客流在線路的中部，為了適應初近遠期客流量逐步增長的需求，降低初期建造與運營成本，列車編組應滿足不同規劃年份的客流預測需求，具有靈活編組與解編的功能。三號線高峰小時單向最大斷面客流預測如表1歷示。

2列車編組方式

2.1載客量與列車編組節數的關系

高峰小時單向最大斷面客流量是決定車輛載客量大小的決定因素。根據三號線客流預測數據，按不同的發車間隔90s、105 s、120s、150s計算，每列車定員載客量按照站立人數為6 人／平方米計算。高峰小時單向最大斷面客流情況下的每列車需要滿足的最小載客量要求如表2所示。

表2 每列車滿足的暈小載客量需求

2．2 編組節數的選擇

遠期客流量預測是列車編組長度計算的依據。表3根據“A”、“B”兩種結構型式車輛，計算分析了經過比選后的三種座位布置初步方案下，滿足表2列車最小載客量需求的列車編組節數的要求。

表3 列車編組節數選擇方案

由于遠期4節編組要求車站長度較短，不利于客流組織，且90s的行車間隔將會對信號系統提出較高的要求；7—8節編組要求較長的車站長度，增大土建施工造價，且150s的行車間隔將會降低運營服務水平。因此，遠期5—6節編組為可選的方案。又由于5節編組存在車輛動力配置與初近遠期編組不靈活的缺點，故遠期6節編組為最適合的編組方式。從表3可以優選出兩種方案。

(1)采用“A”型車，行車間隔為120s，初期3節編組載客量為774人，近期5節編組載客量為1 290人，遠期6節編組載客量為1 548人。

(2)采用“B”型車，行車間隔為105s，初期3節編組載客量為690人，近期5節編組載客量為1 150人，遠期6節編組載客量為1 380人。

這兩種方案在初近遠期的列車編組節數均分SrJ為3節、5節和6節。為了滿足將來運營編組解編操作方便及與站臺屏蔽門系統的對應關系，不考慮近期5節編組的情況，采用初期列車編組為3節，近遠期為6節的方案，且帶司機室與不帶司機室的車輛車鉤連接面之間的距離相等。

2．3 列車編組實現形式的選擇

三號線列車編組以初期3節，近遠期6節為與客流預測數據及便于運營組織的最佳組合方式；在實現形式上以下兩種方案是不可取的：

(1)初期3節編組，近遠期插人新車擴編成6節編組。這種方案在技術上雖然可行，但由于車輛

設備技術進步的因素，以及新舊車混合編組對運營和維修不利的原因，在實際操作上是不可能實現的。

(2)初期3節編組，近遠期重新組合逐漸增加為4、5、6節編組。這種方案雖然最能適應客流量

逐漸增加的需求，但由于地鐵車輛的設備是分布在—組車輛內而形成一組動車組。重新組合車輛必須滿足形成動車組的前提，逐漸增加是較難實現的。

因此，可得出結論：三號錢在初近遠期列車編組實現形式上，采用初期3節，近遠期對接成6節，即初期為＝A+B+A＝，近遠期為＝A+B+A＝A+B+A=的對稱形式。同時，在近遠期對接的6節編組列車在低峰期可拆編為3節編組，重新購置的6節編組列車則為非對接固定編組形式，即＝A+B+A-A+B+A＝的編組形式。(＝為全自動車鉤、-為半自動車鉤、+為半永久牽引桿)

2.4車輛結構型式的選擇

目前國內地鐵車輛有兩種結構形式，即長為22m，寬為3m的“A”型車，及長為19m，寬為2．8m的“B”型車。在車休結構大小僅與載客量有密切的關系，不會影響到功能的發揮。因此，在滿足客流需求的基礎上，“A”型車與“B”型車均可考慮采用。但針對三號線而言，有以下幾方面的差異。

(1)軸重的取值。與廣州地鐵一、二號線不同的是，三號線初期采用3節編組方式，采用“A”型車則帶司機室的A車將為配有牽引電機的動車(或半動車)，車輛軸重將會超過規定的16t，而有必要提高車輛整體動力學性能，提高軌道運行條件要求，較大地增大車輛的造價。若采用“B”型車，車輛軸重將在14-15t之間。

(2)車站建筑規模。“A”型車6節編組長為1 400m，“B”型車6節編組長為1 200m。采用“B”型車，車站站臺建筑長度將大大減少，將有效地降低地下車站的建筑難度與土建投資。

(3)隧道限界。廣州地鐵—、二號線盾構隧道直徑為5．4m，采用“A”型車隧道內布置十分緊湊，幾乎沒有可再利用的剩余空隙。三號線最高運行速度提高到120km/h，車輛動態包絡線會有所增加，將對隧道直徑提出增大的要求。采用“B”型車，隨著車體寬度的減小，車輛動態包絡線與“A”型車相比不會增大。

(4)行車阻力。在隧道斷面與一、二號線相同的情況下，車輛最高運行速度增大到120km／h，采用“A”型車運行是的阻塞比增大，隧道內活塞風將會對行車造成較大的阻力，列車能耗增大，采用“B”型車則可以通過車輛橫截面的減少加以抵消。

(5)隧道內溫度。采用“A”型車，在采用屏蔽門的模式下，列車最高運行速度提高到120km/h，隧道內的溫度將有所提高，要達到車廂內一定的適應溫度，對列車空調的制冷能力將提出較高的要求。采用“B”型車，隧道內通風條件將有所改善，隧道溫度可在標準要求的范圍內。

(6)與一、二號線兼容。采用“B”型車，將會增加了廣州地鐵的車型品種數量，特別是機械結構差異將會較大，一些部件不可通用，以后將增大總體維修成本。由于車站站臺邊緣與軌道中心線距離的減小，一、二號線車輛將不能駛入三號線線路。

因此，可得出結論：三號錢選擇采用“B”型結構的車輛。

2．5 座位布置方案

按照以上分析結果，三號錢初期采用三節編組列車，近遠期采用六節編組列車，行車間隔為105s，采用“B”結構的車輛，以車廂內站立人數為6/平方米計算，可以設計出在滿足客流量的需求下的座位布置。

設帶司機室的A車車廂內的客室有效長度為17m，B車為19m，A、B車廂內有效寬度為2．52m。設車廂內電子電氣柜所占的面積與貫通通道處的相等，按一個座位所占面積為0．32m2，設3節編組車輛座位總數為Jo因此，3節編組車輛可站立乘客的面積為：(17+17+19)x2．52-0．32x

3節編組列車的最小載客量為：(133．56-0．3~)x 6+x=672

計算得出3節編組列車座位數量約為140座。由此設計出三種座位的布置方案，如圖2所示

2．6 載客量計算與分析

按照圖2中三種方案的座位布置，每節車輛及一列列車在不同情況下的載客量女D表4比選后，選擇方案二為采用方案。

表4 不同座位布置的載客量

表4所示為站立人數按照67k／m2計算而得出的列車載客能力，而車輛在結構設計上，站立人數是按照9人/平方米計算的，列車實際的載客能力應為按照此計算的結果。表5給出了站立人數按6、7、8、9人/平方米，行車間隔按105秒進行計算，在高峰小時時單向載客量最大通過能力的計算結果。

表5 高峰小時單向最大斷面載客量通過能力計算

從表5中不難看出，按照站立人數為9人/平方米計算出的載客量超過按6人／平方米的客流預測的約40％。在國外，快線列車設計載客量一般比客流量預測富裕10％左占。富裕量過大將會造成車輛設計

載客量過大的長期浪費，解決這一問題的辦法，一是增大行車密度，一是增加座位數量，而控制突發客流下極度超員情況的發生。

3 結論與討論

(1)三號線是一條從繁華城區通往城市郊區的‘陜速線路，既要滿足城區大客流量的需求，又要滿足郊區快捷方便的需要，運營初期采用3節列車編組，近遠期可對接成6節列車編組，實現高密度，小編組的運營方式滿足了三號線線路設置與客流特性的需求。但在一般情況下，除非為專用線路，不宜采用城區與郊區混合貫通的線路設置，在國外一股莊大客流與次要客流交匯處，均采用分線路轉乘的方式。

(2)三號線采用“B”型結構車輛綜合考慮了列車編組、隧道建筑及應用范圍等因素，“B”型

結構車輛是城市郊區線路與中大客運量線路首先考慮的選擇方案。從降低建造投資與節省運營維

修成奉的角度出發，同一座城市不宜采用多種型式的城市軌道交通車輛，大型城市最多不能超過3

種，中型城市最多不能超過2種，但在基本車型基礎上進行適應性改型，而大部分部件通用的方

式是可以的。