基于ADAMS/Rail的直线电机轨道交通安全性研究

阐述了直线电机轨道交通的技术特点,并就其安全评价体系做了介绍,应用ADAMS/Rail软件分别建立了轮对、构架、悬挂系统、止挡、自导向径向转向架、直线电机以及车体的模型,并考虑轮轨关系组合为直线电机轨道交通的车辆-轨道耦合动力学整体模型,进行了大量的计算仿真。笔者主要以脱轨系数为例进行了动力响应分析,给出考虑了径向转向架和直线电机后的安全评判指标,比较了与径向转向架和未安装直线电机的区别,验证了模型的正确性和有效性。为后续研究直线电机轨道交通车辆-轨道耦合动力学模型提供了理论基础,从而可以进一步从安全性角度研究线路设计参数。为我国今后直线电机轨道交通建设就线路参数对车辆运行安全性的影响研究方面起到理论指导作用。     

地震作用下列车过桥安全性分析

通过建立的地震荷载作用下车桥系统动力响应分析模型,对不同的高速列车在典型地震荷载作用下通过秦沈客运专线上多跨双线简支箱梁桥的全过程进行了仿真分析,对影响地震发生时高速铁路常用跨度简支梁桥动力响应行为和车辆运行安全的主要因素进行了分析和研究,其结果表明增大桥梁结构的阻尼比可有效改善桥梁本身的抗震性能,但对提高列车在地震时过桥的安全性意义不大;地震作用使车体的横向振动加速度以及脱轨系数、轮重减载率和横向轮轨力等各项安全评价指标均随列车速度的提高而增大,因此,在评价地震作用下高速铁路简支梁桥上列车的走行安全性时,必须考虑列车运行速度的影响;给出了确保地震发生时高速列车在桥上安全运行的临界速度限值。     

高速铁路路基面动应力概率特性研究

路基动应力特性在高铁路基设计中非常重要,因此对其进行研究具有一定的意义。通过列车-轨道-路基三维有限元数值方法,计算得到了在京津城际轨道不平顺谱下路基面横向各位置处的动应力。利用概率统计理论,统计得到了3种列车速度下路基面横向各位置处动应力的均值和变异系数;并通过对路基面中心位置处动应力计算结果进行统计分析得到了京津城际轨道不平顺谱下路基动应力的最优概率分布模型。结果表明,在京津城际轨道不平顺谱下,路基面动应力均值沿横向呈现"M"型分布,变异系数沿横向逐渐减小。列车速度对路基动应力均值及变异系数具有一定的放大效应,且路基动应力沿纵向近似服从对数正态分布。     

便梁施工时铁路轨道安全性试验研究

为了保证列车在铁路便梁施工时安全运行,需要对铁路轨道的安全性进行研究。首先要对列车进行3个阶段的测试,即限速阶段、试验车测试阶段、监测阶段,测试每个阶段中钢轨的内、外轨垂直力和横向力;然后计算出脱轨系数和轮重减载率,测试轨头位移,计算出轨距弹性挤开量。根据试验结果,对行车安全进行评估,同时全过程监控行车安全,为以后铁路便梁施工时提高列车限速、保证列车行车安全提供重要技术参数,具有重要意义。     

小半径曲线地段车轮多边形对地铁安全性影响

车轮多边形是列车车轮常见病害之一,威胁列车运行安全。为提高地铁列车在小半径曲线地段的安全运行水平,研究小半径曲线地段车轮多边形对列车安全性的影响。首先,基于多体动力学仿真方法,建立车-轨多体动力学模型;然后,采用脱轨系数和轮重减载率作为评判指标,分析不同波深和阶数作用下列车运行的安全性,并提出各阶车轮多边形对应的波深安全线。结果表明:随着波深的增加,地铁列车安全性指标线性增加;随着阶数的增加,列车安全性指标先增大后减少;当车轮多边形阶数位于6时,车轮安全指标达到最大。     

2008年1-12月全国发生死亡10人以上重大、特大事故点评回放

4月28日4时41分左右,胶济铁路山东淄博周村段发生列车相撞特别重大交通事故。由北京开往青岛的下行T195次旅客列车（编组17辆）,运行至山东省境内胶济铁路（济南至青岛）周村站至王村站间K289＋940米处时（山东省淄博市境内）,发生列车脱轨事故,机车后第9至17位车辆脱轨,其中尾部车辆侵入上行线,与上行线由烟台开往徐州的5034次旅客列车（编组19辆）碰撞,造成5034次列车机车及机车后第1至5位车辆脱轨。     

车桥耦合下D型施工便梁结构安全性研究

为保障施工安全和列车行车安全,以某市政隧道下穿13股道繁忙铁路工程为例,建立安全监测系统获取实测数据,再构建车桥耦合动力学模型。通过实测数据和模拟数据研究多种工况耦合下的便梁结构安全和列车行车安全情况。结果表明：车桥耦合模型具有一定的可靠性,轨道不平顺对结构安全性以及行车安全性影响较大,轮重减载率随车速的增加而增大;列车通过曲线段时腹板应力增大,便梁结构稳定性降低,轮重减载率增大;温度附加变形对结构安全性的影响程度较小,但温度应力不容忽视。在施工期间进行轨道平顺性测量,以适当车速通过D型施工便梁保证行车安全性,按要求布置斜杆及限位装置以保证结构稳定性。     

单元板式轨道扣件刚度突变对行车安全性的影响分析

为研究单元板式无砟轨道扣件刚度整体及局部突变对行车安全的影响,指导扣件系统的养护维修,利用有限元方法和轮轨耦合系统动力学原理,建立车辆-轨道-路基系统垂向耦合动力学模型。研究扣件系统整体刚度突变和局部刚度突变对列车的振动特性和轮轨垂向作用力的影响规律。结果表明:扣件刚度从20 kN/mm增加到80 kN/mm时,轮对和转向架的振动加速度分别增加40.1%和28.2%,轮轨垂向力增加28.4%,车体变化不大;当局部扣件刚度突变时,车体、轮对、转向架的振动加速度和轮轨垂向力均较基本刚度(50 kN/mm)有所增大。扣件刚度整体突变以及局部突变均会对列车振动特性和轮轨垂向作用力产生不利的影响,建议及时对扣件系统进行养护检修,以保证行车的平稳性和安全性。     

广州轨道交通三号线高速行驶条件下对安全限界的影响研究

给出了轨道交通车辆横向偏移量的计算方法 ,并应用列车 -线路动力耦合模型 ,分析了广州地铁三号线的安全限界变化问题。确定了当前按 80km/h行车速度设计的建筑限界能满足 13 0km/h行车速度的要求 ,限界尺寸不需改动可保证列车运行安全平稳     

高速铁路轨道的安全管理

高速铁路的轨道结构要求具有高平顺性。为使轨道结构的平顺性持久、稳定 ,需要在设计、施工、管理各个环节进行严格控制。国外高速铁路的运营经验表明 ,轨道的安全管理在实现高速行车时 ,起着巨大的技术保障作用。笔者在分析高速铁路轨道结构的平顺性特征基础上 ,讨论了轨道不平顺管理、列车振动加速度管理、钢轨踏面及伤损管理、无缝线路管理等方面的问题 ,并提出了改进新思路 ,即应建立异常情况下的处理机制。     

地铁运营系统危险有害因素辨识分析

地铁系统发生事故,后果不堪设想。笔者在对国内外63起地铁典型事故分析的基础上,确定了地铁火灾、列车脱轨、拥挤踩踏、中毒窒息、列车撞车等危险有害因素,并对影响事故的后果严重度和发生频率进行了分析,给出了危险度计算查阅赋值表,从而确定了影响地铁运营的危险度,作出了量化分级,同时对可能导致事故的危险有害因素进行了分析,并对危险有害因素的防治对策进行了探讨。     

列车脱轨事后安全防范措施

脱轨事故是发生率最高的铁路行车事故,严重威胁行车安全,对人员和财产造成极大危害,事故发生后采取必要的技术和管理措施是防范脱轨再次发生的重要举措。笔者对脱轨事故进行分类,归纳脱轨主要原因;针对金华东站驼峰惯性脱轨事故进行调查、整治,并取得有效可行的脱轨防范措施和成功的经验;再综合考虑铁路车务、机务、电务、工务部门的管理对脱轨的影响;提出了脱轨事故事后从技术、管理角度应对的安全防范措施和方法,从而保证铁路运输安全。     

基于安全性目标的车辆维护周期数学模型研究

本研究旨在建立一个相应于不同的给定的行驶安全性的车辆最优维护周期数学模型，同时，利用汽车制动系、转向系等系统或装置的运行故障分布参数，求出了不同安全性水平下该数学模型的解。还依据原始数据，给出了同样基于行驶安全性目标的汽车维护周期允许上限。本研究结果可用于指导汽车维护工作，而且对保证或提高在用车辆的行驶安全性具有重要的作用     

Fatal crash between a car operating with automated control systems and a tractor-semitrailer truck

Abstract

Objective: The objective of this investigation was to evaluate the interaction between an SAE level 2 automated vehicle and the driver, including the limitations imposed by the vehicle on the driver.

Methods: A case study of the first fatal crash involving a vehicle operating with an automated control system was performed using scene evidence, vehicle damage, and recorded data available from the vehicle, and information from both drivers, including experience, phone records, computer systems, and medical information, was reviewed.

Results: System performance data downloaded from the car indicated that the driver was operating it using the Traffic-Aware Cruise Control and Autosteer lane-keeping systems, which are automated vehicle control systems within Tesla’s Autopilot suite. As the car crested the hill, a tractor trailer began its left turn onto a crossing roadway. Although reconstruction of the crash determined that there was sufficient sight distance for both drivers to see each other and take action, neither responded to the circumstances leading to the collision. Further, based on the speeds of the vehicles and simulations of the truck’s path, the car driver had at least 10.4?s to detect the truck and take evasive action. Neither the car driver nor the Autopilot system changed the vehicle’s velocity.

?At the time of the crash, the system performance data indicated that the last driver interaction with the system was 1?min 51?s prior when the cruise control speed was set to 74?mph. The driver was operating the vehicle using the Autopilot system for 37 of the 41?min in the last trip. During this period, the vehicle detected the driver’s hands on the steering wheel for a total of 25?s; each time his hands were detected on the wheel was preceded by a visual alert or auditory warning.

Conclusions: The National Transportation Safety Board (NTSB) determined that the probable cause of the Williston, Florida, crash was the truck driver’s failure to yield the right of way to the car, combined with the car driver’s inattention due to overreliance on vehicle automation, which resulted in the car driver’s lack of reaction to the presence of the truck. Contributing to the car driver’s overreliance on the vehicle automation was the car’s operational design, which permitted the driver’s prolonged disengagement from the driving task and his use of the automation in ways inconsistent with guidance and warnings from the manufacturer.     

雾霾时车辆尾气排放对驾驶员能见度的影响

针对北京道路车辆尾气排放对雾霾时驾驶员道路能见度的影响问题,建立了雾霾时车辆尾气排放与驾驶员道路能见度关系模型。该模型以车辆为单元建立车辆尾气排放元胞,考虑了车辆尾气排放后的污染物物理和化学变化,并以车道中的尾气排放位置截面及截面单元、交叉口处的尾气排放位置区间为模型单元。为验证该模型,于2016年10月-2017年2月和2017年10月-2018年2月,在北京地区部分路网检测了驾驶员道路能见度等数据,并统计了各时段驾驶员道路能见度的分布情况。对建立的关系模型进行仿真,结果表明,该关系模型的仿真结果与实际检测数据的误差占比平均值小于4. 98%,验证了该关系模型用于描述北京市道路车辆尾气排放对雾霾时驾驶员道路能见度影响的有效性。     

起重机械轨道清扫器的失效形式分析与优化

轨道清扫器是起重机械上重要的安全防护装置之一.对于桥、门式起重机而言,因其轨道附近堆积物料复杂,轨道清扫器的设置与工作状况往往直接影响整机的安全.本文笔者探讨了传统轨道清扫器形式及其失效模式,自主研发的新型起重机械轨道清扫器能够很好的起到轨道清扫和避免运行车轮脱轨等危险事故地发生,保证了起重机械使用过程中运行的可靠性和...     

考虑驾驶员反应时间的车辆碰撞预警模型

为了保证车辆在行驶过程中的安全性,提出了一种考虑驾驶员反应时间的车辆碰撞预警模型,改进了传统模型中驾驶员反应时间定值化的缺点。首先,依据车辆的制动过程分析了驾驶员反应时间对制动距离的影响。其次,设计驾驶员反应时间的模糊推理算法,选取驾龄、疲劳强度和应变能力3个主要因素作为评价指标来计算反应时间。最后,采用分等级的预警策略建立考虑驾驶员反应时间的碰撞预警模型,并通过Carsim-Matlab/Simulink联合仿真与传统模型进行对比分析。结果表明,设计的预警模型可以对不同类型的驾驶员进行差异化碰撞预警,在30 km/h和80 km/h两种车速下实际停车距离与理论值的最大误差为8%。