高速鐵路線路方案安全性和舒適性評(píng)價(jià)及三維仿真研究.pdf

1、為了豐富選線設(shè)計(jì)方案比選方法，在選線設(shè)計(jì)階段基于安全性和舒適性對(duì)鐵路線路方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而進(jìn)行線路方案的比選和優(yōu)化，使設(shè)計(jì)的線路方案滿足安全性和舒適性要求，提高選線設(shè)計(jì)水平。首先，針對(duì)高速鐵路選線設(shè)計(jì)特點(diǎn)和受力分析特性進(jìn)行牽引計(jì)算得到高速列車運(yùn)行仿真實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)引入到車線動(dòng)力學(xué)響應(yīng)計(jì)算過程，對(duì)全線路或局部進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)振動(dòng)計(jì)算，提高車線動(dòng)力學(xué)模擬與實(shí)際運(yùn)行的切合性，兼顧動(dòng)態(tài)性和實(shí)時(shí)性;然后，根據(jù)安全性和舒適性指標(biāo)分別采用平縱線元分段

2、和時(shí)間分段的方法對(duì)線路方案進(jìn)行舒適性評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行線路方案的比選和優(yōu)化，完成安全性選線和舒適性選線;最后完成系統(tǒng)開發(fā)和集成，與既有的選線設(shè)計(jì)系統(tǒng)無縫銜接，并將該系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)踐生產(chǎn)中。本文的主要研究成果有:
　　1.應(yīng)用列車運(yùn)行仿真技術(shù)，對(duì)指定線路方案進(jìn)行牽引計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了列車在線路方案上仿真運(yùn)行，求解出V-S曲線;并將運(yùn)行仿真結(jié)果引入到車線動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算過程中，建立滿足數(shù)字選線設(shè)計(jì)方案安全性和舒適性實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的車輛-線路耦合

3、動(dòng)力學(xué)理論模型，實(shí)現(xiàn)了線路方案全線列車在線路方案上仿真運(yùn)行的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算，求解出振動(dòng)加速度。
　　2.選取了安全性指標(biāo)（脫軌系數(shù)、輪軌橫向力、輪軌垂向力）和舒適性指標(biāo)(GB5599-85平穩(wěn)性指標(biāo)和UIC513歐洲鐵路聯(lián)盟舒適度值)作為線路方案安全性和舒適性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，并采用按照平面線形分段、縱面線形分段和時(shí)間分段的方式對(duì)線路方案進(jìn)行分段評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了線路方案安全性和舒適性的評(píng)價(jià)。
　　3.提出了采用邊界表示法進(jìn)行鐵路三維

4、建模，將鐵路場(chǎng)景的實(shí)體進(jìn)行了分類，并基于約束Delaunay三角網(wǎng)理論完成鐵路三維整體建模。然后，基于DAG的三維場(chǎng)景組織管理方法，對(duì)復(fù)雜的場(chǎng)景結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類管理、分層組織，實(shí)現(xiàn)了對(duì)場(chǎng)景數(shù)據(jù)的高效組織管理。最后通過場(chǎng)景視相關(guān)簡(jiǎn)化技術(shù)，完成了高速鐵路三維仿真平臺(tái)的搭建。
　　4.基于VS.NET環(huán)境，應(yīng)用ObjectARX2006及Matlab Math Library函數(shù)庫(kù)等開發(fā)了高速鐵路線路方案安全性和舒適性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)應(yīng)