轨道列车
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轨道列车范文第1篇
关键词: 城市轨道交通， 列车定位， 轨道电路， 编码里程仪， 裂缝波导， 扩频通信
1 引 言
随着城市人口的不断增加， 城市交通问题日益突出。地铁、轻轨具备客运量大、污染少等特点， 是解决大中城市交通问题的首选方案。由于轨道交通列车运行密度高、车站间距近、安全性要求高， 列车自动控制系统及列车本身需要实时了解列车在线路中的精确位置， 分布于轨旁及列车上的列车自动控制系统根据线路中列车的相对位置实时、动态地对每一列车进行监督、控制、调度及安全防护， 在保证列车运行安全的前提下， 最大限度地提高系统的效率， 为乘客提供最佳的服务。
实时、精确地确定列车在线路中的位置是保证安全、发挥效率、提供最佳服务的前提。列车自动控制系统利用轨旁及车载设备对列车进行实时的跟踪。轨旁定位主要采用轨道电路、信标、电缆环线、裂缝波导、扩频电台等技术手段， 列车自身的定位可依赖于安装在轮轴上的编码里程仪实现， 通过车地之间的信息传输通道， 实现轨旁与列车之间实时的信息交换， 实时控制列车在线路中的运行。
2 轨旁定位技术
2. 1 利用轨道电路的定位技术
2. 1. 1 轨道电路的定位原理
轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体， 并用引接线连接信号发送、接收设备所构成的电气回路。轨道电路有机械绝缘和电气绝缘两种类型。采用机械绝缘的轨道电路， 需切断钢轨， 安装轨道绝缘节， 这对使用长钢轨线路妨碍很大， 不仅需经常维修， 还降低了安全性。采用电气绝缘， 则无需切断钢轨， 目前城市轨道交通系统中， 普遍采用“S 棒”进行电气隔离的数字音频轨道电路。数字音频轨道电路的原理图如图1 所示。
图1 数字音频轨道电路原理图
数字轨道电路中， 全部有源器件都集中在控制室内， 室外设备仅包括由电容、线圈等组成的调谐盒及轨间的S 型联接导线。调谐盒中有发射与接收线圈。数字轨道电路的发射单元以差分模式向另一端通过铁轨传输一个调制信号， 在轨道电路的另一端提取这个信号。接收的信息和传送的信息经逐位比较确认相同时， 完成对接收信息的验证， 判断钢轨和轨道电路的工作状态。当轨道电路内有车占用时， 由于列车车轴的分路作用， 接收端检测出信号电平的变化， 从而判断出有车到达该轨道电路。
2. 1. 2 利用轨道电路确定列车在线路中的位置
图2 为利用轨道电路确定列车在线路中位置的原理图。在线路设计时， 根据用户对列车运行密度的要求， 将整个线路用S 棒分割成若干个轨道区段， 并对所有轨道区段进行统一编号。对线路地形及线路设备进行数字化描述后形成线路地图， 贮存在轨旁和?或车载计算机中。为了防止相邻轨道电路音频信号的串扰， 同时也为了准确判断列车越过轨道电路连界， 相邻数字轨道电路采用不同的载频。列车在线路中运行时， 其所在的轨道电路会给出占用指示， 对轨道电路占用状态的连续跟踪， 也就实现了对列车在线路中所处位置的连续跟踪。
图2 利用轨道电路确定列车在线路中的位置为了保证安全， 轨道电路任何形式的故障都表示为“ 有车占用”， 为了避免错误的跟踪， 系统对轨道电路的“ 连续占用”与“ 顺序出清”进行逻辑判断， 保证列车跟踪的可靠性和安全性。利用数字轨道电路对列车进行定位是目前城市轨道交通系统中应用最为普遍的技术手段。
2. 2 信标定位
信标是安装在线路沿线反映线路绝对位置的物理标志。信标分有源信标和无源信标两种， 有源信标可以实现车地的双向通信， 无源信标类似于非接触式IC 卡， 在列车经过信标所在位置时， 车载天线发射的电磁波激励信标工作， 并传递绝对位置信息给列车。
城市轨道交通系统中所使用的信标大部分为无源信标， 安装在轨道沿线。信标的作用是为列车提供精确的绝对位置参考点(也可以提供线路的坡度、弯度等其它信息)。由于信标提供的位置精度很高， 达厘米量级， 常用信标作为修正列车实际运行距离的手段。采用信标定位技术的信息传递是间断的， 即当列车从一个信息点获得地面信息后， 要到下一个信息点才能更新信息， 若其间地面情况发生变化， 就无法立即将变化的信息实时传递给列车， 因此， 信标定位技术往往作为其它定位技术的补充手段。
2. 3 裂缝波导定位技术
采用裂缝波导作为列车信息传输的原理框图见图3， 列车定位原理图如图4 所示。裂缝波导是52. 5mm ×105mm ×2mm 中空的铝质矩形方管， 在其顶部每隔60mm 开有窄缝， 采用2. 715GH z 的连续波频率通过裂缝耦合出不均匀的场强， 对连续波的场强进行采集和处理， 并通过计数器确定列车经过的裂缝数， 从而计算出列车走行的距离， 确定列车在线路中的位置。
裂缝波导除了传输用于裂缝计数的2. 715GH z 的连续波频率外， 主要用于车地信息交换的传输通道， 车地通信的载频范围为2. 4～ 2. 4853GH z， 该频段内的微波信号沿波导均匀辐射。
图3 裂缝波导信息传输原理图
图4 裂缝波导定位原理
转贴于 2. 4 电缆环线定位技术在整个轨道线路沿线铺设电缆环线， 电缆环线位
于轨道中间， 每隔一定的距离交叉一次。列车经过每个电子工程师电子技术应用
图5 利用电缆环线对列车定位的原理图电缆交叉点时通过车载设备检测环线内信号的相位变化(相位变化原理见图6)。并对相位变化的次数进行计数， 从而确定列车运行的距离， 达到对列车定位的目的。
图6 环线交叉点相位变化原理
2. 5 无线扩频通信定位技术
利用无线扩展频谱通信技术确定列车在线路中的位置借鉴了军用定位技术。利用车站、轨旁和列车上的扩频电台; 一方面通过这些电台在列车与轨旁控制室之间传递安全信息， 另一方面也利用它们对列车进行定位。轨旁电台的位置是固定不变的， 并经过精确测量。所有的电台都由同步时钟精确同步。轨旁计算机或车载计算机利用不同电台传输信息的时间延时可以精确计算出列车的位置。
图7 AA TC 系统框图图7 为基于无线扩频通信的列车定位系统原理图。
由分布的电台构成无线通信网， 多数情况下， 站间可以被无线电可靠地覆盖， 而且有冗余。这种冗余是一种自愈式的结构， 当其中一个电台故障时， 系统可以重新组织， 并自动报告故障电台位置或编号， 不会影响通信和对列车的控制。通常一个电台的信息会有两个甚至三个电台接收， 扩展频谱技术最初是为军事应用设计的， 具备在恶劣电磁环境下可靠传输的能力。每隔0. 5s 可对每辆列车的位置进行检测， 对列车定位的精度可达±5m。
3 车载列车定位技术
车载定位设备主要采用安全型编码里程计。编码里程计通过编码盘与轮轴耦合， 驱动一个或多个装在编码盘四周的光电传感器。这些传感器产生一个和速度成比例的脉冲序列， 车载设备通过采样电路得到列车运行的速度和距离。图8 是编码里程仪测距原理图。
图8 编码里程仪测距原理
列车车轮运动一周， 编码里程计输出64 个或128 个脉冲。列车车轮运动一周， 编码里程计输出的脉冲数越多， 测速和?或测距精度越高。
列车运动速度= 单位时间内编码里程计输出的脉冲数× (Π5 编码里程计每周输出的脉冲数) 列车运动距离= 编码里程计输出的脉冲数× (Π5 编码里程计每周输出的脉冲数) 式中5 为列车车轮的直径。由于列车周而复始地运动， 车轮轮径不断磨损， 目前城市轨道交通系统中允许列车车轮的轮径范围为840mm～ 770mm ， 因此(是个变量， 要定期或不定期地进行修正。
利用车载编码里程计确定列车运行的距离还需要考虑列车运动过程中车轮的空转和打滑。实际工程应用中， 可以采用信标、轨道电路分界点、电缆环线等手段传送给列车绝对位置标识， 这些标识在线路中的位置是固定不变的， 并经过精确测量。车载设备接收到这些标识后， 对车载里程计的测距误差进行修正。通常车载里程计只给出列车对应地面某个标识的相对距离， 保证列车在线路中运行时， 车载定位设备的距离测量不会有大的积累误差。
4 结束语
利用各种技术手段确定列车在线路中的位置、对列车进行精确定位的目的是对线路中所有的列车进行统一管理， 确保各列车之间安全运行的最小间隔， 保证列车运行的安全; 同时， 通过统一的调度和管理， 保证线路中运营列车的均匀分布。本文介绍的各种定位技术在城市轨道系统中均有成功应用的实例， 具体系统中采用何种定位技术， 取决于对线路运输能力的要求。通常， 城市轨道交通系统中需要综合运用多种定位技术。如广州地铁一号线， 正线上采用数字轨道电路， 车站加装精确同步环线， 利用车载编码里程仪经过轨道电路和环线的同步后的距离数据， 实现列车的自动驾驶。
除了本文介绍的各种列车定位方法， 还有其它各种列车定位技术， 如采用雷达测速、测距的定位方法， 采用计轴设备确定列车位置的技术， 大铁路上还可以采用GPS 、GM S2R 等技术对列车进行定位， GSM 2R 是国际铁路联盟(U IC) 和欧洲电信标准协会(ET S I) 为欧洲新一代铁路开发的无线移动通信技术标准。随着计算机技术和通信技术的发展， 相信将有越来越多技术含量更高的先进列车定位技术问世。
参 考 文 献
1 吴汶麒主编. 城市轨道交通信号与通信系统. 中国铁道出版社， 1999
轨道列车范文第2篇
关键词：驾驶室 教导员 三维仿真 计算机
1 概述
列车驾驶模拟器是一个集教学、训练、考核为一体的实时仿真系统，满足城轨列车仿真培训的需求。系统以影像、图形图像、声音以及可沉浸其中的虚拟现实场景（三维）、模拟仿真设备为手段，逼真地实现列车操纵界面、操作显示设备、控制逻辑以及线路场景。系统的所有电气、电子、机械、气动系统的逻辑、关联关系与真实情况一致，可以全面、真实地模拟列车在各种运行环境下的运行状况、操纵特性、突发事件和列车事故。能够完成城市轨道驾驶员的演练、教学指导、教学管理和考核等功能。
2 系统设备构成
列车驾驶模拟器系统架构主要包含下列单元：
a 一套内部完全按照真实列车的布局、样式进行设计制造，配有功能完整的操作台的全尺寸驾驶室实体模型，即仿真驾驶室系统；
b 一个有计算机控制的视频系统，可显示前方的轨道，与驾驶员的控制连接，并有所有相关的音效轨道视效的视频仿真系统。
c 用于输入信息和监控驾驶员动作，并带有记录和打印设备的教导员控制台。
3 系统功能
3.1 仿真驾驶室系统
模拟驾驶室内部为车组驾驶室内部的全尺寸复制品，所模拟的驾驶室配备摄像机，通过摄像机可看到驾驶员控制动作配备驾驶仿真器司机室视频闭路监控系统，用于监视培训、考核过程。
3.2视频仿真系统
3.2.1 前向视频仿真系统
前向视频仿真系统由高清三通道环形幕布、图形工作站、三通道投影机及数字图形融合矫正机组成，提供用户所选线路的全程线路的显示。能为用户提供水平125°，垂直32°的视角画面（见图3）。
3.2.2 站台视频仿真系统
站台监视、停车标画面与仿真主计算机数据同步，制造商设计的站台视频仿真系统能够真实地实现人员的上下车仿真。
3.2.3 音效仿真系统
・具备5声道以上的声音系统
音效仿真系统采用5.1声道环绕声制式。通过音效仿真系统能够实时、准确的产生列车在运行过程中所具有的内部、外部的环境音效。可实现声音全向三维定位特性和三维实时跟踪特性。
・根据列车运行情况，能够模拟真实列车操纵与运行过程真实声音环境的模拟，产生相应的全部模拟音响。
a 列车外部声音：
列车行进时的轨道声；鸣笛声；过道岔的轨道声；制动声；在与障碍物的撞击声；站台噪声；雷声；暴雨声；台风声等；
b 列车内部声音；
列车机械、电气动作声源。如电器吸合、断开声音；设备的机械噪声；空压机启动、运行、关机的声音；空气制动系统产生的各种气动声音等。
3.3 教导员控制台系统
3.3.1 教员控制台是模拟驾驶系统教员的工作场所，教员通过教员控制成对模拟驾驶系统的日常维护与管理、课程或考核内容的编制与维护、对模拟驾驶训练/考核过程的监控、以及对观摩学员的讲解与指导等。
3.3.2 教员控制台配置控制和监视设备，这些设备包括：
a 教员控制计算机：运行教员软件，教员通过该软件实现对系统的控制；
b 驾驶室CCTV监视器：与模拟器司机室内的低照度摄像头相连，便于教员观察模拟器司机室内的情况以及受训司机在操作及故障处理过程中的表现；
c硬盘录像计算机：对驾驶室CCTV的监视内容加以记录；
d 列车车辆显示屏、车载信号显示屏、客室CCTV显示屏：便于教员了解当前列车模拟运行的状态；在培训/考核过程回放时，列车车辆显示屏、车载信号显示屏、客室CCTV显示屏可模拟受训过程中模拟器司机操纵台上对应的列车车辆显示屏、车载信号显示屏、客室CCTV显示屏的内容，便于教员分析或给观摩者讲解；
e 模拟器主控画面监视器：向教员提供了模拟器主控计算机的运行画面，其内容包括列车的运行曲线、列车运行状态等；
f 视景监视器：向教员提供模拟器的前向视景画面，该画面与模拟器司机室内的前向视景相同且同步；
g 故障处理模拟显示器：向教员提供模拟器的故障处理模拟屏画面，该画面与模拟器司机室内的故障模拟屏相同且同步；
h 通讯设备：提供教员对模拟器司机室的通讯以及对观摩台观摩学员的通讯。
i 打印机：打印内容包括：列车运行曲线、培训/考核和打分记录、故障信息等。
3.3.3 记录分析评判系统
模拟驾驶完成后，由系统自动完成并自动评分，它将记录在硬盘的过程数据进行分析，从这些数据中分析出操纵行为的特征，而操纵行为的好坏、对应的扣分值则提供一套评判接口给使用单位，由使用单位判断操纵行为的合理性。它分析的行为包括常规的列车驾驶操作规程与步骤、故障处理分析能力。在分析学员对故障的处理时，计算机算出故障处理所花时间、故障处理行为，而评分系统根据使用单位定义的规则给出分数。
4 总结
列车驾驶模拟器系统能够满足城市轨道驾驶员的演练、教学指导、教学管理和考核的功能，在实际中的应用趋于完善成熟，但考虑轨道交通地铁车辆“以人文本”的设计理念，本着舒适、高效、逼真的原则，列车驾驶模拟系统的设计还需要与时俱进、不断地提高。
轨道列车范文第3篇
关键词：城市轨道交通；列车运行图；编制方法；列车区间；折返时间；行车间隔
中图分类号：U239 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0143-03
我国城市轨道交通的网络建设的速度正在不断加快。城市交通系统的建设是为了给乘客提供高质量的出行服务。而列车运行图作为列车运行的计划指导，它不仅是轨道交通系统各部门协同工作、维系列车和乘客秩序的保证，也在列车运输安全、快速、准确性等各方面起到了重要作用。尤其在运行环境复杂、线路客流波动较大的城市中，城市轨道交通列车运行图的正确编制和实现方法对于提高城市交通质量和保证城市交通安全具有重要的现实意义。本文以某地铁线路的编制为例，详细介绍了列车运行图的编制方法和编制技巧，为城市轨道交通列车运行图的编制提供了理论指导。
1 列车运行图
1.1 列车运行图概述
列车运行图是运用坐标原理来表示列车在铁路各区间的运行时刻以及在各车站停车和通过时刻的线条图，是铁路运输工作的综合计划和行车组织的基础，是协调铁路各部门和单位按一定程序进行活动的工具。它规定各车次列车占用区间的程序，列车在每个车站的到达和出发（或通过）时刻，列车在区间的运行时间，列车在车站的停站时间以及机车交路、列车重量和长度等。它是列车安全、正点运行和有效组织交通运输工作的综合性生产计划，是全路组织列车运行的基础。
1.2 列车运行图基本要素
列车运行图的编制必须遵守严格的时间标准和具备一些基础数据。这些就是列车运行图的基本要素。它主要包括列车区间运行时分、停站时间、折返时间、行车间隔、运行交路、全天运营时间、运用车辆数目、列车出入库方式及时间以及高平低峰时段等数据。
2 列车运行图编制原则、步骤和检查内容
2.1 列车运行图编制原则
列车运行图的编制要遵循以下基本原则：首先，在保证安全的前提下，提高列车运行的速度。因为列车运行速度是城市轨道交通的优势，但提高速度的同时必须首先保证乘客安全，这样就可以压缩折返时间，减少出入库时间。其次，要为乘客提供方便。城市轨道交通是为广大乘客服务的，所以，运行图的编制要努力提高服务水平，为乘客提供优质便捷服务。再次，要充分利用线路和车辆的能力，要精确计算折返时间，尽量安排平等作业，合理安排车辆解决高峰客流问题。最后，在保证运行需求的前提下，减少运营车底组数。综合考虑高峰时段的列车运行情况，进而减少运营车底组数，就可以降低运营成本。
2.2 列车运行图编制步骤
列车运行图的基本编制步骤如下：首先，收集编制资料，对相关问题进行调研和实验，从而确定全日行车计划和行车运行基本方案。其次，编制列车运行图和运行指标分析，征求调度部门、客运部门和车辆部门建议，并对行车方案进行调整。再次，根据列车运行方案设计详细的列车运行图、时刻表和编制说明，同时计算所需车底数。最后，对运行图进行全面检查，计算运行图的相关指标，并报请相关部门审核批准。
2.3 列车运行图检查内容
列车运行图检查主要内容包括：乘务工作方案是否符合标准；运行图执行所需要的车底数目；列车到达车站时的均衡性和调试列车的铺设情况等。
3 列车运行图编制方法和技巧
3.1 运行图基本参数的确定
在列车运行图的编制过程中，首先要确定列车运行图的基础参数。其确定方法如下：
列车区间运行的确定：它是指列车在两个相邻车站之间的运行时间标尺。这一标尺是由运营线路信号系统投入正常使用后由专业人员提供或者采用牵引计算和现场查标相结合的方法进行查定。
中间站停站时间的确定：它是指列车在中间站进行开/关车门、乘客进行乘降等作业时所需要的时间。根据各车站实际客流情况、车站换乘等因素，采用分析计算和现场查标相结合的方法进行查定。
折返时间的确定：它是指列车在折返站进行到/发、换端等作业所需要的时间标准列车的折返时间。主要根据该折返站的到、发时间，在折返线里的作业时间以及司机换乘时间并结合实际轨道线路状况经过实践检验来确定折返时间。
行车间隔的确定：它是指两相邻列车在同一运行方向经过同一地点的时间差。一般是根据市民的出行习惯和上、下班时间，在各个时间段的不同客流来制定不同的行车间隔时间，越小的行车间隔，需要越多的列车投入服务，其运输能力越大。
3.3 列车出入库运行线的编制
3.4 行车间隔与车底数条件的满足
由于车底成本较高，添置时间长，列车的运行间隔会受车底数量的限制。要使车底数为整数，有两种方法来处理：第一种方法是适当放大运行周期，放大到运行间隔的整数倍；另一种方法是保持车底运行周期不变，缩小运行间隔。
3.5 列车开行交路的处理
常见的交路形式有单一交路、分段交路、交错运行交路、环线列车交路、直线加环形交路等。由于交路形式增加了运输组织的复杂度，所以要合理匹配运行间隔，大小交路列车开行数量保持一定比例，同时要排除中间折返与正线行车的交叉干扰。
4 结语
在城市轨道交通网络建设中，很多线路的结构形式变得越来越复杂。所以，建立健全良好的运输组织是实现优质高效交通服务的前提。而列车运行图作为列车运行的计划指导，在编制中需要顾全大局，统筹兼顾，正确处理列车运行、车站作业、列车交路、运输施工等各方面的关系，从而改善运输组织服务水平。同时，要及时总结经验，为提高列车运行图的编制水平奠定基础。
参考文献
[1]许红，马建军，龙建成，等.城市轨道交通列车运行图编制的数学模型及方法[J].北京交通大学学报，2006，（3）：10-14.
[2]史小俊.关于城市轨道交通列车运行图编制的探讨[J].城市快轨交通，2008，（2）：24-27.
[3]王川.城市轨道交通列车运行图编制模型和算法研究
[D]西南交通大学，2008：12-13.
[4]高强周.城市轨道交通列车运行图设计实现与评价
轨道列车范文第4篇
关键词： 板式轨道 ，不均匀沉降 ，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
中图分类号：U213.1文献标识码：A文章编号：
0 前言：
A型板式轨道通常铺设在高架桥上和隧道内基础板上的一种结构型式，而铺设在路基上并不常见[1]，由于路基的承载能力相对较低，又对动载荷以及各种侵蚀作用反应较为敏感，特别是受工后沉降的影响，零沉降几乎是不可能实现的。路基不均匀沉降的发生会使轨道结构的平顺性降低，在列车高速通过时会造成较大的震动，影响旅客的乘坐舒适性。故而对不均匀沉降地段板式无砟轨道的工作状态进行模拟，了解不均匀沉降的沉降弦长、沉降幅值和行车速度之间的关系，进而确定影响旅客舒适度的最大沉降幅值限值对于保证高速列车乘客的舒适性具有重要意义。
1 模型的建立：
本文采用有限元的方法进行分析，建立车体——轨道垂向耦合模型，通过板壳单元，阻尼弹簧以及质量单元的组合对轨道结构和车体进行模拟并做瞬态分析[2]。
钢轨是联系车体系统与轨道系统的中间结构，因此合理选取钢轨模型对本文的研究具有重要意义。Timoshenko梁模型引入了梁的旋转惯性，考虑了钢轨的剪切应变，其剪切应变参数可以与实测参量进行比较，从而使梁的受力计算变得完整，故本文选用Timoshenko梁模型来模拟钢轨。
钢轨扣件在实际应用中起到固定和提供足够的轨道弹性的作用。在本文瞬态分析模型中，只分析车体的垂向振动。具有一维拉伸和压缩阻尼单元combin14完全符合模型的要求，故对扣件的模拟采用combin14弹簧阻尼单元。
轨道板、底座板和砂浆层的结构组成对整个系统的振动具有重要意义，因为瞬态实体分析耗费计算机的资源太大。所以本模型采用shell181单元轨道结构各层进行模拟，此单元的多层壳结构正好可以模拟轨道结构的层状特征。
客车是由车体、转向架构架、轮对以及一、二系悬挂弹簧所组成。联系转向架和车轮之间的弹簧称为一系悬挂，联系车体和转向架之间的弹簧称为二系悬挂。在轨道结构振动分析中，车辆视为具有一系、二系悬挂的由车体、转向架构架及轮对组成的空间刚体系统，不考虑车体、转向架构架及轮对的弹性变形，并假设车体前后左右对称，转向架构架左右对称，悬挂系统中阻尼视为线性。车辆的振动会通过转向架、车体等部件传至另一轮对，从而实现对邻轮的影响，因此车辆排除半车模型和单轮对模型而采用整车模型。考虑到只作轮轨垂向振动分析，在不影响垂向力传递的前提下，车体和转向架构架可以采用梁体单元beam188进行简化计算。一二系悬挂均采用弹簧阻尼单元combin14加以模拟。
车轮与下部轨道结构的垂向联系也可视为一弹性联系，由于轮轨间的弹性联系是通过钢轨和车轮间的压缩实现的，当轮轨相互脱离时，轮轨力为零。赫兹弹簧的这种特殊属性使其适合用非线性弹簧combin39来模拟，通过设置该弹簧的应力应变曲线可以实现单压的特性，而赫兹弹簧的阻尼则需要用combin14号线性弹簧来模拟，线性弹簧的刚度设置为极小值。
路基采用combin39号弹簧模拟，通过设置实常数使弹簧单元只能承受压力[3]。
2结果分析：
由图2.1图2.8可以看出车体垂向加速度的半幅值响应随着沉降地段弦长、最大沉降深度、以及列车的通过速度而变化。
文中仅列出了140km/h和300km/h的波形图作为对比，中间速度的波形图与这两个速度的相似。
图2.1～图2.8所显示的是不同沉降弦长和不同速度时车体振动响应的波形曲线。从车体振动响应峰值的数目来看：10m弦长的沉降使车体产生四个响应峰值，20米弦长的三个，而40m弦长的则有两个响应峰值。实际上峰值的多少并不是取决于不均匀沉降弦长，而是取决于车体的自振频率和由轮轨处向车体系统输入的激振频率。之所以出现图中所显示的沉降弦长与波峰数目对应关系是因为不均匀沉降弦长在车速一定的情况下可以影响由钢轨向车轮输入激振的频率。从车体垂向振动的响应时间来看，车体对较短弦长的不均匀沉降响应的垂向振动峰值较多，响应的时间却短，也就是说每次经过小弦长的不均匀沉降地段时，车体会相对于较长的不均匀沉降弦长在更短的时间内，上下振动更多的次数，这很不利于提高乘客的舒适性。所以短弦长的不均匀沉降幅值限值往往比长弦长的要小。
从图2.10～2.12所示的不同弦长沉降车体加速度响应最值图可以看：速度越小，加速度最值曲线随着沉降幅值上升的越平缓，从而满足旅客乘坐舒适性的不均匀沉降幅值限值也越大；弦长越小的沉降，在相同沉降幅值与列车运行速度下引起的车体垂向振动加速度响应相对与弦长较长的沉降要大。
3 总结：
车体的垂向加速度响应与沉降弦长、沉降幅值和列车通过速度有关；车体的垂向振动加速度响应随着沉降幅值的增大而近似线性增大；相同沉降幅值和通过速率的情况下，弦长小的不均匀沉降会引起幅值较大且峰值较多的垂向振动，振动响应时间也相对较短。
由以上分析可以得出如下表所示的满足乘客乘坐舒适度的不均匀沉降地段沉降幅值限值表。
满足乘客舒适度的不均匀沉降地段沉降幅值限值表（mm）
由上表可以看出满足乘客舒适度的不均匀沉降地段沉降幅值限值的规律为：
1、总体来讲，行车速度越快限值越小；不均匀沉降弦长越大限值越大。
所以在已经发生较大不均匀沉降的地段，列车可以采取减速通过的办法；而在养护维修作业中，应该着重注意较小弦长的不均匀沉降。
2、速度较低的时候弦长不同的沉降允许限值相差较大；而速度较高时限值随着沉降弦长增大的不明显。
参 考 文 献
[1]王其昌，高速铁路土木工程，西南交通大学出版社。1998
[2][ 梁波 蔡英 朱东生 车-路垂向耦合系统的动力分析铁道学报 第22卷第五期 2000
[3]陈震 高速铁路路基动力响应研究 中国科学院 2006.5
附
作者简介
刘茹冰,1977－，男，汉
轨道列车范文第5篇
【关键词】 列车编组 车辆结构型式 客流预测 载客能力 行车间隔
1线路概况
1.1线路走向
广州市轨道交通三号线(以下简称：三号线)是贯通广州市南北的快速交通主干线，为国内第一条设计最高运营速度为120km／h的决线线路，线路全长35．86KM，呈“Y”型线路，分为广州东站主线和天河客运站支线(如图1)。正线沿线经过天河中心区、珠江新城、海珠中心区城市繁华区域，沥窖新客港、番禺大石、番禺区桥待发展的市郊区域。支线沿线经过五山高校区、岗顶、天河金融区人口密集的区域。在列车编组方式上，要求从整体线路规划出发，满足初近远期规划客流预测的需求。
图1 线路走向图
1.2客流预测
三号线早高峰小时单向最大断面客流在线路的中部，为了适应初近远期客流量逐步增长的需求，降低初期建造与运营成本，列车编组应满足不同规划年份的客流预测需求，具有灵活编组与解编的功能。三号线高峰小时单向最大断面客流预测如表1历示。
2列车编组方式
2.1载客量与列车编组节数的关系
高峰小时单向最大断面客流量是决定车辆载客量大小的决定因素。根据三号线客流预测数据，按不同的发车间隔90s、105 s、120s、150s计算，每列车定员载客量按照站立人数为6 人／平方米计算。高峰小时单向最大断面客流情况下的每列车需要满足的最小载客量要求如表2所示。
表2 每列车满足的晕小载客量需求
2．2 编组节数的选择
远期客流量预测是列车编组长度计算的依据。表3根据“A”、“B”两种结构型式车辆，计算分析了经过比选后的三种座位布置初步方案下，满足表2列车最小载客量需求的列车编组节数的要求。
表3 列车编组节数选择方案
由于远期4节编组要求车站长度较短，不利于客流组织，且90s的行车间隔将会对信号系统提出较高的要求；7—8节编组要求较长的车站长度，增大土建施工造价，且150s的行车间隔将会降低运营服务水平。因此，远期5—6节编组为可选的方案。又由于5节编组存在车辆动力配置与初近远期编组不灵活的缺点，故远期6节编组为最适合的编组方式。从表3可以优选出两种方案。
(1)采用“A”型车，行车间隔为120s，初期3节编组载客量为774人，近期5节编组载客量为1 290人，远期6节编组载客量为1 548人。
(2)采用“B”型车，行车间隔为105s，初期3节编组载客量为690人，近期5节编组载客量为1 150人，远期6节编组载客量为1 380人。
这两种方案在初近远期的列车编组节数均分SrJ为3节、5节和6节。为了满足将来运营编组解编操作方便及与站台屏蔽门系统的对应关系，不考虑近期5节编组的情况，采用初期列车编组为3节，近远期为6节的方案，且带司机室与不带司机室的车辆车钩连接面之间的距离相等。
2．3 列车编组实现形式的选择
三号线列车编组以初期3节，近远期6节为与客流预测数据及便于运营组织的最佳组合方式；在实现形式上以下两种方案是不可取的：
(1)初期3节编组，近远期插人新车扩编成6节编组。这种方案在技术上虽然可行，但由于车辆
设备技术进步的因素，以及新旧车混合编组对运营和维修不利的原因，在实际操作上是不可能实现的。
(2)初期3节编组，近远期重新组合逐渐增加为4、5、6节编组。这种方案虽然最能适应客流量
逐渐增加的需求，但由于地铁车辆的设备是分布在—组车辆内而形成一组动车组。重新组合车辆必须满足形成动车组的前提，逐渐增加是较难实现的。
因此，可得出结论：三号钱在初近远期列车编组实现形式上，采用初期3节，近远期对接成6节，即初期为＝A+B+A＝，近远期为＝A+B+A＝A+B+A=的对称形式。同时，在近远期对接的6节编组列车在低峰期可拆编为3节编组，重新购置的6节编组列车则为非对接固定编组形式，即＝A+B+A-A+B+A＝的编组形式。(＝为全自动车钩、-为半自动车钩、+为半永久牵引杆)
2.4车辆结构型式的选择
目前国内地铁车辆有两种结构形式，即长为22m，宽为3m的“A”型车，及长为19m，宽为2．8m的“B”型车。在车休结构大小仅与载客量有密切的关系，不会影响到功能的发挥。因此，在满足客流需求的基础上，“A”型车与“B”型车均可考虑采用。但针对三号线而言，有以下几方面的差异。
(1)轴重的取值。与广州地铁一、二号线不同的是，三号线初期采用3节编组方式，采用“A”型车则带司机室的A车将为配有牵引电机的动车(或半动车)，车辆轴重将会超过规定的16t，而有必要提高车辆整体动力学性能，提高轨道运行条件要求，较大地增大车辆的造价。若采用“B”型车，车辆轴重将在14-15t之间。
(2)车站建筑规模。“A”型车6节编组长为1 400m，“B”型车6节编组长为1 200m。采用“B”型车，车站站台建筑长度将大大减少，将有效地降低地下车站的建筑难度与土建投资。
(3)隧道限界。广州地铁—、二号线盾构隧道直径为5．4m，采用“A”型车隧道内布置十分紧凑，几乎没有可再利用的剩余空隙。三号线最高运行速度提高到120km/h，车辆动态包络线会有所增加，将对隧道直径提出增大的要求。采用“B”型车，随着车体宽度的减小，车辆动态包络线与“A”型车相比不会增大。
(4)行车阻力。在隧道断面与一、二号线相同的情况下，车辆最高运行速度增大到120km／h，采用“A”型车运行是的阻塞比增大，隧道内活塞风将会对行车造成较大的阻力，列车能耗增大，采用“B”型车则可以通过车辆横截面的减少加以抵消。
(5)隧道内温度。采用“A”型车，在采用屏蔽门的模式下，列车最高运行速度提高到120km/h，隧道内的温度将有所提高，要达到车厢内一定的适应温度，对列车空调的制冷能力将提出较高的要求。采用“B”型车，隧道内通风条件将有所改善，隧道温度可在标准要求的范围内。
(6)与一、二号线兼容。采用“B”型车，将会增加了广州地铁的车型品种数量，特别是机械结构差异将会较大，一些部件不可通用，以后将增大总体维修成本。由于车站站台边缘与轨道中心线距离的减小，一、二号线车辆将不能驶入三号线线路。
因此，可得出结论：三号钱选择采用“B”型结构的车辆。
2．5 座位布置方案
按照以上分析结果，三号钱初期采用三节编组列车，近远期采用六节编组列车，行车间隔为105s，采用“B”结构的车辆，以车厢内站立人数为6/平方米计算，可以设计出在满足客流量的需求下的座位布置。
设带司机室的A车车厢内的客室有效长度为17m，B车为19m，A、B车厢内有效宽度为2．52m。设车厢内电子电气柜所占的面积与贯通通道处的相等，按一个座位所占面积为0．32m2，设3节编组车辆座位总数为Jo因此，3节编组车辆可站立乘客的面积为：(17+17+19)x2．52-0．32x
3节编组列车的最小载客量为：(133．56-0．3~)x 6+x=672
计算得出3节编组列车座位数量约为140座。由此设计出三种座位的布置方案，如图2所示
2．6 载客量计算与分析
按照图2中三种方案的座位布置，每节车辆及一列列车在不同情况下的载客量女D表4比选后，选择方案二为采用方案。
表4 不同座位布置的载客量
表4所示为站立人数按照67k／m2计算而得出的列车载客能力，而车辆在结构设计上，站立人数是按照9人/平方米计算的，列车实际的载客能力应为按照此计算的结果。表5给出了站立人数按6、7、8、9人/平方米，行车间隔按105秒进行计算，在高峰小时时单向载客量最大通过能力的计算结果。
表5 高峰小时单向最大断面载客量通过能力计算
从表5中不难看出，按照站立人数为9人/平方米计算出的载客量超过按6人／平方米的客流预测的约40％。在国外，快线列车设计载客量一般比客流量预测富裕10％左占。富裕量过大将会造成车辆设计
载客量过大的长期浪费，解决这一问题的办法，一是增大行车密度，一是增加座位数量，而控制突发客流下极度超员情况的发生。
3 结论与讨论
(1)三号线是一条从繁华城区通往城市郊区的‘陕速线路，既要满足城区大客流量的需求，又要满足郊区快捷方便的需要，运营初期采用3节列车编组，近远期可对接成6节列车编组，实现高密度，小编组的运营方式满足了三号线线路设置与客流特性的需求。但在一般情况下，除非为专用线路，不宜采用城区与郊区混合贯通的线路设置，在国外一股庄大客流与次要客流交汇处，均采用分线路转乘的方式。
(2)三号线采用“B”型结构车辆综合考虑了列车编组、隧道建筑及应用范围等因素，“B”型
结构车辆是城市郊区线路与中大客运量线路首先考虑的选择方案。从降低建造投资与节省运营维
修成奉的角度出发，同一座城市不宜采用多种型式的城市轨道交通车辆，大型城市最多不能超过3
种，中型城市最多不能超过2种，但在基本车型基础上进行适应性改型，而大部分部件通用的方
式是可以的。
