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高速铁路线路方案安全性和舒适性评价及三维仿真研究
| 论文题名： | 高速铁路线路方案安全性和舒适性评价及三维仿真研究 |
| 关键词： | 高速铁路;运行仿真;动力响应;安全性评价;舒适度评价 |
| 摘要： | 为了丰富选线设计方案比选方法，在选线设计阶段基于安全性和舒适性对铁路线路方案进行评价，进而进行线路方案的比选和优化，使设计的线路方案满足安全性和舒适性要求，提高选线设计水平。首先，针对高速铁路选线设计特点和受力分析特性进行牵引计算得到高速列车运行仿真实时数据，将该数据引入到车线动力学响应计算过程，对全线路或局部进行实时动态振动计算，提高车线动力学模拟与实际运行的切合性，兼顾动态性和实时性;然后，根据安全性和舒适性指标分别采用平纵线元分段和时间分段的方法对线路方案进行舒适性评价，根据评价结果进行线路方案的比选和优化，完成安全性选线和舒适性选线;最后完成系统开发和集成，与既有的选线设计系统无缝衔接，并将该系统应用到实践生产中。本文的主要研究成果有: 1.应用列车运行仿真技术，对指定线路方案进行牵引计算，实现了列车在线路方案上仿真运行，求解出V-S曲线;并将运行仿真结果引入到车线动力响应计算过程中，建立满足数字选线设计方案安全性和舒适性实时动态评价的车辆-线路耦合动力学理论模型，实现了线路方案全线列车在线路方案上仿真运行的实时动态响应计算，求解出振动加速度。 2.选取了安全性指标（脱轨系数、轮轨横向力、轮轨垂向力）和舒适性指标(GB5599-85平稳性指标和UIC513欧洲铁路联盟舒适度值)作为线路方案安全性和舒适性评价的指标，并采用按照平面线形分段、纵面线形分段和时间分段的方式对线路方案进行分段评价，实现了线路方案安全性和舒适性的评价。 3.提出了采用边界表示法进行铁路三维建模，将铁路场景的实体进行了分类，并基于约束Delaunay三角网理论完成铁路三维整体建模。然后，基于DAG的三维场景组织管理方法，对复杂的场景结构进行分类管理、分层组织，实现了对场景数据的高效组织管理。最后通过场景视相关简化技术，完成了高速铁路三维仿真平台的搭建。 4.基于VS.NET环境，应用ObjectARX2006及Matlab Math Library函数库等开发了高速铁路线路方案安全性和舒适性评价系统，并将该系统应用于铁路设计院实际生产过程中，具有较高的实用性。 |
| 作者： | 蔡亦昌 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 蒲浩;胡建平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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