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移动龙卷风-横风联合作用下高速列车运行安全性研究
| 论文题名： | 移动龙卷风-横风联合作用下高速列车运行安全性研究 |
| 关键词： | 高速列车;行车安全;移动龙卷风;横风作用;蒙特卡罗方法 |
| 摘要： | 龙卷风是一种极端天气现象，破坏力极大，常常造成严重的风灾，对人民的生命财产安全产生巨大的危害。随着我国“八横八纵”高速铁路网逐步建成，东南沿海地区的高铁线路越来越密集，同时东南沿海地区也是我国龙卷风的高发地区，所以高速列车受龙卷风影响的可能性大幅增加，因此对龙卷风作用下列车和线路的安全性值得深入研究。 为了研究高速列车在移动龙卷风-横风联合作用下的安全性。首先基于多体动力学车-线模型和Baker龙卷风风场模型建立了移动龙卷风-横风-车-线动力分析模型。其中车辆模型共27个自由度，轮轨关系竖向为垂向密贴假定，横向为简化的Kalker线性蠕滑模型。使用该模型计算了列车通过龙卷风风场时列车的风荷载时程和安全性指标时程，还分析了龙卷风最大风速、龙卷风距轨道距离和车速对列车运行安全性的影响。并给出了不同横风条件下列车可安全通过的最强龙卷风。 在移动龙卷风-横风-车-线动力分析模型的基础上，提出了移动龙卷风-横风联合作用下线路安全性的概率抽样和评估方法。根据现有研究成果和统计数据对龙卷风和横风中的各随机参数的概率模型进行了总结，其中：龙卷风发生概率服从二项分布，生成位置和移动方向服从均匀分布，横风的平均风速服从极值I型分布。对江苏-上海地区的九条高铁线路的安全性进行了概率评估，并分析了车次和车速对线路安全性的影响，给出了不同车速下列车发生事故的易损性曲线。 研究表明：1）九条线路中京沪线（上海-南京段）受龙卷风的影响最大，龙卷风导致列车倾覆的事故重现期约为29年；2）京沪线列车遇到龙卷风的概率为1×10-6，龙卷风导致列车倾覆的概率为5×10-7，列车遇到龙卷风后发生事故的概率为54%。 |
| 作者： | 吕国强 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张楠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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