详情

原文传递直线电机轮轨交通系统线路设计参数及匹配研究

论文题名：	直线电机轮轨交通系统线路设计参数及匹配研究
关键词：	直线电机轮轨交通系统;线路参数;安全性;耦合模型;特征匹配;城市轨道交通
摘要：	直线电机轮轨交通系统采用直线感应电机牵引，轮轨系统支撑导向，是一种新型的城市交通系统。它具有技术先进、安全可靠、经济合理以及绿色环保的特点，已在世界上多个国家建成并投入运营。上世纪80年代，日本、加拿大几乎同期拥有了该领域的成熟技术，但我国尚没有完整的技术与自主知识产权。轨道交通线路设计参数的研究虽然历经百余年，已经有成熟的理论、原理、方法与结果，但对于直线电机轮轨交通系统线路设计参数及其匹配的研究，在特定的车辆类型和沿线工程建筑支撑下，尚缺乏针对性的论证和理论上的支持，进一步研究其线路设计参数具有非常重要的意义。针对直线电机轮轨交通系统，本文在分析了其基本运营模式、车辆结构几何特征与物理性能特征的基础上，开展了如下几方面的研究： 1．直线电机轮轨交通线路设计参数体系研究：分析研究交通运输系统的构成、各构成部分及其对线路几何形态的影响；分析研究交通线路的基本构成与线形特征，提出了交通线路线路设计参数体系内容及评价体系。直线电机轮轨交通线路设计参数的极值特征、分布特征及相关特征是线路设计参数的重要内容，参数的研究必须包括5个方面，即：安全性要求：舒适性要求；工程建筑和设备可实施性要求；运动过程动力学合理性要求及工程经济合理性要求。 2．直线电机轮轨交通线路设计参数的评价体系研究：研究安全性集中在轮轨接触脱轨系数、轮重减载率及抗倾覆系数；研究舒适性集中在乘客乘坐列车过程中的纵横向加速度，研究公路铁路地铁线路设计参数的舒适性控制，提出舒适度控制值与列车运行速度有关及相应的计算公式。 3．建立直线电机车辆—线路耦合动力学模型，对线路设计参数动力学性能及匹配进行研究：本文通过车辆运动过程中坐标转换，建立任意线路状态下车辆在三维空间的动力学耦合模型。模型包括车辆各刚体、各方向的自由度共计41个，并用显函数表述了线路设计参数在车辆运动过程中的作用。 4．直线电机轮轨交通系统线路设计核心参数的极值研究：本文研究了线路设计核心参数的极值特征，包括线路最大横向坡度 (超高)、平面圆曲线最小半径及线路纵向最大坡度。 5．线路设计核心参数对系统动力响应分析及合理匹配研究：本文利用所建立的车辆—线路模型，从安全性角度出发，研究了线路核心参数对脱轨系数、轮重减载率的影响规律及其数学表述，从而得出圆曲线地段横向坡度、平面圆曲线半径、车辆行驶速度的动力学极值特征及合理匹配；从舒适性角度出发，研究了线路核心参数对车体横向加速度的影响规律及其数学表述，从而得出圆曲线地段横向坡度、平面圆曲线半径、缓和曲线长度、车辆行驶速度的极值特征及合理匹配。
作者：	赵金顺
专业：	道路与铁道工程
导师：	魏庆朝
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文