[發明專利]列車車體瞬態劇烈振動致振動舒適性的評估方法及系統

有效

• 申請號: 201811182400.3
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109470496B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 田紅旗;劉東潤;鐘睦;魯寨軍;周偉;王田天
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

本發明公開了一種列車車體瞬態劇烈振動致振動舒適性的評估方法及系統，該方法包括：測量大風環境下列車運行過程中的車體側滾角與重心位置橫向位移；對車體側滾角與重心位置橫向位移進行頻率加權濾波；對加權濾波后的車體側滾角和加權濾波后的重心位置橫向位移按周期進行截斷，按區間求解車體側滾角和重心位置橫向位移的平均值的絕對值和峰峰值；根據車體側滾角和重心位置橫向位移的平均值的絕對值和峰峰值，計算得到列車的振動舒適性的評估指標。本發明能夠更準確的反應列車運行過程中的車體瞬態劇烈振動致振動舒適性情況，還能夠更準確反映列車司乘人員的實際感受。

技術領域

本發明涉及高速列車運行評估領域，尤其涉及一種大風環境下列車通過復雜地形區段時列車車體瞬態劇烈振動致振動舒適性的評估方法及系統。

背景技術

隨著高鐵技術的不斷發展，列車乘坐舒適性愈加倍受關注。列車乘坐舒適性與很多因素有關，如車體的振動、噪聲、溫度、乘員，以及車輛的設計等等，同時考慮上述所有因素進而評估乘坐舒適性是相當困難的。所以在鐵路領域中，乘坐舒適性一般指乘客對列車運行過程中車體系統振動的接受程度。

目前舒適性評估主要有兩大類，一是長時間或長距離運行時乘員總體生理感受，也就是穩態舒適性指標。另一類是瞬態振動下的舒適性評估，如列車在過曲線時、岔道或局部的軌道不平順以及瞬態風作用下的橫向穩定性的評判。當前對穩態舒適性評估一般采用國際通用標準，如Sperling平穩性指標、舒適度指標平均舒適性指標Nmv(Mean ComfortStandard Method) 和車體加速度均方根值等。但由于不同國家鐵路標準、運行車輛、開行速度、運行環境、乘客體重及身高等不同，且不同國家對乘坐舒適性的關注點不同，瞬態舒適性的評估不同國家各有不同。

對于瞬態舒適性的評估，歐標EN-12299中給出了車輛通過緩和曲線時的舒適度評價指標 PCT、以及離散事件的(通過道岔、局部軌道不平順、陣風作用)發生時候的舒適性評價指標 PDE，其中PCT引入了車體加速度、加加速度和側滾角速度來進行評估，均采用1s內的數值， PDE引入加速度2s之內的峰峰值和加速度平均值。但是標準中針對這兩種工況并未給出評定分級，無法直接應用。日本對于列車通過過緩和曲線時的瞬態舒適性指標也進行了研究，認為列車通過緩和曲線時車體的側滾是主要振動形式，為此引入側滾角速度和側滾角加速度作為主要評判指標。

近年在中國，越來越多的在復雜惡劣環境下開通的高鐵線路出現了系列新的工程問題，尤其是環境風受鐵路沿線地形地貌變化影響，形成的風速突變導致列車通過時車體瞬態劇烈振動的現象。從中國鐵路總公司組織的大風環境對高速列車行車安全影響專項試驗中發現，當車體瞬態劇烈振動時，車體受沖擊感強烈，晃擺劇烈，試驗人員極度不適、甚至有恐懼感，添乘司機根據《鐵路技術管理規程(高速鐵路部分)》規定實行緊急降速，甚至是停車處理，但同一時刻測得的平穩性指標為2.48，根據《GB5599-85鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規范》中的評定方法，舒適性等級為優，這與乘員的感受明顯不符，現有舒適性評估標準在該工況下明顯不適用。

到目前為止，還鮮有學者和研究機構針對大風環境下列車通過復雜區段時車體瞬態劇烈振動導致的振動舒適性的問題進行研究。尤其是，越來越多的高鐵線路在復雜地形區域開通，中國還沒有相關標準對大風環境下列車車體瞬態劇烈振動導致的舒適性問題給出評估方法。

發明內容

本發明提供了一種列車車體瞬態劇烈振動致振動舒適性的評估方法及系統，用以解決目前缺乏大風環境下列車通過復雜區段時車體瞬態劇烈振動導致的振動舒適性的問題的研究技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種列車車體瞬態劇烈振動致振動舒適性的評估方法，包括以下步驟：

測量大風環境下列車運行過程中的車體側滾角與重心位置橫向位移；

對車體側滾角與重心位置橫向位移進行頻率加權濾波；