[发明专利]一种高速列车复杂运行条件综合模拟试验的系统

说明书

本发明提供的一种高速列车复杂运行条件综合模拟试验的系统，包括缩尺轨道结构和缩尺列车模型，以及用于加载模拟环境的地震模拟模块、基础大变形模拟模块、隧道段模拟模块、强风模拟模块和桥梁段模拟模块。地震模拟模块具有振动台，用于向缩尺轨道结构加载振动；基础大变形模拟模块具有顶升装置，用于使缩尺轨道结构产生变形；强风模拟模块用于向缩尺列车模型施加气流；隧道段模拟模块用于获得缩尺列车模型通过时产生的噪音；隧道段模拟模块和桥梁段模拟模块分别具有用于缩尺列车模型通过的缩尺隧道结构和缩尺桥梁结构。本发明提供的系统，能够实现高速列车乘客舒适度综合测试功能，为复杂运行条件下列车运行安全状态研究提供更可靠的试验数据。

技术领域

本发明涉及铁路车辆轨道试验装置技术领域，尤其涉及一种高速列车复杂运行条件综合模拟试验的系统。

背景技术

目前，我国轨道交通事业快速发展，铁路运输交通网已覆盖我国绝大多数区域，成为最为方便快捷的交通方式，但与此同时，对出行方式的安全性与舒适性提出更高要求。因此，如何科学维护轨道交通运营线路，使其长期保持高安全的运营品质，是我国现阶段面临的重大科学问题。安全性与列车运行过程中线路条件有密切关系，目前对于列车运行安全性的研究主要集中于理论研究，一般从建立车辆/轨道耦合动力学模型，采用虚拟轨道不平顺作为激励，得出随机响应来对列车运行的安全性进行评估，但数值方法无法精确模拟复杂线路条件下列车运行安全状态，且缺少相应的实验验证，因此很难准确对复杂线路条件下列车运行安全状态实现精确评估。也有部分学者采用线路实车开展极端复杂线路条件下列车运行安全状态研究，但是实尺试验费用高、安全性无法保证，并且试验条件可重复性差，无法重复获得试验数据；很难实现极端线路条件、运行速度、不同轨下基础等复杂运行环境与列车运行安全性之间映射关系参数化的研究。因此，目前复杂运营条件下(地震、基础大变形、横风、高速通过隧道区等)高速列车运行安全性试验研究领域正把重心放到室内的高速列车复杂运行条件综合模拟试验平台这一方向上。

但现有的地震模拟试验台及横风区模拟试验台大都只针对静止状态下列车安全性进行研究，无法考虑列车高速条件与地震及横风条件的耦合作用。缩尺列车高速试验平台研究重点大都集中于列车空气动力学，轮轨接触关系，并且所用牵引模式大都为空气炮、橡皮绳等瞬间加速弹射装置实现，无法准确模拟列车加速过程与制动过程，此外现有的高速列车试验平台并不能实现复杂线路条件的模拟。

发明内容

本发明的实施例提供了一种高速列车复杂运行条件综合模拟试验的系统，用于解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种高速列车复杂运行条件综合模拟试验的系统，包括缩尺轨道结构和缩尺列车模型，以及分别向缩尺轨道结构和缩尺列车模型加载模拟环境的地震模拟模块、基础大变形模拟模块、隧道段模拟模块、强风模拟模块和桥梁段模拟模块；

地震模拟模块具有振动台，用于向缩尺轨道结构加载震动；基础大变形模拟模块具有顶升装置，用于使缩尺轨道结构产生变形；强风模拟模块用于向缩尺列车模型施加气流；隧道段模拟模块和桥梁段模拟模块分别具有用于缩尺列车模型通过的缩尺隧道结构和缩尺桥梁结构；

系统还具有列车运行安全状态监测子系统，用于采集：缩尺轨道结构产生的振动数据和变形数据；缩尺列车模型行驶过程中的列车加速度数据、车轮运行姿态数据和列车车厢内部声压级数据；缩尺列车模型受到的风压载荷数据。

优选地，基础大变形模拟模块包括多个位于缩尺轨道结构下方的顶升装置，该多个顶升装置沿缩尺轨道结构延伸方向间隔布置，每个顶升装置包括底座、螺帽、丝杆、顶升头和位移计；底座固定安装，螺帽安装在底座的顶部，并且可相对于底座转动；丝杆一侧贯穿螺帽和底座，并且与螺帽相配合，顶升头位于丝杆另一侧，并且与缩尺轨道结构相连接，通过螺帽相对于底座转动，使丝杆相对于底座和螺帽移动，并驱动顶升头向缩尺轨道结构施加弯曲力矩；位移计用于获得顶升头的位移数据。

优选地，地震模拟模块还包括：