[发明专利]列车车体瞬态剧烈振动致振动舒适性的评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种列车车体瞬态剧烈振动致振动舒适性的评估方法及系统，该方法包括：测量大风环境下列车运行过程中的车体侧滚角与重心位置横向位移；对车体侧滚角与重心位置横向位移进行频率加权滤波；对加权滤波后的车体侧滚角和加权滤波后的重心位置横向位移按周期进行截断，按区间求解车体侧滚角和重心位置横向位移的平均值的绝对值和峰峰值；根据车体侧滚角和重心位置横向位移的平均值的绝对值和峰峰值，计算得到列车的振动舒适性的评估指标。本发明能够更准确的反应列车运行过程中的车体瞬态剧烈振动致振动舒适性情况，还能够更准确反映列车司乘人员的实际感受。

技术领域

本发明涉及高速列车运行评估领域，尤其涉及一种大风环境下列车通过复杂地形区段时列车车体瞬态剧烈振动致振动舒适性的评估方法及系统。

背景技术

随着高铁技术的不断发展，列车乘坐舒适性愈加倍受关注。列车乘坐舒适性与很多因素有关，如车体的振动、噪声、温度、乘员，以及车辆的设计等等，同时考虑上述所有因素进而评估乘坐舒适性是相当困难的。所以在铁路领域中，乘坐舒适性一般指乘客对列车运行过程中车体系统振动的接受程度。

目前舒适性评估主要有两大类，一是长时间或长距离运行时乘员总体生理感受，也就是稳态舒适性指标。另一类是瞬态振动下的舒适性评估，如列车在过曲线时、岔道或局部的轨道不平顺以及瞬态风作用下的横向稳定性的评判。当前对稳态舒适性评估一般采用国际通用标准，如Sperling平稳性指标、舒适度指标平均舒适性指标Nmv(Mean ComfortStandard Method) 和车体加速度均方根值等。但由于不同国家铁路标准、运行车辆、开行速度、运行环境、乘客体重及身高等不同，且不同国家对乘坐舒适性的关注点不同，瞬态舒适性的评估不同国家各有不同。

对于瞬态舒适性的评估，欧标EN-12299中给出了车辆通过缓和曲线时的舒适度评价指标 PCT、以及离散事件的(通过道岔、局部轨道不平顺、阵风作用)发生时候的舒适性评价指标 PDE，其中PCT引入了车体加速度、加加速度和侧滚角速度来进行评估，均采用1s内的数值， PDE引入加速度2s之内的峰峰值和加速度平均值。但是标准中针对这两种工况并未给出评定分级，无法直接应用。日本对于列车通过过缓和曲线时的瞬态舒适性指标也进行了研究，认为列车通过缓和曲线时车体的侧滚是主要振动形式，为此引入侧滚角速度和侧滚角加速度作为主要评判指标。

近年在中国，越来越多的在复杂恶劣环境下开通的高铁线路出现了系列新的工程问题，尤其是环境风受铁路沿线地形地貌变化影响，形成的风速突变导致列车通过时车体瞬态剧烈振动的现象。从中国铁路总公司组织的大风环境对高速列车行车安全影响专项试验中发现，当车体瞬态剧烈振动时，车体受冲击感强烈，晃摆剧烈，试验人员极度不适、甚至有恐惧感，添乘司机根据《铁路技术管理规程(高速铁路部分)》规定实行紧急降速，甚至是停车处理，但同一时刻测得的平稳性指标为2.48，根据《GB5599-85铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中的评定方法，舒适性等级为优，这与乘员的感受明显不符，现有舒适性评估标准在该工况下明显不适用。

到目前为止，还鲜有学者和研究机构针对大风环境下列车通过复杂区段时车体瞬态剧烈振动导致的振动舒适性的问题进行研究。尤其是，越来越多的高铁线路在复杂地形区域开通，中国还没有相关标准对大风环境下列车车体瞬态剧烈振动导致的舒适性问题给出评估方法。

发明内容

本发明提供了一种列车车体瞬态剧烈振动致振动舒适性的评估方法及系统，用以解决目前缺乏大风环境下列车通过复杂区段时车体瞬态剧烈振动导致的振动舒适性的问题的研究技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种列车车体瞬态剧烈振动致振动舒适性的评估方法，包括以下步骤：

测量大风环境下列车运行过程中的车体侧滚角与重心位置横向位移；

对车体侧滚角与重心位置横向位移进行频率加权滤波；