地铁限界算法分析与软件实现
对地铁限界检测的相关思考与分析
对地铁限界检测的相关思考与分析发布时间:2021-05-11T03:23:19.838Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第1期作者:冯铄[导读] 将其发送到主机A/D板中进行相应处理工作,能够对系统有效简化,可靠性有效提升。
中铁第一勘察设计院集团有限公司【摘要】本文主要对地铁运行相关内容进行分析,其中着重探究地铁限界检测相关内容。
对上述内容分析,有利于优化测量方式,降低定制周期,降低制作安装误差,提升实验报告精准性,保证车辆的正常运行。
通过对地铁运行相关内容的分析,以期为相关工作人员提供参考借鉴。
【关键词】地铁运行;限界检测;轨道交通前言计算机是地铁限界检测系统的中心,借助激光扫描系统对相关信息采集,应用创新通信端口将信息传动到计算机进行相应的处理工作。
光电式传感器对里程信息进行采集,在对信号输出前,经过前置机对模块调整后,将其发送到主机A/D板中进行相应处理工作,能够对系统有效简化,可靠性有效提升。
1本国地铁限界检测现状断面检测法是现阶段本国地铁限界检测主要应用的方法,该方法是集合设备限界尺寸以及端面半径,制作相对应伸缩框架,并将其固定于平板车上,以内燃机车为牵引构成限界检测车,由该检测车检测全线限界断面。
其检测车的主要部件如表1:表1检测车的主要部件如果触板出现碰撞,会使得声光报警自动发出。
在这一阶段,需要立即停止检测车,并倒车使得侵限物再接触触板,对侵限量大小观察,并作出整改标记。
在完成整改后,再次检查限界,保证全线通过。
上述检测方法存在的不足体现为:对于不同情况线路(如圆曲线、进出缓和曲线)相关工作人员需要结合规定数值,横向收缩或是加宽模板。
如果出现超限情况,则需要停车并倒车,并反复操作,借助人工标准,明确超限量。
该种检测方法耗费的人力相对较多,且有较低的效率,控制能力也相对不足。
2激光限界检测流程不同于传统限界规模板检测方式,三维激光扫描限界检测技术优势体现在以下方面:其一,工作高效快捷,不需要对模板、辅助设备提前定制,基本不需要监测成本。
A型地铁车辆的限界计算毕业设计报告(初稿)
车辆工程系本科毕业设计(论文)题目:A型地铁车辆的限界计算专业:机械设计制造及其自动化(城市轨道车辆)班级:学号:学生姓名:指导教师:起迄日期:设计地点:摘要随着我国经济的持续增长,全国有很多城市已经开始修建地铁,或正处于积极准备阶段,城市轨道交通得到了迅猛了发展,但仍难满足日益增长的强烈需求。
现代城市轨道交通车辆的类型一般可以分为A、B、C型。
因为A型车相对于B、C型车来说容量更大,因此载客量更大,更适应中国的大客流现状,目前我国的地铁车辆使用A型车较多。
城市轨道交通限界规定了轨道交通车辆和隧道的断面形状与净空尺寸以及高架与地面建筑物的净空尺寸,同时也规定了设备安装位置及预留空间,是构成城市轨道交通安全运输的基本保证之一,也是城市轨道交通设计的基础。
城市轨道交通限界不仅制约车辆外形尺寸,还关系到诸如隧道等各种建筑物的内部轮廓,对轨道交通系统的建设规模及其投入和产出有重大影响。
车辆限界计算不仅是车辆设计过程中一项重要内容,也是安全行车的重要保障。
关键词:车辆工程;城市轨道交通;A型车;车辆限界ABSTRACTWith China's sustained economic growth, there are many cities across the country have started to build the subway, or is in a positive preparation stage, urban rail transit development has developed rapidly, but still difficult to meet the growing strong demand. Modern urban rail traffic vehicle type generally can be divided into A, B and C. Because type A relative to B, C car in cars and larger capacity, so it holds bigger, more adapt China's large passenger status, current metro vehicle use type A car more. Urban rail transit rail traffic regulations confines of tunnel with cross-section shape and size and elevated and ground clearance of the building has also provided size, the clearance of the equipment installation position and obligate space that constitute the urban rail traffic safety transportation is one of the basic guarantee of urban rail transportation design foundation.Urban rail transit confines of not only restricts vehicle shape dimension, was also linked to various buildings such as tunnel to the internal outline, the construction of the rail transit system scale and the input and output have significant influence. Vehicles are not only confines of vehicle design process calculation, but also an important content of the important guarantee the safe driving.Keywords:Vehicle engineering ,Urban rail transit , Type A car,Vehicle confines of目录第一章绪论 (1)1.1毕业设计课题介绍 (1)1.1.1课题来源 (1)1.1.2 毕业设计内容和要求 (1)1.1.3 课题意义 (1)1.1.4 课题背景 (1)1.1.5 课题内容 (2)1.2 论文结构安排和说明 (2)第二章A型地铁车辆限界 (4)2.1 地铁车辆的综述 (4)2.2 限界的发展过程 (4)2.3 地铁车辆限界的分类 (5)2.3.1 车辆限界 (5)2.3.2 设备限界 (5)2.3.3 建筑限界 (5)2.4 地铁车辆限界计算 (6)2.4.1 车辆限界计算相关概念 (6)2.4.2 A型地铁车辆计算轮廓线 (6)2.4.3 车辆限界的计算原则 (7)2.4.4 车辆限界的计算要素 (9)2.4.5 车站区域车辆限界的计算应符合下列规定 (9)2.4.6 车辆限界的计算方法 (9)第三章A型地铁车辆限界的计算 (13)3.1 车辆限界公式: (13)3.1.1 车体部分 (13)3.1.2 转向架部分 (16)3.1.3 簧下部件 (18)3.1.4 轮缘部分竖向偏移量计算公式 (19)3.1.5 踏面部分竖向偏移量计算公式 (19)3.1.6 受电弓及受流器部分 (19)3.2 A型地铁车辆的具体参数的确定 (20)第四章A型地铁车辆限界的计算 (24)4.1 A型限界主要计算参数: (24)4.1.1 A型车采用受电弓受电。
城市轨道交通车辆限界详解课件
目录
• 城市轨道交通车辆限界概述 • 车辆限界计算基础 • 车辆限界测量技术 • 车辆限界对线路设计的影响 • 车辆限界的优化与调整 • 车辆限界的未来发展与展望
01
城市轨道交通车辆限界概述
限界的定义与作用
限界的定 义
限界的作用
限界的主要类型
01
02
车辆限界
设备限界
参数测量与获取
介绍了车辆限界计算参数的测量与获取方法,以确保计算的准确 性。
车辆限界计算实例
实例选择与背景 计算过程演示 实例结果分析
03
车辆限界测量技术
限界测量方法
静态测量法 动态测量法 激光扫描测量法
限界测量设备
轨道测量仪 车辆限界测量仪 红外线或超声波传感器
限界测量实例
北京地铁10号线车辆限界测量
使用激光扫描仪对北京地铁10号线车辆的轮廓进行测量,得到了高精度的车辆限 界数据,为后续的城市轨道交通安全评估提供了重要依据。
上海地铁17号线动态限界测量
在车辆运行过程中,使用动态测量法对上海地铁17号线车辆的轮廓进行测量,得 到了车辆在不同速度下的动态限界数据,为城市轨道交通的安全运营提供了有力 保障。
05
车辆限界的优化与调整
限界优化的原则与方法
经济性原则
动态调整原则
安全性原 则
适用性原则
科学决策原则
限界调整的时机与步骤
限界调整的时机
审批与实施
调研与收集数据
制定调整方案
分析与评估
限界调整的实例分析
北京地铁限界调整
上海磁悬浮线路限界调整
06
车辆限界的未来发展与展望
新技术对车辆限界的影响
大连地铁1、2号线限界检测方法及缺陷分析
大连地铁1、2号线限界检测方法及缺陷分析发表时间:2019-10-24T10:51:08.200Z 来源:《电力设备》2019年第12期作者:王野[导读] 摘要:地铁工程限界是地铁建设工程的一个重要指标。
(大连地铁建设有限公司辽宁大连 116089) 摘要:地铁工程限界是地铁建设工程的一个重要指标。
为了防止线路上各种设备、设施侵限对列车造成损伤,在线路冷、热滑试验前需要对线路进行限界检测,以保证行车安全。
通过线路限界检测数据和实地确认,对检测过程中的缺陷或超限的原因进行分析总结。
关键词:限界;检测方法;缺陷分析; Boundary detection method and deficiency analysis of Dalian Metro Line 1 Wang Ye(Dalian Metro Group Co.,Ltd, Dalian ,Liaoning, 116021) Abstract: The limit of the subway project is an important index of the subway construction project. In order to prevent the intrusion of various equipment and facilities on the line from causing damage to the train, it is necessary to carry out boundary detection of the line before the cold and hot slip test of the line to ensure the safety of driving. Through the line limit detection data and field confirmation, the reason of defect in the detection process is analyzed and summarized. Key Words: Limit; Detection method;Defect analysis;1 概述在线路冷、热滑试验前,必须对线路上建筑结构和安装的机电设备等进行全面的限界检测,以保证行车安全。
地铁限界算法分析与软件实现
地铁限界算法分析与软件实现
陈良龙;孙守光;任尊松
【期刊名称】《铁道车辆》
【年(卷),期】2005(043)001
【摘要】分析了地铁限界的计算方法,介绍了设计开发的地铁限界计算软件,并以国产地铁A型车辆为例,对该软件进行了计算验证.
【总页数】4页(P11-14)
【作者】陈良龙;孙守光;任尊松
【作者单位】北京交通大学,机械与电子控制工程学院,北京,100044;北京交通大学,机械与电子控制工程学院,北京,100044;北京交通大学,机械与电子控制工程学院,北京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】U231
【相关文献】
1.地铁隧道施工偏差限界检测软件开发与应用 [J], 杨亢亢;刘羽劼;薛喆;何佳;骆礼伦;巫世晶
2.地铁车辆限界与设备限界间安全裕量的可靠性再分析——地铁列车与屏蔽门间隙测试 [J], 王永坤;程祖国;孙德明;杨凤春;杨永立
3.地铁车辆限界与设备限界间安全裕量的可靠性分析 [J], 程祖国;陈薇萍;朱剑月
4.基于AutoCAD的轨道交通限界分析自动化软件的设计与实现 [J], 李连生
5.有轨电车动态限界计算软件设计与实现 [J], 杨宇;张济民;耿跃
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车辆限界计算方法及软件开发
车辆限界计算方法及软件开发作者:邵楠吕凤梅景建辉李玉龙石俊杰来源:《中国科技博览》2013年第26期[摘要]本文分析了我国采用的各种车辆限界标准,比较了各标准的特点,介绍了我们开发的铁路车辆限界计算软件。
并以某款动车组为例,对该软件进行了计算验证。
[关键词]限界标准计算软件动车组计算验证中图分类号:TG333.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)26-172-021 前言自铁路诞生以来,限界制定和校验方法经历了一个由由低级向高级、简单到复杂发展的过程,计算方法和理论日趋完善、合理。
铁路最初是以结构限界来校验机车车辆轮廓的。
然后发展到考虑间隙、静态变形和磨耗的静态限界。
在此基础上,进一步考虑悬挂的静态、准静态和部分振动变形,得到了动态限界校核方法。
动态包络线方法考虑了更加全面的因素,包括车辆本身的静态和准静态因素、轨道不平顺、外界条件引起的车辆振动等。
由于限界标准较多,不同标准涉及的参数、公式较多,计算时比较繁琐,高速列车的车体外形及运行情况比较复杂,尤其是通过站台时,仅仅考虑静态限界校核已经不可靠;另外,我国近年来出口的机车、客车、动车组和城市轨道交通车辆日益增多,由于国外的线路条件与国内不同,国内外限界计算方法较多;更多的限界计算要求满足故障、侧风工况下的限界要求,而现有计算标准没有明确计算公式,这些都加重了限界设计人员的计算强度,所以我们开发了铁路车辆限界计算软件,该软件采用可视化操作界面和数据库管理,实现自动数据处理。
2 限界方法对比对我国的既有铁路而言,轨道车辆需要满足GB146.1的车辆限界要求,此限界是静态限界。
高速铁路需要满足TB10621《高速铁路设计规范(试行)》的限界要求,而地铁车辆需要满足CJJ96-2003《地铁限界标准》。
出口国外的车辆需要满足其限界条件,但对很多铁路欠发达国家,没有相关的铁路限界和标准,所以计算方法一般借鉴UIC或者国内标准。
下面从各个方面对车辆限界计算方法进行分析。
大连金州线城轨车辆动态限界计算分析
全性舒 适性 , 降低 轨 道 交通 建 设 费用 , 文 以 大 连 市金 州线 B 本 2型 车 为例 , 绍 了城 介 轨 车辆 限界 和设 备 限界 的计算 方 法 , 以期确 定更 为安 全适 用 、 济合 理 的 车辆轮 廓 线 经
( ) 备 限界 。设 备 限界 是 基 准 坐 标 系 中 位 于 4设 动态计 算 限界外 的一 个 轮 廓 。 除另 有 规 定 外 , 建筑
物及地 面 固定设 备 的 任一 部 分 , 即使 计 及 了它们 的
刚性 和柔性 运 动在 内 , 不得 向内侵入 此 限界 。 均
( ) 态偏 移 及 偏 移 量 。 在 基 准 坐 标 系 内 , 5动 以
城 轨 车 辆 限 界 的 计 算 和 校 核 方 法 经 历 了 由 简 单
的侧 滚等 都 没 有 考 虑 。 因此 U C 0 I5 5和 B Srb用 Ot a
于城 轨动 态 限界 的计 算 都有 不足 之处 。实 际上 影 响 车辆 动态 限界 计 算 的 因素 有 的是 非 随 机 因 素 , 的 有 是 随机 因素 。如 车辆 隧道 外 遇 到 的 侧 风 、 道 的不 轨 平顺 、 系和 二 系悬挂 的 动挠度 等都 是 随机 因素 , 一 同
I
30 2 o
2 2 车 辆基本 参数 及 车辆轮 廓 线的坐 标 . 车辆 基本 参 数 如 下 : 辆 基 本 长 度 1 车 辆 车 9 m;
≤1 。车辆 轮廓 线坐 标如 表 1所示 。 4t
2 3 计算 车辆 轮廓 线 的坐标 及 动态计 算 限界 图 . 按 C J6—2 0 J9 0 3的计 算 公 式 , 金 州 线 车 辆 及 将
悬挂式单轨交通限界计算研究及方法分析
是 由线 路 和车辆 组 成 。该 制 式 交 通 系 统 的转 向架 结 构
是其最 重要 的走 行 系统 , 如 图 2所示 。 1 . 2 悬挂 式单轨 交通 系统 限界 的特 点 悬 挂式 单轨 交 通 的 限界 问 题 与 一 般 的 轨 道交 通 相
比有很 大 的特 点 , 主要 表 现在 以下 3点 :
悬挂 式 单 轨 交通 限界 计 算研 究 及 方 法分 析
刘 文龙 , 徐 延海 , 吴 晓。 ,王 建。 ,王春 波。
( 1 西 华大 学 汽车 与交通 学 院 ,四川成 都 6 1 0 0 3 9 ;
2 汽车测 控 与安全 四川 省重 点实验 室 ,四川 成都 6 1 0 0 3 9 ;
图1 悬 挂 式 单 轨 交 通 线 路 及 车 辆
ห้องสมุดไป่ตู้
第 6期
悬 挂 式 单 轨 交 通 限界 计 算 研 究 及 方 法 分 析
3 中国 中铁 二 院 工 程集 团有 限公 s - - J ,四川 成都 6 1 0 0 3 1 )
摘 要 针 对城 市 轨 道 交 通 中 悬挂 式单 轨 交 通 车 辆 特 殊 的 结 构 特 点 和 运 行 方 式 , 对 该 制 式 交 通 限 界 的 计 算 方 法 进
行 了研 究 分 析 。首 先 , 较 系 统 的 分 析 了悬 挂 式 单 轨 车 辆 的结 构 和 特 点 , 在此基础 上通过 利用 ( C J J 9 6 —2 0 0 3 ) 《 地 铁 限界标准》 对该制式交通限界进行公式计算 ; 然后 , 结 合 动 力 学 建 模 仿 真 的方 法 对 悬 挂 式 单 轨 交通 系 统 限 界 的 计 算 进 行 动 态 轮 廓 的 研 究 最后 , 针 对 两 种计 算 方 法 得 到 的 限 界 计 算 结 果 进 行 对 比分 析 。结 果 表 明 , 得 出 了利 用 动 力 学 方法在悬挂式单轨交通系统限界研究中的作用特性和限界计算的研究方法 , 为 悬挂 式 单 轨 交 通 工 程 限 界 研 究 提 供
地铁车辆限界的计算方法相关探讨
地铁车辆限界的计算方法相关探讨发布时间:2022-03-30T11:06:18.121Z 来源:《福光技术》2022年5期作者:狄仕磊[导读] 地铁是我国城市交通的重要设施,为城市解决交通拥堵问题提供了良好帮助。
中铁第一勘察设计院集团有限公司摘要:地铁是我国城市交通的重要设施,为城市解决交通拥堵问题提供了良好帮助。
地铁车辆限界是地铁限界设计时考虑的重要因素之一,制定准确的地铁车辆限界可以确保地铁行驶的安全性和稳定性,也有利于工程投资控制。
目前我国的地铁车辆限界技术仍处于发展研究阶段,本文对地铁车辆限界的计算方法进行分析,并对地铁车辆限界计算方法运用中的重难点加以探讨。
关键词:地铁车辆;车辆限界;计算方法一、地铁车辆限界计算概述地铁限界是指为防止地铁车辆在实际行驶中发生碰撞到旁边建筑物和设备的情况,在地铁线路周围设置不能越过的界限来保证地铁车辆行驶安全。
限界计算分为车辆限界、设备限界和建筑限界。
其中,车辆限界是指车辆在轨道上按照区间最高速度等级并附加瞬时超速、过站速度运行,考虑静态因素、动态因素等多种影响因素后产生的车辆各部位横向和竖向动态偏移后形成的“动态包络线”。
静态因素是指已经在车辆截面建造好的投影,由车辆轨道公差、车辆弹簧、不均匀磨耗、弹性变形量等决定;动态限界是指车辆在轨道上正常行驶中,因为外力、车辆振动、悬挂故障等因素可以允许车辆偏离轨道中心的最大值,地铁车辆必须在最大值之下能够正常行驶。
设备限界是指在地铁轨道上的安装设备在计及了安装误差、安全余量后不能进入的限界,通常设备限界的位置在车辆限界以外并存在固定的间隔,用来控制轨旁设备的安装位置。
建筑限界是指轨道建筑建设中允许的施工、测量最大误差、结构永久形变等因素导致建筑发生偏移后不能超过的限界。
因此,地铁车辆限界的计算方式可以概括为:首先通过地铁车辆的设计截面加上车辆制造允许的最大误差值得到静态限界,在将静态限界的范围加上车辆在正常行驶中可能发生的零件位移、形变等现象造成的变化得到动态限界。
有轨电车动态限界计算软件设计与实现
文 献标 识码
DES I GN AND I M PLEM ENTATI oN oF DYNAM I C GAUGE CALCULATI oN
SoFTW ARE FoR TRAM S
Ya n g Y u Z h a n g J i mi n G e n g Yu e
杨 宇 张济民 耿 跃
( 同济大学铁道 与城 市轨 道交通研究院 ( 上海汇煦交通科技 有限公司 上海 2 0 1 8 0 4 ) 上海 2 0 1 1 0 8 )
摘 要
针对 目前 没有 形成 有 轨 电车结 构和模 块 编组 特 点 的限界计 算方 法 的现状 , 提 出有轨 电车动态 限界 ( 水
件 可供 有轨 电车车 辆 限界设 计参 考使 用 。
关键 词 中图分 类号 有 轨 电车 动态 限界 T P 3 解 析几 何 A M a t l a b G U I D O I : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 - 3 8 6 x . 2 0 1 7 . 1 2 . 0 2 6
平限界) 算法。该算法基于解析几何方法 , 结合列车动力 学分别推导 出有轨电车在直线和 曲线运行情况下 以及 有、 无强侧 向风情况下车体横 向偏移量 , 计算出车辆动态限界。 同时通过 M a t l a b 软件开发平 台设计 了有轨 电车动 态限界计算软件。该软件具有导入计算参数与导出计算结果 的功能, 通过软件计算 , 可以得到不 同运行情况下有 轨 电车 车辆 横 向限界 值 。最 后给 出计 算实 例来 对算 法进 行验 证 , 实验 结果表 明 , 该 算法 满足 实践 工 程 需求 。该 软
城市轨道交通限界会签辅助软件开发
随 着 城 市轨 道 交 通 的迅 速 发 展 ,轨道 交 通 项 目迅 速 增 加 , 铁路 设计 院承 担 了大 量 设计 工作 。 繁
基于移动三维激光扫描仪的地铁限界测量分析
基于移动三维激光扫描仪的地铁限界测量分析刘云峰;董燕;柳志云【摘要】传统架站式三维激光扫描技术在地铁限界测量中,存在采集数据繁琐,点云处理难度高等问题,同时现有的限界分析软件测量节点稀少.本文针对以上问题,利用移动式三维激光扫描仪,对昆明地铁某段隧道进行了相对测量.点云数据通过处理,导入专业的限界测量分析软件,完成净空差值测量,测量结果显示,测量区间未有任何超限病害,并快速生成图文一体检测报告,验证了本文提出的地铁限界测量技术,能够提供高效、准确、便利的服务.【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】5页(P116-120)【关键词】移动三维激光;点云处理;地铁轨道交通;限界测量分析【作者】刘云峰;董燕;柳志云【作者单位】昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明 650093;昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明 650093;中国电建集团昆明勘测设计研究院,云南昆明650051【正文语种】中文【中图分类】TP274随着城市交通对地铁轨道交通的需求增加,其路线也随之增多,这无疑对地铁轨道交通的日常运维效率要求越来越高。
而在众多日常检查项目中,地铁轨道限界是保证城市地铁运营安全的重要指标。
目前,国内地铁限界检测的方法根据测量方式可以归纳为,接触式测量、非接触式测量,根据检测平台可以分为便携式测量、机车牵引式测量[1]。
接触式测量中,应用最广的是限界检测车。
检测车通过支架上安装的限界检测模板,与侵入限界的建构筑物接触,引发警报,以达到检测目的,该方法检测设备沉重,操作繁琐,检测不精准,且每次使用之前需进行变形检测,以免产生测量误差。
非接触式测量中,主要有全站仪测量,断面仪测量,电视摄像测量,地面三维激光测量等。
这些检测方法中,全站仪测量和断面仪测量数据采样少,检测率低,工作效率慢,无法实现高效全面的检测[2];电视摄像测量是对获得的隧道断面图像进行矫正配准,从图像中提取隧道断面的轮廓,但所提取的轮廓需要进行细化及误差修正,处理过程容易丢失限界信息且产生人为误差[3];地面三维激光测量具有扫描精度高,速度快等优点[4],虽然能够实现全面的限界检测,但数据采集效率低,外业采集前需进行现场勘查,确定采集方案等,采集过程中无法避免人员遮挡,干扰点云多,数据处理过程中依赖辅助标靶[5],多站点云拼接存在误差传递,最终影响测量精度。
复杂工况下地铁车辆限界精细化分析
复杂工况下地铁车辆限界精细化分析周博;王枫【摘要】基于《地铁限界标准》CJJ96-2003,以某B2型地铁车辆为例,在求得其隧道内外直线区间车辆限界的基础上,进一步对该车在直线过站、抗侧滚扭杆失效、空气弹簧破损和过充等多种非标准复杂工况条件下的车辆限界进行精细化分析,提出相应的计算思路及方法,具有一定的工程应用价值.【期刊名称】《大连交通大学学报》【年(卷),期】2018(039)006【总页数】5页(P19-23)【关键词】地铁;车辆限界;偏移量【作者】周博;王枫【作者单位】大连交通大学机车车辆工程学院,辽宁大连 116028;大连交通大学机车车辆工程学院,辽宁大连 116028【正文语种】中文0 引言适度紧凑的隧道截面尺寸可降低轨道交通地下工程的建设成本.充分利用隧道空间,尽可能加大车辆截面尺寸可提高车辆的承载能力.如何确定车辆、隧道截面尺寸及车辆与沿线设备及建筑物之间预留的安全空间,是车辆限界计算的核心工作,也是确保车辆安全运行、提高列车运能及乘客乘坐舒适性的关键因素之一.限界的制定原则和计算方法历经多年的理论与实践,目前多体系并存,适用于不同的轨道交通标准.基于考虑影响限界因素多少的不同,得出不同的限界计算方法.只考虑车辆制造公差为结构限界[1].在结构限界基础上计入悬挂系统公差、静态变形及轮轨磨耗为静态限界.我国《标准轨距铁路机车车辆限界GB146.1-83》在横向上为结构限界,在垂向上属于静态限界[2].动态限界则在静态限界基础上进一步考虑车辆运动中力的作用造成车辆相对线路的偏移.国际铁路联盟UIC制定的机车车辆限界为动态限界[3].在上述基础上考虑线路的公差及变形,形成动态包络线限界.我国《地铁限界标准CJJ96-2003》(以下简称CJJ96-2003)规定地铁车辆采用动态包络线限界(以下简称车辆限界)[4].CJJ96-2003给出两种标准工况的计算方法,但车辆实际运行情况远比其规定的复杂.近年来关于车辆限界的研究逐渐深入.文献[5]给出曲线上车辆限界的计算方法;文献[6]提出适当修正车体偏移系数更符合车辆运行实际情况;文献[7]通过实例论述了标准工况车辆限界的计算过程;文献[8]提出保证乘客安全应适当填充车辆与站台间隙;文献[9]用不同方法对车辆限界的计算进行了对比研究;文献[10]用动力学方法研究了抗侧滚扭杆刚度对车辆限界的影响.本文以CJJ96-2003为基础,以某B2型地铁车辆为例,分析其在某些复杂工况条件下的车辆限界,以满足工程建设对车辆限界更为全面、更为具体的要求.1 思路及方法计算车辆主要结构尺寸见图1.从车辆断面轮廓图(略)中提取控制点坐标列于表1(限于篇幅只考虑车体).车辆及线路部分参数见表2.计算时针对不同计算截面(计算截面到相邻中心销的距离)选取不同n值.图1 车辆主要结构尺寸表1 车体轮廓控制点坐标值mm点号XY点号XY0k0.003800.0021208.673343.341k126.043800.0031255.203299.622k305. 003797.0041284.813256.123k679.813786.4851287.843216.754k749.373762.7361306.173216.755k827.853725.2271306.173206.346k880.733687.10813 05.442999.077k910.333644.3391400.0011760.218k920.683601.85101400.0 01077.210p983.203494.90111400.00939.5011208.173417.30121384.94905.93车辆为多刚体组成的弹簧质量系统,运行中车体的横摆、摇头产生的横向平移及侧滚产生的横向偏移耦合构成车体的横向偏移,车体的浮沉、点头产生的垂向平移及侧滚产生的垂向偏移耦合构成车体的垂向偏移.由于平移和侧滚产生的偏移方向存在同向和反向,耦合方式也存在同向和反向两种.横向同向耦合偏移量及垂向向上耦合偏移量的计算公式在标准[4]中已经给出.后续计算中,需将横向同向耦合、横向反向耦合及与两者对应的垂向向上及向下耦合分别算,得到控制点动态变化范围的四个可能位置,比较其数值,并根据车体结构及振动特点取舍,得出该点限界位置.表2 车辆及线路参数(部分)符号要素参数符号要素参数/mmL最大轨距1441mmΔMt14簧下部分竖向制造误差值±1δc线路中心线竖向位差±5mmΔq3一系弹簧横向弹性变形量±4δw0轨道竖向磨耗-10mmΔw2二系弹簧横向弹性变形量±10Δc线路中心线横向位差值±5mmnsd二系弹簧破损最大位移40Aw车体受风面积58m2npu二系弹簧过充最大上升高度35hsc车体重心距轨面高(AW3)1500mmΔfs二系弹簧竖向动挠度±25ΔMt3车体半宽横向制造误差-5mmΔMt10构架横向制造误差值±2ΔMt8车体上部高度尺寸制造安装误差±12mmδw1车轮最大旋削量35ΔMt9车体销外上翘/下垂量-10mmΔXBq车体倾斜量10δ′w1两次旋轮间踏面磨耗12mmΔd轮对横向制造误差值±21.1 隧道内外直线区间车辆限界根据公式求得隧道内外直线区间车体各点偏移量,见表3和表4.将偏移量与原坐标值相加得出各点的车辆限界值,最终得出隧道内外直线区间车辆限界,如图2和图3.与标准B2型车辆限界图对比,各部均不超限.车体横向偏移量沿垂向方向由上到下逐渐减小,侧风对车体测滚影响由上到下逐渐减弱,符合车体簧上侧滚运动特点.表3 隧道外直线区间车辆轮廓点横向及垂向偏移量mm点号△X△Y点号△X△Y0k0.0045.192116.3427.891k-8.6045.733115.4526.892k-8.5446.734114.5726.263k62.9847.985113.7726.194k110.9529.136113.7725. 805k110.1727.457113.5625.806k109.3726.328109.3725.827k108.4825.6898 7.54-1.478k107.5925.461076.53-118.300p117.9731.791175.36-118.301117.8527.901275.13-118.34表4 隧道内直线区间车辆轮廓点横向及垂向偏移量mm点号△X△Y点号△X△Y0k0.00 45.19 293.45 40.191k21.8845.67393.0339.662k21.9246.39492.6239.333k54.7547.82592.2439.304k82.6736.76692.2439.095k82.2835.8 8792.1539.096k81.8935.28890.2139.107k81.4634.95980.7515.698k81.0234. 831075.78-112.860p108.9141.181175.12-112.861 94.1640.191274.97-112.88图2 隧道外直线区间车辆限界图3 隧道内直线区间车辆限界(隧道内外对比)1.2 隧道内直线过站车辆限界CJJ96-2003只针对直线区间限界.对于允许车辆按区间最高速度80 km/h通过的车站,过站限界可采用区间限界.但出于安全考虑,运用部门往往规定车辆过站速度为60 km/h乃至更低.因此与基于区间瞬态超速过程特征确定的区间限界不同,过站限界应基于车辆直线低速运行的随机平稳过程特征来确定.近年来多次出现乘客夹在站台门和车辆之间造成伤亡的情况也促使运用部门提出缩小车辆轮廓和站台间隙的要求.动力学计算在考虑车辆参数、运行速度、风压等因素影响的基础上,能够求得车辆低速运行的振动特性.由于无法考虑车辆及轨道公差等因素,动力学计算无法满足限界计算所要求的最恶劣条件.将CJJ96-2003公式计算和动力学计算结合,先通过动力学计算求出车辆低速运行条件下车体相对线路的偏斜量、悬挂装置的变形量,再通过CJJ96-2003公式求得车辆、轨道公差等因素引起的偏移量,把两者线性累加,得出过站限界.图4为时速60 km/h隧道内直线过站车辆限界的计算结果.图4 隧道内直线过站车辆限界车辆低速运行条件下平稳性的提高,使车辆过站限界比区间限界小.站台边缘与同一水平面内车辆限界间隙也比高速过站时小.但不能仅以此作为站台胶条粘贴位置的依据.当车辆以故障工况过站时其动态偏移量比正常过站工况要大.1.3 抗侧滚扭杆失效时隧道内直线过站车辆限界抗侧滚扭杆装置既能提高车体的抗侧滚能力又不影响车体的垂向及横向刚度,在现代车辆上得到了广泛应用.抗侧滚扭杆失效情况并不常见,但一旦失效会使车体侧滚角增加,车辆运行存在一定安全风险.以下为CJJ96-2003公式中涉及抗侧滚扭杆刚度的参数:式(1)~(4)中,二系弹簧侧滚刚度kφs、重力倾角附加系数S及中间系数均与抗侧滚扭杆刚度kφn有关.当抗侧滚扭杆失效时,将kφn以0计,计算得出图5抗侧滚扭杆失效时车辆限界.图5 隧道内直线过站抗测滚失效车辆限界抗侧滚扭杆失效使车辆限界动态幅度变大,车体横向偏移量增加值沿垂向方向由上到下逐渐减小.但与CJJ96-2003地下直线车辆限界相比不超限.抗侧滚扭杆对车辆的侧滚角度起到一定抑制作用,其失效对车辆限界数值有影响.对于本车来说,在不改变车辆其他参数时,在现有限界标准条件下其失效并不会使车辆超限.1.4 空气弹簧失效时隧道内直线过站车辆限界通常一辆车有四个空气弹簧,同时失效的可能性极低.为便于计算并综合考虑空气弹簧组合失效对车体偏移量的影响,计算时只考虑车辆同一侧两个空气弹簧失效,其动态偏移量大于四个空气弹簧同时或单独一个空气弹簧失效的情况.如车辆上装有传感器能即时监测空气弹簧状态,当空气弹簧失效时会限速5 km/h 运行,此时车辆限界计算完全以准静态方式处理.当车辆运行状态无法监测时,需考虑空气弹簧失效时车辆以时速60 km/h过站.此时需以动态叠加准静态的方式处理.针对具体失效型式,考虑车体由于空气弹簧失效所产生偏转对横向及垂向偏移量的影响,并与正常工况条件下的动态偏移量累加,得出失效工况条件下的偏移量. 图6为空气弹簧破损失气后车体、空气弹簧和转向架构架三者的相互位置关系.f为车体下部准静态垂向向下偏移量,nsd为空气弹簧失气后其高度下降量,B为底架半宽,2bs为空气弹簧横向跨距.根据几何关系:(6)图6 空气弹簧破损准静态位移同样通过几何关系,可以求出该点横向准静态位移.对于车体上其他控制点的垂向和横向准静态位移可以基于刚体各点间的几何关系求出.空气弹簧过充时的计算方法与上述基本相同.图7和图8为计算得出的时速60 km/h隧道内直线过站空气弹簧过充和破裂失气条件下的车辆限界.空气弹簧过充导致限界动态范围变大.车体顶部垂向超限1.37 mm,但不超设备限界.站台边缘与同一水平面内车辆限界间隙和正常工况相比减小3.31mm.空气弹簧破损失气同样会导致限界动态范围变大.车体肩部横向超限2.91 mm,但不超设备限界.站台边缘与同一水平面内车辆限界间隙和正常工况相比减小6.64 mm.图7 隧道内直线过站空气弹簧过充车辆限界图8 隧道内直线过站空气弹簧破损车辆限界空气弹簧失效时,车体上浮或下移,附加偏转,其横向和垂向偏移量均会增加,其中肩部增加值最大,由肩部往下到下边梁处逐渐减少,符合车体在簧上发生侧滚偏转的运动特点.从限界角度看,空气弹簧破损失气时最危险,车辆限界与站台边缘及站台门的间隙最小.参考车体最宽处横向偏移量及站台边缘与同一水平面内车辆限界的间隙,综合考虑一系弹簧破损等其他因素,可以作为站台门设立及站台胶条粘贴位置的参考依据.一系弹簧如采用钢簧,其破损工况的限界计算参照二系弹簧破损工况.如一系弹簧采用橡胶弹簧,因橡胶弹簧一旦破损会失去承载能力,车辆必须立刻停止运行并将破损弹簧更换.故障工况的限界计算一般只考虑独立故障工况,不考虑多故障同时发生的组合情况.2 试验验证由高速相机、交换机、计算机、激光光源、同步信号发生器及位置信号传感器组成的动态限界测量系统对处于试验运行阶段的车辆进行了限界实测.实测数据显示车体各处动态限界数值比理论计算值小15%~25%.其原因在于车辆运行初期各部磨耗量甚小,且车辆的实际运行很少会处于理论计算所基于的极限位置.两者差值在客观允许范围内.将持续跟踪车辆限界的变化情况.3 结论(1)车体在隧道内外直线区间上的限界不超限.侧风对车体横向偏移量的影响,沿车体垂向方向由上到下逐渐减小;(2)基于直线低速运行的随机平稳过程特征的过站状态,与基于区间瞬态超速过程特征的区间状态相比,车体偏移量减小;(3)抗侧滚扭杆对车体侧滚角度起到一定抑制作用,其失效会增大车体偏移量.是否超限与抗侧滚扭杆的刚度有关,也与车辆其他参数相关;(4)空气弹簧无论过充还是破损失气,与正常工况相比,均会造成车体偏移量增加.空气弹簧破损失气对车辆限界的影响更大;(5)实测有助于进一步研究线路及车辆状态对限界的影响.设计阶段的车辆限界计算为车辆的安全运行提供了安全可靠的保证.参考文献:【相关文献】[1]严隽耄.车辆工程[M].3版,北京:中国铁道出版社,2009:11.[2]中华人民共和国铁道部.GB 46.1-1983 标准轨距铁路机车车辆限界[S].北京:中国标准出版社,1983.[3]International Union of Railways.UIC505-1-2006 国际铁路联盟铁路车辆限界标准[S].巴黎:国际铁路联盟(UIC),2003.[4]同济大学铁道与城市轨道交通研究院.CJJ96-2003地铁限界标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50157- 2013地铁设计规范规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.[6]滕万秀,程亚军.车辆限界计算方法对比研究[J].都市快轨交通,2009,22(4):40- 45.[7]陶功安. 地铁车辆限界计算[J]. 电力机车与城轨车辆,2006,29(3):8- 13.[8]陈中杰.地铁限界问题探讨[J].电力机车与城轨车辆,2007(6):49- 50,54.[9]罗仁,滕万秀,干峰.铁道车辆动态包络线计算方法研究[J].铁道车辆,2014,52(3):1- 5.[10]马荣成.抗侧滚扭杆失效状态下时速200 km/h客车车辆限界分析[D].成都:西南交通大学,2016.。
基于AutoCAD的轨道交通限界分析自动化软件的设计与实现
基于AutoCAD的轨道交通限界分析自动化软件的设计与实
现
李连生
【期刊名称】《铁道建筑》
【年(卷),期】2006(000)006
【摘要】结合将既有城市人防隧道工程改作轨道交通线路的实践,针对既有人防隧道利用时限界适应性分析的技术手段做一简单分析,并详细阐述了限界分析自动化软件的设计、分析及实现方法等内容.
【总页数】3页(P93-95)
【作者】李连生
【作者单位】陕西铁路工程职业技术学院,陕西,渭南,714000
【正文语种】中文
【中图分类】U2
【相关文献】
1.基于AutoCAD平台的工程量计算自动化软件的开发和应用 [J], 邱章云;胡志勇;胡天祥
2.哈尔滨市轨道交通一期工程7381既有隧道测量及限界分析研究 [J], 姜庆滨;
3.哈尔滨市轨道交通一期工程7381既有隧道测量及限界分析研究 [J], 姜庆滨
4.基于数据库技术的办公自动化软件的设计与实现 [J], 王玉叶;刘毅敏;彭浩林
5.既有隧道改用城市轨道交通线路的线路设计与限界分析 [J], 李海锋;顾保南
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城市轨道车辆铁道车辆第43卷第1期2005年1月文章编号:1002—7602(2005)一0011—04
地铁限界算法分析与软件实现
陈良龙,孙守光,任尊松
(北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044)
摘要:分析了地铁限界的计算方法,介绍了设计开发的地铁限界计算软件,并以国产地铁A型车辆为例,对该软件进行了计算验证。
关键词:地铁;限界;计算软件
中图分类号:U231文献标识码:B
为了改变我国地铁限界无统一标准的状况,实现地铁限界的通用化、系列化和标准化,建设部颁布了行业标准CJJ96—2003《地铁限界标准》(以下简称《标准》)。
《标准》将地铁限界按不同的功能分为车辆限界、设备限界和建筑限界,在新建或续建的工程中,必须遵守《标准》中各种限界的计算规定;当选用与《标准》不同的车辆和轨道参数时,应进行车辆限界的核算,不得超过《标准》规定的车辆限界,并应符合《标准》规定的设备限界和建筑限界。
《标准》的制定具有重要的意义,但是《标准》中各种限界规定涉及到相当多的参数、公式以及各种特殊限制,在具体计算时十分繁琐,这在很大程度上限制了《标准》在工程中的应用。
有鉴于此,笔者设计并开发出了配合《标准》使用的地铁限界计算软件,该软件基于面向对象原理,操作简便,并具有较高的计算精度,方便了《标准》的应用和推广。
1地铁限界
1.1限界发展过程
限界的发展经历了静态限界、动态限界、动态包络线限界几个阶段。
限界的制定和校验也经历了一个由简单到复杂、由低级到高级的发展过程。
限界的计算方法和理论也日趋完善、合理。
从限界发展的趋势来看,限界计算所考虑的车辆位移要素越来越多,这为更加充分利用限界空间提供了可能性,同时也相应增加了限界校验的计算工作量。
国内外限界计算的方法很多,而且采用不同的计算方法将得到完全不同的计算结果。
《标准》所采用的算法是综合了国内外最新的计算方法,并在我国设计、施工实践的基础上建立的新的理念和方法。
这种算法
收稿日期:2004一06一04
作者简介:陈良龙(1980一),男,工程硕士研究生。
综合了国内外各种限界算法的利弊,取长补短,能全面地计算地铁车辆可能发生的各种位移,确定车辆的动态包络线极限轮廓,并以此制定出不必设置过大安全裕量的设备限界,使其安全性和经济性得到了统一。
1.2相关概念
(1)基准坐标系:垂直于直线轨道线路中心线的二维直角平面坐标。
横坐标轴(x轴)与设计轨顶平面相切,纵坐标轴(y轴)垂直于轨顶平面,该基准坐标系的坐标原点为轨距中心点。
(2)偏移及偏移量:在基准坐标系内,车辆横断面上各点因车辆本身原因或轨道线路原因,在运行中离开原来在基准坐标系中所定义的设计位置称为偏移,偏移以毫米(mm)为单位的量值称为偏移量。
在第1坐标方向的偏移称为一侧横向偏移,在第2坐标方向的偏移称为竖向(向上、向下)偏移。
(3)计算车辆:制定限界时设定的一种车辆,包括各项构造参数、横断面轮廓尺寸及水平投影轮廓尺寸等,均是车辆限界设计计算的依据。
计算车辆横断面上最外点的连线为计算车辆轮廓线。
(4)车辆限界:计算车辆在平直线的轨道上按规定速度运行,计及了规定的车辆和轨道的公差值、磨耗量、弹性变形量以及车辆的振动等正常状态下运行的各种限定因素,而产生的车辆各部分横向和竖向动态偏移后的统计轨迹,并以基准坐标系表示的界线。
(5)设备限界:基准坐标系中在车辆限界外另加了未计及因素安全间距(包括一系和二系悬挂故障状态)的界线。
(6)建筑限界:位于设备限界外的限线,任何沿线永久性固定建筑物,包括施工误差值、测量误差值及结构永久变形量等均不得向内侵入的限界。
1.3《标准》的限界算法
1.3.1车辆限界计算方法
车辆限界以地铁限界断面外形的设计轮廓控制点
地铁限界算法分析与软件实现
作者:陈良龙, 孙守光, 任尊松
作者单位:北京交通大学,机械与电子控制工程学院,北京,100044
刊名:
铁道车辆
英文刊名:ROLLING STOCK
年,卷(期):2005,43(1)
引用次数:0次
1.CJJ96-2003.地铁限界标准
2.张振城市轨道交通 2001
3.严隽耄车辆工程 1992
1.期刊论文孔令洋.梁青槐地铁限界CAD系统设计及开发研究-都市快轨交通2004,17(6)
地铁限界直接影响地铁土建工程的规模及造价,是工程设计的重要工作内容.本文在分析限界设计内容、方法的基础上,提出了以AutoCAD为图形平台进行地铁限界CAD系统二次开发的设计思想和总体框架,建立了系统数据库,实现了地铁限界的信息化管理和自动设计.系统将限界的计算、设计、成图集成在一起,提高了地铁限界设计效率.
2.期刊论文张春飞.ZHANG Chun-fei地铁限界设计分析-北方交通2008,""(8)
地铁限界计算是地铁设计中较为复杂与繁琐的工作,而且其数据多、步骤多.介绍了地铁限界的定义、限界确定的原则、限界的类型及各种断面隧道的建筑限界.
3.期刊论文孔令洋.梁青槐.梁睿地铁限界CAD系统设计及关键技术研究-交通与计算机2004,22(6)
地铁限界直接影响地铁土建工程的规模及造价,是工程设计的重要内容.文章在分析限界手工设计内容方法的基础上,提出了以AutoCAD为平台进行地铁限界CAD系统二次开发的设计思想和总体框架,并对其关键技术进行了分析.
4.学位论文李儒英地铁限界检测系统研究2008
本文综合研究国内外地铁限界检测的技术现状,提出了基于激光扫描的非接触式地铁限界检测系统。
地铁限界检测系统以计算机为中心,激光扫描系统采集相关信息,通过串行通信端口传送信息给计算机进行处理。
采集里程信息的光电式传感器输出信号经前置机调理模块调理后直接送到主机中的A/D板卡中处理,简化了系统,提高了可靠性。
利用Bodand公司开发的C++Builder语言设计一套控制软件,对串行通信端口RS232进行操作和控制,并设计一套算法将隧道断面的扫描数据与前置机的里程信息结合,根据各种线路情况,在检测主机上实时显示保准限界和扫描断面的图像,并将扫描结果与预先保存在检测程序配置文件中的标准限界数据进行比较,如果有物体侵入限界,系统发出声音报警
,同时检测的超限结果保存在超限数据库内,检测结束后可以对超限结果进行查询。
设备系统误差、检测车位移引起的测量空白以及检测车车体振动影响测量精度,为了更加准确地判断地铁限界的超限情况,地铁限界检测系统针对这三方面分别提出了改善测量精度的措施。
调试后,将地铁限界检测系统运用到南京地铁1号线,检测结果与实际情况相符,证明了系统设计的合理性和可行性。
5.期刊论文李儒英.吴积钦.曾明.Li Ruying.Wu Jiqin.Zeng Ming基于激光测量的地铁限界检测系统-都市快轨
交通2007,20(5)
将激光测量系统(LMS)应用于地铁限界的快速检测系统中,实现对限界的一种非接触式检测,测量、采样数据速度快;将检测数据与标准数值实现自动比较,把数据和曲线图作为检测结果,快速检测地铁限界,用以指导竣工验收和日常运营维护.
6.期刊论文王建.WANG Jian利用既有隧道修建地铁的贯通性限界测量及分析-隧道建设2006,26(6)
在哈尔滨市利用7381人防工程建设轨道交通一期工程,介绍了利用既有隧道修建地铁所需要进行的贯通性限界测量工作,通过对比分析实测横断面与设计限界之间的关系,以此进行隧道贯通性限界分析、研究,得出初步结论.
7.学位论文孔令洋地铁限界设计CAD系统研究与开发2005
本文对地铁限界设计CAD系统研究与开发进行论述,文中在分析限界计算、设计内容方法的基础上,提出了以AutoCAD为图形平台进行地铁限界设计CAD系统二次开发的设计思想和总体框架,建立了系统数据库,重点解决了工程启动及图形自动绘制等关键技术,实现了地铁限界设计CAD系统。
系统内嵌式于AutoCAD之中,使限界设计计算和绘图工作融为一体,实现了AutoCAD绘图功能与系统辅助设计功能的有机结合。
利用本系统,可以进行车辆限界、设备限界、建筑限界、车站限界的计算、设计及绘图,进行地铁设备管线布置,自动生成数据报表和设计说明文档。
系统的建立提高了地铁限界设计的设计速度、设计质量和设计效率,降低了设计成本,实现了设计数据的信息化管理。
8.期刊论文刘永中地铁设备限界的检测方法-隧道建设2005,25(4)
通过在实际工作中对地铁设备限界检测方法、检测过程、检测精度、检测中可能遇到的问题的论述,得出了几点体会.
9.会议论文朱剑月.沈培德.罗湘萍.徐博铭《城市地铁限界标准》中车辆限界和设备限界的计算2003
限界技术是城市轨道交通建设关键技术之一,关系着城市轨道交通各项工程的规模、投资及建成后运行的安全问题.本文结合城市地铁限界国家行业标准的编制,介绍了标准中隧道内直线段受电弓受流方式A型与B型车辆轮廓线的确定以及车辆限界、设备限界和建筑限界的计算方法,开发了基于Fortran PowerStation的车辆限界计算程序,降低了限界计算工作强度,提高了工作效率.
10.会议论文倪昌论车辆限界计算方法2003
本文回顾了我国以往采用的车辆限界计算方法,分析其存在的缺陷,介绍国外先进的轨道交通限界理论和即将编制完成的《地铁限界标准》编写方针.
本文链接:/Periodical_tdcl200501004.aspx
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