单轨交通应用性分析

城市轨道交通的形式多种多样,作为中等运量的单轨交通,其转弯半径小、占地面积小、拆迁面积少,因此在规划和选线上的适应性有明显的优势。通过了解及研究单轨交通的发展概况、悬挂式和跨座式单轨系统特点、车辆参数及国内外应用情况,对单轨交通在国内的应用性进行分析。     

悬挂式单轨交通信号系统方案研究

悬挂式单轨交通是城市轨道交通的重要组成形式,得到了各城市轨道交通建设方的高度关注,建设前景看好。针对悬挂式单轨交通的工程建设特点,制定合理可行的信号系统方案非常必要。结合当前控制技术、计算机技术和通信技术,对传统信号系统设计的重要方案组成部分:联锁、闭塞、车-地通信等提出合理的工程化实施方案。     

悬挂式单轨交通系统关键技术及适应性分析

悬挂式单轨交通系统起源于一个多世纪前的德国伍珀塔尔,历经百余年的发展,其技术不断更新并在最初浪琴型的基础上衍生出更为先进的SAFEGE型悬挂式单轨系统,可应用于学校、机场、中小型城市等多种环境。悬挂式单轨在我国被划为中低运量城市轨道交通系统的一种,目前国内尚无已运营线路,对其关键技术和适应性的认识仍较为欠缺。通过对德国、日本主要运营线路的特征和技术参数进行介绍对比,总结出悬挂式单轨交通系统在走行方式、车辆、轨道、信号、车站、救援等方面的关键技术,继而通过对其优缺点的分析得出其适用范围,最后指出悬挂式单轨交通系统在我国城市轨道交通领域具有一定的市场前景。     

LTE在悬挂式单轨车地无线通信系统中的应用

研究目的:随着我国城市化进程的加快,地铁、轻轨等交通方式成为大城市解决交通拥堵和空气污染等问题的重要手段,但一些二、三线城市更加需要经济适用、中低运量的轨道交通方式。因此,本文对悬挂式单轨交通综合车地无线通信系统的技术体制、频率需求、系统功能以及系统架构进行深入研究和探讨。研究结论:(1) TD-LTE作为悬挂式单轨车地综合无线通信系统方案无线通信平台,用于综合承载信号列控、调度集群通信、列车运行状态信息、PIS、CCTV等业务的无线传输,具有简化系统、节省系统维护费用等优点;(2)提出的一种基于LTE的悬挂式单轨交通车地综合无线通信系统设计方案,在保障CBTC业务高可靠传输的同时,通过单个LTE系统实现悬挂式单轨交通的CBTC、调度语音、车载PIS和CCTV等业务的综合承载;(3)本研究成果对城市轨道交通综合无线通信系统的长期技术演进有一定的指导意义。     

中小城市发展中低运量轨道交通系统研究

中低运量的城市轨道交通具有布设灵活、运量适中、经济适用及建设周期短等优势,与中小城市的未来发展相契合。首先介绍跨座式单轨、悬挂式单轨、现代有轨电车等几种中低运量城市轨道交通制式,并从优化出行结构、促进城市发展、打造城市名片等方面分析中小城市发展中低运量轨道交通系统的必要性;然后以广东省阳江市为例,从国家政策、产业技术成熟度、城市适应性、环保性、经济性等方面分析各系统制式的可行性,并推荐该市采用现代有轨电车的方案。     

中小型山地城市轨道交通制式比选研究

作为城市轨道交通建设中需要解决的首要问题,制式比选是项目建设初期的重点。文章以四川省攀枝花市为例,从审批政策风险、技术可靠性、环境适应性、建设及运营成本、预留未来发展空间等角度,对中小型山地城市轨道交通制式进行比选研究。从运量、自然条件角度考虑,有轨电车、悬挂式单轨、跨座式单轨3种制式均可供选择,但受审批政策的影响,现阶段有轨电车仍是确保建设顺利推进的唯一选择。随着审批政策的进一步明确,小型化的跨座式单轨及悬挂式单轨将充分发挥其在适应特殊自然环境方面的优势,为中小型山地城市建设城市轨道交通提供全新的制式解决方案。     

悬挂式单轨道岔结构选型与系统设计

研究目的:悬挂式单轨作为一种中低运量交通制式,在中小城市轨道交通及景区观光线路中具有明显的优势。在总结国外悬挂式单轨交通应用的基础上,对悬挂式单轨道岔结构类型、结构特点进行对比分析,提出了我国悬挂式单轨道岔结构选型建议;结合悬挂式单轨交通特点,提出悬挂式单轨道岔结构系统设计建议。研究结论:(1)悬挂式单轨道岔可采用可动心辙叉道岔,道岔侧股采用单圆曲线线型;(2)悬挂式单轨道岔结构设计应系统考虑道岔线型、道岔梁结构设计、道岔转辙系统设计、道岔梁支座及供电轨等接口设计、运营维护设计等因素;(3)为了提高维修维护效率、减小维修维护工作量,降低后期运营风险,建议设置道岔运维监测系统;(4)该研究成果可为悬挂式单轨道岔系统设计提供参考。     

吴江单轨桥梁选型研究

研究目的:结合吴江单轨交通的工程实际情况,从桥梁的角度出发,研究跨座式单轨和悬挂式单轨的技术特点及适用范围,分析单轨交通的结构体系,根据不同的材料确定合适的截面形式,剖析下部结构的结构形式、构造措施以及单轨交通的施工方法,旨在找出适合吴江单轨交通的桥梁结构形式和施工工法。研究结论:通过比较分析得出:(1)跨座式单轨交通比悬挂式单轨交通更适合吴江单轨工程;(2)从经济、施工等方面来看,简支梁结构体系优于连续梁结构体系;(3)结合景观及环保要求,桥墩和梁部推荐采用钢结构,基础采用钢筋混凝土结构,支座采用铸钢拉力支座;(4)本工程梁重约15 t,墩高约8 m,推荐采用汽车吊装架设的施工方法;(5)本文研究成果适用于单线跨座式单轨交通。     

地震作用下悬挂式单轨结构动力特性研究

悬挂式单轨结构轨道梁为开口钢箱梁,具有结构刚度小、活载与恒载比值大、宽跨比小和结构阻尼比小等特点。文章利用MIDAS Civil分析悬挂式单轨结构不同跨度、墩高及形式(连续梁和简支梁)的振动特性和地震响应规律。研究结果表明,其结构主要振型以轨道梁横向弯曲变形、梁墩扭转和弯曲变形为主,墩高、跨度、结构形式以及行车对结构抗震性能影响较大;采用20m跨度、矮墩、简支形式的设计方案有利于结构体系的抗震性能;目前运营的悬挂式单轨结构能够满足城市轨道交通抗震设防要求。     

国内外跨座式单轨车应用概况及其电气牵引系统技术方案分析

基于城市轨道交通快速发展的大背景,阐述了跨座式单轨车和悬挂式单轨车的发展历程,以及国内外跨座式单轨车的应用情况,探讨跨座式单轨车的技术成熟度。重点介绍了跨座式单轨车电气牵引系统的主要方案及特点,对比分析了主要接地保护方案的优劣,展望跨座式单轨车后续发展的关键技术及推广情况。     

悬挂式单轨车辆走行轮失效对曲线通过及运行平稳性影响的仿真分析

悬挂式单轨车辆走行轮在车辆运行中起到承载和传力的重要作用,其走行轮失效对悬挂式单轨车辆运行性能有重大影响。通过多刚体动力学理论建立悬挂式单轨车轨耦合动力学模型,仿真分析了不同工况下走行轮失效对单轨车辆曲线通过及运行平稳性的影响。仿真结果表明:空载状态下走行轮失效的悬挂式单轨车辆在曲线半径100 m的线路上限速为35 km/h,而满载状态下走行轮失效的车辆一直处于不安全状态,需要尽快行驶到就近站点疏散乘客;同侧走行轮失效对单轨车辆的影响趋势基本一致;在相同行车速度下,走行轮失效时竖向平稳性指标出现了部分数值超过3.0的情况,说明走行轮失效时车辆的运行平稳性会变差。仿真研究结果可为走行轮失效的悬挂式单轨车辆运行提供参考。     

悬挂式单轨列车再生制动能馈装置研究

悬挂式单轨作为一种新型的交通型式,已在我国多座城市建成示范线并正在进行商业推广。本文的研究旨在通过对几种再生制动能量吸收装置的比选分析,将传统的再生制动能量吸收理念引入到悬挂式单轨交通领域。结合目前正在设计实施的崇礼旅游基础设施空中列车项目,根据设定的前置条件,分析计算列车制动电流和功率,选择能馈装置容量,并就各种运行工况分析能馈装置的能量吸收能力,得出能馈型装置适用于悬挂式单轨再生制动能量的吸收,基本满足列车电制动要求的结论。     

悬挂式单轨车制动盘摩擦仿真分析

基于ANSYS 12.0有限元软件,建立了日本千叶县0系悬挂式单轨车制动盘有限元模型。根据悬挂式单轨车的实际情况确定了制动初始参数,提出了改进的热功率法,并仿真计算了悬挂式单轨车制动盘在正常制动下的温度场、应力场情况。仿真结果表明:千叶县0系悬挂式单轨车的制动盘在制动时满足性能要求,但存在径向变形过大的问题。     

悬挂式单轨车辆再生能量特性研究

悬挂式单轨工程由于车辆不设置车载电阻,其制动时产生的再生能量依靠设置于变电所的再生能量吸收装置吸收。目前国内悬挂式单轨工程供电系统再生能量吸收装置的设计方案,大多照搬地铁或有轨电车惯用做法,并未对该制式的再生能量特性进行细化研究。文章以国内某城市实际工程为研究对象,建立单列车和不同行车密度运行时仿真模型,研究各牵引变电所再生能量吸收装置吸收峰值功率、能量值、吸收范围和吸收趋势,总结悬挂式单轨车辆再生能量特性,研究结论对悬挂式单轨工程再生能量吸收装置的选型及布置方案设计有一定的借鉴和指导意义。     

悬挂式单轨列车曲线通过性能分析

曲线通过性能分析是转向架设计的基础之一。使用多体系统动力学软件建立悬挂式单轨列车-轨道系统60自由度动力学模型,模型考虑轮胎-轨道接触非线性,空气弹簧和抗横摆减震器弹簧非线性。模拟悬挂式单轨列车通过曲线轨道时导向轮与轨道间法向接触力的动态变化过程,研究了空气弹簧水平刚度和轨距变化对转向架曲线通过性能的影响。结果表明:悬挂式单轨列车转向架具有不同于传统轨道车辆的曲线通过形态;空气弹簧水平刚度对转向架的曲线通过形态和导向轮法向接触力有显著的影响,水平刚度为0.01 MN/m时,相较于水平刚度0.1 MN/m,最大导向轮轨法向接触力可减小63.2%;轨距变化对转向架的曲线通过性能影响不明显,减小空气弹簧水平刚度可改善转向架的曲线通过性能。     

悬挂式单轨空、重车线路动力学响应分析

基于多体动力学软件Universal Mechanism建立60自由度的悬挂式单轨车辆系统动力学模型,主要基于乘客舒适度评价指标,探讨空、重车以80 km/h速度通过平竖曲线时动力学响应的异同。结果表明,结构的特殊性使得悬挂式单轨驶过缓圆点和缓直点后车体横向摆动幅度明显,车体横向偏角时变率、未被平衡离心加速度及其时变率结果均会产生一个较大的跃变现象,且重车工况下变化量更大。由于重车惯性更大的缘故,导致振动衰减过程中车体横向低频晃动更剧烈,同一平面线路工况下,重车比空车要多3个振动衰减周期;竖曲线条件下空、重车的振动衰减周期基本一致,但重车的最大垂向加速度更大。因此,鉴于空、重车在平竖曲线处动力特性差异的事实,有必要综合考虑两者用以后期悬挂式单轨列车线路参数的确定。     

悬挂式单轨交通运营监控与维修保障平台

针对悬挂式单轨交通存在乘客疏散和救援难度大,设备设施检测和维修不便、运营与维修成本亟待降低等问题,探讨与之相适应的运营与维修管理模式。在此基础上,研究开发悬挂式单轨交通运营监控与维修保障平台,实现综合监测、运营监控、维修保障功能,有利于减员增效和及时消除安全隐患,为悬挂式单轨交通线路安全、可靠、经济地运营提供信息化技术保障,提高运营服务水平。介绍该平台的主要功能、架构设计、硬件设备构成、数据接口及关键技术。该平台已通过具备中国合格评定国家认可委员会(CNAS)资质的第三方测试机构的测评测试。     

重庆跨座式单轨交通

根据跨座式单轨交通的系统特征,重点阐述了重庆轻轨较新线单轨线路的运行条件、土建和设备系统的技术定位,指出了跨座式单轨交通系统广阔的应用前景。