高速磁浮线路偏差对列车运行舒适性的影响研究

高速磁浮线路偏差直接影响着列车行车安全性、运行平稳性和舒适性。本研究结合高速磁浮线路检测特点，发展高速磁浮线路偏差处理理论，在保证相位和幅值不失真的情况下准确提取高速磁浮线路偏差值；综合运用车辆动力学、桥梁动力学和控制理论基本原理，从车线动力相互作用的本质机理出发，研究建立满足线路偏差对运行舒适性影响分析的数学模型，并结合实测数据对模型进行全面验证；在此基础上研究线路局部偏差、谐波不平顺、实测线路偏差及其组合对运行舒适性的影响规律，分析偏差幅值、波长等与舒适性的关系，提出偏差管理阈值和原则，为高速磁浮线路空间维护及解决列车运行舒适性恶化问题提供理论指导。

高速磁浮线路偏差直接影响着列车行车安全性、运行平稳性和舒适性。本研究结合高速磁浮线路检测特点，以实测车载信号为基础，采用解偏滤波、积分、重采样和低通滤波等环节，实现了高速磁浮线路偏差处理，计算得到的偏差与实测结果取得了良好的一致性。综合运用车辆动力学、桥梁动力学和控制理论基本原理，研究建立了满足偏差分析的高速磁浮列车与轨道梁动力分析模型，结合实测结果进行了模型验证，并开发了相应的应用软件，实现了偏差分析与评估。通过对列车与轨道梁相互作用研究，探明了磁浮轨道梁共振机理及共振条件，研究得到：随着运行速度提高，轨道梁动力响应相应提高，在350km/h左右存在一阶二次谐波共振；当列车运行速度超过400km/h时，轨道梁和列车动力响应将被显着放大，为避免轨道梁出现一阶一次共振现象，在设计上，应使轨道梁的一阶自振频率远高于磁浮列车与轨道梁的特征频率（即设计速度与车长比值）。研究了局部梁端偏差、偏差组合、波长等因素对运行舒适性和安全性的影响，明确给出了偏差控制阈值、原则和影响范围，具体控制标准为：线路梁端垂向偏差不宜超过7mm，线路横向偏差不宜超过6mm；线路M形和N形偏差组合最为不利，在实际线路中应尽量避免；42~100m范围内波长对横向舒适性有一定影响，应在维护中注意管理。本项目研究为实际线路运营维护提供了科学依据，为解决列车运行舒适性恶化问题提供了理论指导。