关于高速轨道交通系统安全性的探讨论文

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1、关于高速轨道交通系统安全性的探讨论文.freelax/R式中:h为所需的外轨超高度;Vmax为该段线路的最大行车速度;R为曲线半径。据此,如果列车行驶速度V超出了设计的最大行车速度Vmax,则线路设置超高h后所提供的向心力就不足以抵消惯性离心力(欠超高);当超速达一定的程度,欠超高超过了允许值,则发生脱轨现象。2.3.2最小曲线半径脱轨系数(轮轨间横向作用力Q与垂向力P的比值)是避免列车脱轨的重要控制指标,在高速轮轨铁路中,采用Q/P≤0.8。而在列车高速运行条件下,轮轨铁路的曲线半径对脱轨系数的影响很显著。因

2、此,脱轨系数就制约着线路所允许的最小曲线半径的取值。也就是说,最小曲线半径的取值必须满足脱轨系数Q/P≤0.8。高速铁路最小曲线半径的计算公式为:Vmax为该段线路的最大行车速度;h+hp为实设超高(h)与欠超高(hp)之和的允许值。据此,当列车超速行驶(VVmax)或者外轨超高由于磨损或设置不当而使h+hp变小时,Rmin的值就会变大;这样,列车行驶在小曲线上时就容易不满足脱轨系数Q/P≤0.8,而导致列车脱轨。3磁浮系统对脱轨的各种防范措施分析3.1磁浮系统在构造上防止脱轨的分析磁浮铁路系统(德国的TR系统

3、)在构造上采取了避免脱轨的措施:列车环保线路,几乎排除了列车脱轨的可能性(如图2所示)。除非当车体遭到严重破坏至溃散的程度,车体才有可能从轨道上脱落,而一般的横向力或者撞击是不会导致其脱轨的。可见,从构造上看,TR系统发生脱轨的可能性很小。3.2磁浮系统在技术上防止脱轨的分析TR系统在技术上采取了能够最大限度的保障行车安全的可靠性很强的设计,防止脱轨的措施主要体现在车辆系统和运行控制系统两个方面。3.2.1车辆系统(1)磁浮转向架(悬浮架)。磁浮列车每节车厢设有四个悬浮架,每个悬浮架在车体两侧的底部各安装一个悬

4、浮与推进电磁铁(如图2所示);相邻两个悬浮架之间也在每侧有一个悬浮与推进电磁铁相连,即车辆两侧由悬浮与推进电磁铁首尾相接布满全车,这样,当有若干个电磁铁失效时剩余的大部分电磁铁仍能提供足够的悬浮力保证列车安全运行。另外,每个电磁铁的两端分别有两个独立的控制点,如果一个控制点发生故障,另一个仍能控制该电磁铁继续工作;这样,采用了电气冗余设计,大大提高了系统的可靠性。导向与制动电磁铁的安装设计与悬浮与推进电磁铁相类似,个别电磁铁出现故障不会导致列车运行事故。(2)二次悬挂系统。二次悬挂系统设置了摆杆结构,摆杆与悬浮

5、架相连,可以同时产生侧向和纵向运动,这就保证了列车运行在曲线上时,悬浮架相对于车厢可以有侧向运动自由度。当列车运行中遇到侧向风力或者存在未被平衡的离心加速度时,车厢将产生测滚运动。为了衰减车辆的测滚运动,车厢与磁浮转向架设计了防测滚稳定器,通过液压装置减轻车厢的测滚效应。(3)电气设备。列车在运行中,电磁铁与轨道之间的悬浮间隙控制在8～10mm。间隙信息是通过间隙传感器反馈到车载控制系统,由控制系统自动作出调整。每个电磁铁由两套独立的控制电路进行控制;每套控制电路又设置两个间隙测量单元。如果一个间隙传感器失效,

6、相邻的控制电路仍能反馈间隙信号。这就保证了列车运行中悬浮间隙的稳定性。3.2.2运行控制系统运行控制系统指挥协调整个磁浮列车系统的运行,类似于人体的大脑和神经系统。它包括所有用于安全保护、控制、执行和计划的设备,还包括用于设备之间相互通讯的设备。它采用了检测技术、有线和无线通讯技术、数据处理技术和自动控制技术等,保证了磁浮列车高速安全地运行,并能根据运行中车辆、线路的状况,随时调整运行计划,迅速处理运行中的各种突发事件,大大减小发生事故的可能性。4结束语通过以上对比分析轮轨系统和磁浮系统在构造上和技术上防止脱轨

7、的各种措施,可以得出结论:磁浮系统发生脱轨的可能性更小,较轮轨系统具有更好的安全性。由于至今在世界范围内仍没有长大干线高速磁悬浮铁路的商业运营经验,故本文只能从理论上进行一些分析,而且本人水平有限,有不当之处,望专家学者们指正。