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列车碰撞试验系统及安全评估技术

 
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  列车碰撞事故造成的重大人员伤亡触目惊心。以人为本,保护乘员安全是铁路发展永恒的主题。英、法、德、美及我国均将列车耐撞性要求纳入相关标准。科学再现列车碰撞冲击响应、真实评估列车碰撞安全性能成为世界各国共同关注的焦点问题,是提升我国轨道交通装备制造业国际竞争力亟待解决的难题之一。 直接采用现场铁路线开展列车碰撞试验重复性低、可控性差、试验场景单一、获得参数有限,此前仅美国TTCI拥有实车-刚性墙碰撞试验系统,尚缺少部件、车辆、列车全研究链的列车碰撞实验装备,亟待开展相关实验系统研发及配套评估技术研究。

  围绕上述问题,历时13年,从理论分析、装置研建、试验技术、评估方法开展研究,创新研发了列车碰撞成套试验系统,提出了列车碰撞安全评估技术。

  1)研建了国内唯一轨道车辆实车碰撞试验系统。研发试验车-速度-气压-温度-湿度耦合气动发射可控技术、驱动车的短距自适应变液压力摩擦终止技术、“并联分流、支路合流”的2500吨级碰撞力测试技术等,解决了车辆/轨道/人体耦合的碰撞试验及产品评估难题。目前世界上同类系统仅有两套,本系统2500吨的撞击承载力,比美国大67%;速度精度±0.1km/h。

  2)研建了国内外唯一列车等效缩模碰撞试验系统。提出力流/能量流等效列车缩模碰撞方法,开发自适应变速度跟踪拍摄及图像分析技术。可模拟两列8编组列车互撞、爬车、跳车等,为车辆间耦合互撞导致的穿透破坏、爬车、之字形脱轨等事故成因及演化规律提供研究手段。

  3)提出了列车碰撞安全评估技术。研发涵盖材料、部件及车辆全尺寸、列车等效缩模试验的全研究链列车耐撞性试验评估技术。已全面应用到动车组、客车、机车和城轨列车的耐撞性安全评估。

  已获授权国家发明专利13项;SCI、EI 收录论文68篇;培养博士、硕士研究生36名。

  本成果形成了具有完全自主知识产权的列车碰撞试验系统及安全评估技术,获得国家计量认证(CMA),得到了美国ARA公司、德国TUV公司、英国Interfleet公司等第三方机构的认可。

  完成了包括中国标准动车组耐撞性试验及优化;完成了广深港高速动车组小底架碰撞试验及耐撞性能评估;完成了国内及出口城轨车辆耐撞性试验、评估及优化,已生产城轨车辆1996辆,运营于北京、广州、天津、成都等城市,出口阿根廷、美国、香港等国家和地区1105辆。近3年在系统上开展了901次大吨位碰撞试验,包括美国纽约、波士顿等地铁列车。制订了铁道行业标准《机车车辆撞击试验测试规范》和《动车组车体耐撞性要求与验证规范》,填补了我国列车耐撞性标准空白。具有重大的社会效益和广阔的应用前景。

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