CN102248953A - 一种降低弯道轨面波磨产生的方法 - Google Patents
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Abstract
一种降低弯道轨面波磨产生的方法，包括在行驶车辆上设置弯道速度监控系统，其特征在于：所述的弯道速度监控系统是由车速传感器(3)、里程计数器(4)、数据存储器(2)、计算机(1)、上行下行指令键(5)和显示控制接口(6)构成的车载弯道轨面波磨监控系统；所述监控系统中的车速传感器(3)负责采集车速信号，并同时将数据信号分别同时传输给里程计数器(4)和计算机(1)，所述的计算机(1)除分别与里程计数器(4)和内存转向架纵梁共振频率F的数据存储器(2)建立双向信息传输外，又分别读取上行下行指令健(5)以及向显示控制接口(6)输出显示信号，由此构成完整的车载弯道轨面波磨监控系统。
Description
技术领域：
本发明涉及一种降低弯道轨面波磨产生的方法，属于轨道交通装备可靠性与安全技术范畴。
技术背景：
轨道交通，尤其是城轨交通和地铁，轨道的、尤其是弯道的波磨已经成为重大灾害，例如：轨道迅速磨成波浪状，车轮通过时发生强烈的振动，导致车轮减震器断裂、车轮发生剥离擦伤；使得转向架的构架裂纹，构架上安装的制动支板、天线支架断裂，构架上安装的电机吊杆、齿轮箱吊杆裂纹、断裂；使接地电刷抖动、瞬时断电或击穿轴承油膜和烧损轴承。这些无不加速车辆的走行部零部件的损坏，不仅引发强烈震动影响乘客的舒适度，而且可能因此导致行车事故而危及乘客的生命安全。
当前还没有一种有效的技术手段解决所述波磨的问题。因此，只能孤立地针对轨道进行频繁的打磨维修，但不久又故障依旧。同时也只能对因波磨振动而损坏的车辆走行部的零部件频繁更换或焊接加固。由此引起了大量的备品备件消耗，增加了巨大的维修工作量和费用开支。
轨道交通车辆由于提速的需要，时常出现实际的车速与由弯道半径、内外轨高度差所决定的设计车速不可能良好匹配，甚至相差较多；而在行车时出现横向力，使轮缘与轨侧长久摩擦并试图向轨面爬升，然后跌落。该长久摩擦和跌落冲击，使得低阻尼的构架纵梁发生频率为F的广义共振，于是，本来因弯道内外侧所需线速度不同的同轴车轮与弯道内外轨道之间的打滑磨损，又受到构架纵梁广义共振的周期性附加调制，而使弯道内外轨道发生深度周期性起伏的波磨，以等车速V行车时波磨的长度B出现周期性变化——车速快，波磨长；车速慢，波磨短，B＝V/F。
基于同一原理，直线行车时的轨道接缝、劣质焊缝甚至规律化的蛇形碰撞点所引起的车轮与轨道冲击继而激发纵梁广义共振，也可引起直线轨道在冲击点之后出现长度较短的波磨。因为车轮受到轨道异常点冲击后的瞬时跳跃，也能引起车轮的线速度与车速之间的瞬时差异，亦即车轮与轨道之间接触瞬间的前后脉动，造成对轮轨的相对磨损。
轨道一旦出现波磨，因每列同型号列车通过的车速如旧，则波磨引起的振动、冲击频率等于构架共振频率，便引起恶性循环：从初发的短距离波磨发展为长距离波磨，浅波磨发展为深波磨。因为初发波磨的原因是构架短暂的广义共振，而出现短距离波磨后加速波磨的原因则发展为长时间的共振加广义共振。
上述现象在地铁、城轨交通的弯道上大量发生，而在铁路上较少见的原因在于：地铁、城轨交通的轨道上总是单向运行同一种型号的车辆，每一辆车的每一个转向架的轴距L、构架共振频率F、通过每一个弯道的车速VD等因素都是相同的，所产生波磨的因素、方式相同，对波磨的扩展因素也相同，从而不仅易于产生波磨，也容易使波磨向深度和广度扩展。而铁路的线路上，却因为运行的车辆多种多样，其轴距L、转向架共振频率F不同，各种列车通过弯道的车速VD也有差异，即便某一种车辆通过弯道时引起了初期的波磨，但另一种车辆通过该弯道时却可能磨合该波磨，因此波磨不易发生，更不易扩展；特别是除了客车使用H形转向架存在高增益、长时间的广义共振外，机车和货车都使用不同共振频率、共振增益低、时间短的日字形转向架，它们基本上不引起波磨，且能磨合波磨。
可以预言：如果当代建设的客运专线铁路上运行的车辆型号单一、使用高共振增益的H形转向架、使用同样的弯道车速，并且不考虑车辆转向架轴距L、转向架共振频率F和弯道运行车速VJ的合理匹配关系，同时又不注意合理弯道设计的话，将会出现更多因弯道波磨导致的车辆故障多发问题。
发明内容：
本发明的目的：旨在提出一种能有效降低轨道交通中弯道轨面波磨产生的方法，通过间接或直接控制车速，防止车速不合理所导致弯道轨面波磨的发生或减少波磨，防止波磨引起运载设备强烈震动和共振及所至的车、轨加速损坏；同时又从车辆设计及轨道弯道设计方面提出对轨道弯道和车辆设计着手减少或消除弯道轨面波磨的改进方法。
这种降低弯道轨面波磨产生的方法，包括在行驶车辆上设置弯道速度监控系统、弯道轨道设计改进、或车辆转向架结构改进等，增设阻尼装置，其特征在于：所述的弯道速度监控系统是由车速传感器、里程计数器、数据存储器、计算机、上行下行指令键和显示控制接口构成的车载弯道轨面波磨监控系统；所述监控系统中的车速传感器负责采集车速信号，并将数据信号分别传输给里程计数器和计算机，所述的计算机除分别与里程计数器和内存转向架纵梁共振频率F的数据存储器建立双向信息传输外，又分别接收上行下行指令健的指令及向显示控制接口输出显示信号，由此构成完整的车载弯道轨面波磨监控系统。
所述的车载弯道轨面波磨监控系统的工作原理如下：
A、计算机在从里程计数器读取的当前里程S大于该线路最大里程SZ或等于0，并且当前车速VD等于0时，读取并记忆上下行指令键，如果所述指令键不同于此前记忆的指令键，或当前里程S大于线路总里程SZ时，对里程计数器复位(复零)，并记忆新的指令键；然后，计算机读取记忆指令对应的据数据库中当前车辆的转向架纵梁的共振频率F，车辆的轴距L，对应线路各弯道(1～n)的起点公里标S1(n)和终点公里标S2(n)、对应弯道的设计车速V(n)，和从里程计数器读取的当前里程S，并根据车速传感器的车速脉冲信号计算得到的当前车速VD，计算给出最接近当前车速VD的而又可以避免或减少波磨发生的建议车速VJ，以及需要避免的车速VB；通过显示控制接口6，发送到驾驶员操作提示界面指导驾驶员调整车速，或直接控制车速给定装置，自动将车速调节到与当前车速VD最接近的车速VJ；或事先计算出各弯道的建议车速VJ；
B、里程计数器在车辆运行起点由计算机对计数器复零，然后对车速(车轮转速)传感器发出的、每转动一周产生m(例如m＝200)个的脉冲计数，得到累计脉冲数M，将计数值M送到计算机进行当前里程运S算，按照公式S＝M/m*πD计算，式中D(mm)为车速传感器所在车轮的直径；
C、当车速＞预设速度(单位为：km/h)时，计算机对车速传感器输出的、每转动一周产生m个的脉冲，按照单位时间(如秒：s)进行脉冲计数，得到单位时间(如秒：s)中出现的脉冲数n，按照下列公式当前的车速：VD＝n/m*πD*3.6*10-3；
当在车速≤预设速度(单位为：km/h)时，统计n(例如n＝200)个转速信号脉冲的时间T，按照下列公式计算当前的车速：VD＝n/m*πD/T*3.6*10-3；
D、所述的预设速度为10～40km/h任意数值。
上述车载弯道轨面波磨监控系统，其降低弯道轨面波磨监控方法的步骤如下：
a)初始化；
b)从里程计数器读入当前里程S，如果当前里程S＝0或当前里程S大于该线路最
大里程SZ，执行下一步骤，否则重新进行本步骤；
c)判断指令键，确定车辆上行还是下行；无法确定时，重新执行上一步骤；
d)确定车辆上行还是下行后，从数据库读取所有上行或下行弯道起止里程(S1(1)、S2(1)，…，S1(n)、S2(n))及设计车速(V(1)，…，V(n))；
e)读取轴距L，读取或测量构架共振频率F；
f)获取当前车速VD，并读取当前里程S；
g)当当前里程S大于该线路最大里程SZ，返回步骤b；当当前里程S不大于该线路最大里程SZ，读取弯道数I，对弯道计数器赋初始值1；
h)比较弯道数I和弯道总数n，当弯道数I不小于弯道总数n时，返回步骤b；当弯道数I小于弯道总数n时，进行下一步骤；
i)比较当前里程S是否处于第I个弯道与第I-1个弯道之间；当当前里程S不处于第I个弯道与第I-1个弯道之间，弯道数I加1返回上一步骤；当当前里程S处于第I个弯道与第I-1个弯道之间，读取第I个弯道的设计车速V(I)，对轴距中的波数(K)的赋初始值1；
j)当轴距中的波数(K)不小于10，返回步骤f；当轴距中的波数(K)小于10，计算建议高车速(VJG)＝3.6*F*L/K和建议低车速VJD＝3.6*F*L/K+1，分别计算建议高车速VJG、建议低车速VJD与当前车速VD的差值GC、DC，当建议高车速VJG与当前车速VD的差值GC小于0或建议低车速VJD与当前车速VD的差值DC小于0，轴距中的波数K加1返回步骤h，否则进行下一步骤；
k)当建议高车速VJG与当前车速VD的差值GC小于建议低车速VJD与当前车速VD的差值DC，取建议车速VJ等于当建议高车速VJG，有害车速VB＝3.6*F*L/(K-0.5)；否则取建议车速VJ＝建议低车速VJD，有害车速VB＝3.6*F*L/(K+0.5)；
l)输出弯道设计车速V(I)、建议车速VJ和有害车速VB；
m)返回步骤f。
当通过第n弯道时因为客观需要而确定的当前车速VD不等于弯道的设计车速V(n)时，就通过调整内外轨的高度差H，将弯道的设计车速改变为最接近于当前车速VD而又能够克服或减少波磨的车速VJ，并按H＝DJ*VJ2/R/g设计弯道轨道的内外高度差；式中，DJ为轨道中心距、VJ为建议的设计车速、R为弯道半径、H为内外轨高度差、g为重力加速度。
在车辆的转向架纵梁两端车轮上方对车箱底部增加能够增大纵梁振动阻尼，而又不影响转向架相对车厢转动的减震阻尼器；依其达到减小纵梁广义共振的放大因素、振幅和广义共振时间或波动次数的作用。
经过理论分析和仿真证明：采用本发明的措施后，能够大幅度地降低甚至克服弯道的波磨，进而减小了车辆通过弯道时的振动，减少了转向架与波磨共振所引起的诸多故障，延长了车辆和轨道的寿命，减小了维修工作量和经费开支，特别是提高了轨道交通运载设备和乘客的安全保障。
附图说明
图1为本发明车载弯道轨面波磨监控系统构成框图；
图2为转向架共振模式的示意图；
图3为转向架轴距中含有整数个波磨可以实现自动磨合的示意图；
图4为转向架轴距中含有(整数+0.5)个波磨将加剧波谷磨损的示意图；
图5为计算当前建议车速VJ和避免车速VB的流程图；
图6为在转向架纵梁两端对车厢增加油缸或气缸减震阻尼器的示意图；
图7为在转向架纵梁两端对车厢增加空气弹簧减震阻尼器的示意图；
图8为阻尼为25m时长时间广义共振波磨仿真图；
图9为阻尼为100m时短时间广义共振波磨仿真图；
图10为阻尼为500m时广义共振的波磨仿真图。
具体实施方式
以下结合说明书附图进一步阐述本发明并给出本发明的实施例。
为了克服车辆通过半径为R的弯道时，对轨道产生横向力而造成车轮轮缘对轨道侧面的滑动摩擦，并由此引起车轮轮缘试图爬上轨面的过程中跌落冲击的后果，根据行车的设计车速V和运动学的原理，将弯道的外轨设计为较之内轨高H，其统一单位制的设计公式是：
H＝D*VJ2/R/g；
可以简化为：H＝11.8102*V2/R；
式中，D[mm]为轨道中心距(我国轨道近似D＝1500mm)、V[km/h]为设计车速、R[m]为弯道半径、H[mm]为内外轨高度差、g(9.8[m s-2])为重力加速度。
由于列车实际通过弯道的车速时常不等于设计车速，因此而产生上述横向力、轮缘磨损和轮缘爬升/跌落冲击的问题。
本发明所提出的这种降低弯道轨面波磨产生的方法，包括在行驶车辆上设置弯道速度监控系统、弯道轨道设计改进、或车辆转向架结构改进增设阻尼装置，其特征在于：所述的弯道速度监控系统是由车速传感器、里程计数器、数据存储器、计算机、上行下行指令键和显示控制接口构成的车载弯道轨面波磨监控系统；所述监控系统中的车速传感器负责采集车速信号，并同时将数据信号分别同时传输给里程计数器和计算机，所述的计算机除分别与里程计数器和内存转向架纵梁共振频率F的数据存储器建立双向信息传输外，又分别同时接收上行下行指令健的指令及向显示控制接口输出显示信号，由此构成完整的车载弯道轨面波磨监控系统。
降低弯道轨面波磨的监控装置和车辆及轨道改进方法，其中各弯道(1～n)起止公里标S1(n)和S2(n)、该线路的最大里程SZ、各弯道的设计车速V(n)、车辆轴距L、车速传感器所在车轮的直径D[mm]、车速传感器在车轮每转一周时发送的脉冲数m，转向架纵梁共振频率F，其特征是：所述监控装置包括数据存储器2、计算机1、车速传感器3、里程计数器4、上行下行指令键5和显示控制接口6，计算机1在从里程计数器4读取的行车里程S大于该线路最大里程或等于0，并且当前车速VD等于0时，读取并记忆上下行指令键5，如果指令键不同于此前记忆的指令键，或里程大于线路总里程SZ时，对里程计数器复位(复零)，并记忆新的指令键；
然后，计算机1读取记忆指令对应的据数据库中当前车辆的转向架纵梁的共振频率F，车辆的轴距L，对应线路各弯道n的起点公里标S1(n)和终点公里标S2(n)、对应弯道的设计车速V(n)，和从里程计数器读取的当前里程S，并根据车速传感器3的车速脉冲信号计算得到的当前车速VD，计算给出最接近当前车速VD的而又可以避免或减少波磨发生的建议车速VJ＝L*F/K，以及需要避免的车速VB＝L*F/(K+0.5)，式中K为整数；
通过显示控制接口6，发送到驾驶员操作提示界面指导驾驶员调整车速，或直接控制车速给定装置，自动将车速调节到与当前车速VD最接近的车速VJ；或事先计算出各弯道的建议车速VJ数据。如附图1。
产生波磨和通过控制车速以防止波磨产生的原理如下：
由于地铁在同一轨道运行的车辆为同型号的车辆，由于各车辆的转向架为H形，该转向架的左右纵梁分别绕中部横梁存在一个固有频率为F的、低阻尼、高增益的共振内因，当前轮受到轨道因素的冲击(外因)时，纵梁的前后端携带对应的车轮交替发生上下广义共振，车轮相对轨面随广义共振下上振动，对轨道的正压力随广义共振的下/上脉动而大/小变化，对轨道的磨损也对应是大/小变化。由于当前列车以车速VD通过，于是，对轨面磨损的大小变化形成波浪状磨损，简称波磨；波磨的波长是：B＝VD/F。
由于转向架的轮轴距离为L，所以，车轮前进一个转向架轴距L，通过的波磨数为K＝L/B。
由于同一纵梁支撑的前后轮在纵梁广义共振时的振动反相，即前轮向上运动时后轮向下运动，亦即交替发生上下运动，或者说前后轮因构架广义共振的振动相差180度相位。如附图2。
如果轮距L之间的波磨数为整数K，则前轮向上跳跃时，后轮向下跳跃，后轮对轨道磨损；如果前轮向上跳跃的原因是碰到已有波磨的高峰，则后轮也正好处于另一个波磨的高峰之上，其磨损作用将对其对应的波峰磨削；而前轮跌入低谷时，后轮上跳，不磨削其对应的低谷；总的效果是使已有的波磨的波峰被磨合消失。如附图3。
如果轮距L之间的波磨数为整数K+0.5，则前轮跌入低谷时，后轮上跳，不磨削其对应的轨道；前轮向上跳跃时，后轮向下跳跃，后轮对轨道磨损；如果前轮向上跳跃的原因是碰到已有波磨的高峰，则后轮正好处于另一个波磨的低谷之上，其磨损作用将其对应的低谷加深；使已有的波磨扩展。如附图4。
因此，防止发生和加速波磨的途径是使轴距之间的波磨数为整数，即K＝L/B＝L*F/V是整数，表达式为：
INT(L*F/V)＝L*F/V
式中INT()为四舍五入函数。
推导得到防止发生波磨的车速为：
VJ＝L*F/K，
式中，K为整数。
例如：L＝2.2m，F＝43Hz，则有防止波磨的车速VJ如下表：
| K | 1 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| VJ[km/h] | 340.56 | 85.14 | 68.112 | 56.76 | 48.65 | 42.57 | 37.84 | 34.056 | 30.97 |
必然引发波磨的车速是：
VB＝L*F/(K+0.5)
式中，K为整数。
例如：L＝2.2m，F＝43Hz，则有容易发生波磨的车速VB如下表：
| K | 1 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| K+0.5 | 1.5 | 4.5 | 5.5 | 6.5 | 7.5 | 8.5 | 9.5 | 10.5 | 11.5 |
| VB[km/h] | 227.04 | 75.68 | 61.92 | 52.39 | 45.41 | 40.07 | 35.85 | 32.43 | 29.61 |
所述一种降低弯道轨面波磨的监控装置和车辆及轨道改进方法，其特征在于，里程计数器4在车辆运行起点由计算机1对计数器4复零，然后对车速(车轮转速)传感器3发出的、每转动一周产生m(例如m＝200)个的脉冲计数，得到累计脉冲数M，将计数值M送到计算机1进行里程运算，按照S＝M/m*πD[mm]计算当前里程S。
所述一种降低弯道轨面波磨的监控装置和车辆及轨道改进方法，其特征在于，在车速超过预设速度20km/h时，计算机1对车速传感器3输出的、每转动一周产生m个的脉冲，按照单位时间(如秒：s)进行脉冲计数，得到单位时间(如秒：s)中出现的脉冲数n，按照下式计算当前的车速：
VD＝n/m*πD*3600/1,000,000＝n/m*πD*3.6*10-3[km/h]
式中，D[mm]为车轮直径。
例如：n＝500，m＝200，D＝840mm，则有：
VD＝500/200*πD*3.6*10-3＝23.75[km/h]
或者在车速小于或等于预设速度20km/h时，统计n(例如n＝200)个转速信号脉冲的时间T[s]，按照下式计算当前的车速：
VD＝n/m*πD/T*3.6/103[km/h]
式中，D[mm]为车轮直径。
例如：n＝200，m＝200，D＝840mm，T＝1s，则有：
VD＝200/200*π*840/1*3.6/103[km/h]＝9.5[km/h]
以上的预设速度可以是10～40km/h任意数值。
所述一种降低弯道轨面波磨的监控装置和车辆及轨道改进方法，其特征在于，根据当前车速VD、各弯道的设计车速V(n)[km/h]、车辆轴距L[m]、转向架纵梁共振频率F[Hz]，根据下述程序计算当前的建议车速VJ[km/h]和避免的车速VB[km/h]，如图5，降低弯道轨面波磨监控方法的步骤如下：：
a)初始化；
b)从里程计数器4读入当前里程S，如果当前里程S＝0或当前里程S大于
该线路最大里程SZ，执行下一步骤，否则重新进行本步骤；
c)判断指令键，确定车辆上行还是下行；无法确定时，重新执行上一步骤；
d)确定车辆上行还是下行后，从数据库读取所有上行或下行弯道起止里程S1(1)、S2(1)，…，S1(n)、S2(n)及设计车速V(1)，…，V(n)；
e)读取轴距L，读取或测量构架共振频率F；
f)获取当前车速VD，并读取当前里程S；
g)当当前里程S大于该线路最大里程SZ，返回步骤b；当当前里程S不大于该线路最大里程SZ，读取弯道数I，对弯道计数器赋初始值1；
h)比较弯道数I和弯道总数n，当弯道数I不小于弯道总数n时，返回步骤b；当弯道数I小于弯道总数n时，进行下一步骤；
i)比较当前里程S是否处于第I个弯道与第I-1个弯道之间；当当前里程S不处于第I个弯道与第I-1个弯道之间，弯道数I加1返回上一步骤；当当前里程S处于第I个弯道与第I-1个弯道之间，读取第I个弯道的设计车速V(I)，对轴距中的波数K的赋初始值1；
j)当轴距中的波数K不小于10，返回步骤f；当轴距中的波数K小于10，计算建议高车速VJG＝3.6*F*L/K和建议低车速VJD＝3.6*F*L/(K+1)，分别计算建议高车速VJG、建议低车速VJD与当前车速VD的差值GC、DC，当建议高车速VJG与当前车速VD的差值GC小于0或建议低车速VJD与当前车速VD的差值DC小于0，轴距中的波数K加1返回步骤h，否则进行下一步骤；
k)当建议高车速VJG与当前车速VD的差值GC小于建议低车速VJD与当前车速VD的差值DC，取建议车速VJ等于当建议高车速VJG，有害车速VB＝3.6*F*L/(K-0.5)；否则取建议车速VJ＝建议低车速VJD，有害车速VB＝3.6*F*L/(K+0.5)；
l)输出弯道设计车速V(I)、建议车速VJ和有害车速VB；
m)返回步骤f。
所述一种轨道改进方法，其特征在于，当通过第n弯道时因为客观需要而确定的当前车速VD不等于弯道的设计车速V(n)时，就通过调整内外轨的高度差H，将弯道的设计车速改变为最接近于VD而又能够克服或减少波磨的车速VJ＝3.6*F*L/K，式中K为整数。例如：转向架轴距L＝2.2m，当前常用车速VD＝65km/h，则取K＝5，建议车速VJ＝3.6*F*L/K＝68.112km/h，实施方法是将弯道轨道的内外高度差调整为H＝11.8102*VJ2/R。(该式为结论公式。是在取轨道中心距D＝1500mm、建议的设计车速VJ的单位取km/h、弯道半径R的单位取m、内外轨高度差H的单位取mm、重力加速度g＝9.8m s-2的条件下得出的。)
此外，还应当努力减少弯道轨道的接缝，例如对所有接缝通过焊接形成长轨；为了防止因为焊缝的刚度不足而在车轮通过时下弯引起冲击，而在焊缝处设置路枕；将存在波磨或其他不平顺因素的轨道磨光。
所述一种车辆改进方法，其特征在于，为了减小纵梁广义共振的放大因素、振幅和广义共振时间或波动次数，从车辆的转向架纵梁两端车轮上方对车箱底部增加能够增大纵梁振动阻尼而又不影响转向架相对车厢转动的减震阻尼器。如附图6、附图7。
实施例1：
本发明所提出的一种降低弯道轨面波磨的监控装置和车辆及轨道改进方法，其特征是，包括各弯道(1～n)起止公里标S1(n)，S2(n)、该线路的最大里程SZ、各弯道的设计车速V(n)、车辆轴距L、车速传感器所在车轮的直径D[mm]、车速传感器在车轮每转一周时发送的脉冲数m，转向架纵梁共振频率F在内的数据存储器2和计算机1，该数据存储器2可以使计算机1中的存储器，也可以使外部存储器，两者通过数据总线连接，计算机可以通过其所含的外设，获取将存储与数据存储器2种的数据，通过数据总线存储到数据存储器中，也可以从数据存储器中读取所需的数据；还含有安装于直径为D的车轮周端的车速传感器3，车轮每转动一周，车速传感器输出m个转速脉冲；还含有里程计数器4，从车速传感器3获得转速脉冲，并累计转速脉冲数M，当计算机1需要里程参数时，通过数据总线连接到并向计算机1输出该累计脉冲数M，由计算机根据公式S＝M/m*π*D得到里程数值；还含有上行下行指令键5和显示控制接口6，计算机1在从里程计数器4读取的行车里程S大于该线路最大里程SZ或等于0，并且当前车速VD等于0时，通过指令键与计算机1的IO口连接线，读取并记忆上下行指令键，如果指令键不同于此前记忆的指令键，或里程大于线路总里程SZ时，则对里程计数器复位(复零)，并记忆新的指令键；然后，计算机1读取记忆指令对应的据数据库中当前车辆的转向架纵梁的共振频率F，车辆的轴距L，对应线路各弯道n的起点公里标S1(n)和终点公里标S2(n)、线路最大里程SZ、对应各弯道的设计车速V(n)，和从里程计数器读取的当前里程S，并根据车速传感器3的车速脉冲信号计算得到的当前车速VD，计算给出最接近当前车速VD的而又可以避免或减少波磨发生的建议车速VJ＝L*F/K，以及需要避免的车速VB＝L*F/(K+0.5)，式中K为整数，通过与之连接的显示控制接口6，发送到驾驶员操作提示界面指导驾驶员调整车速，或直接控制车速给定装置，自动将车速调节到与VD最接近的车速VJ；或事先根据运行图规定的通过个弯道的车速VD，计算出与各弯道的VD最接近的建议车速VJ数据，作为驾驶员操作弯道行车的指导。如附图1。
实施例2：
所述一种车辆改进技术，为了减小纵梁广义共振的放大因素、振幅和广义共振时间或波动次数，从车辆的转向架纵梁两端车轮上方对车箱底部增加能够增大纵梁振动阻尼而又不影响转向架相对车厢转动的阻尼器。如附图6。
有类似作用的减震器还可以使用空气弹簧、金属橡胶弹簧。如附图7。
图8～10为改变转向架纵梁的阻尼后轨道波磨情况仿真图。增加转向架纵梁的阻尼后，前后轮广义共振逐渐减小，使得波磨也逐渐减小。
实施例3：
也可以通过与现有的地铁故障监控装置的相关接口，获取各车厢、各转向架的当前构架共振频率数据F，根据70％以上的该共振频率变化后的数值，计算新的建议车速VJ。
Claims (5)
1.一种降低弯道轨面波磨产生的方法，包括在行驶车辆上设置弯道速度监控系统，其特征在于：所述的弯道速度监控系统是由车速传感器(3)、里程计数器(4)、数据存储器(2)、计算机(1)、上行下行指令键(5)和显示控制接口(6)构成的车载弯道轨面波磨监控系统；所述监控系统中的车速传感器(3)负责采集车速信号，并同时将数据信号分别同时传输给里程计数器(4)和计算机(1)，所述的计算机(1)除分别与里程计数器(4)和内存转向架纵梁共振频率F的数据存储器(2)建立双向信息传输外，又分别读取上行下行指令健(5)以及向显示控制接口(6)输出显示信号，由此构成完整的车载弯道轨面波磨监控系统。
2.如权利要求1所述的一种降低弯道轨面波磨产生的方法，其特征在于：所述的车载弯道轨面波磨监控系统的工作原理如下：
A、计算机(1)在从里程计数器(4)读取的当前里程(S)大于该线路最大里程(SZ)或等于0，并且当前车速(VD)等于0时，读取并记忆上下行指令键(5)，如果所述指令键不同于此前记忆的指令键，或当前里程(S)大于线路总里程(SZ)时，对里程计数器(4)复位(复零)，并记忆新的指令键；然后，计算机1读取记忆指令对应的据数据库中当前车辆的转向架纵梁的共振频率(F)，车辆的轴距(L)，对应线路各弯道(1～n)的起点公里标S1(n)和终点公里标S2(n)、对应弯道的设计车速(V(n))，和从里程计数器读取的当前里程(S)，并根据车速传感器(3)的车速脉冲信号计算得到的当前车速(VD)，计算给出最接近当前车速(VD)的而又可以避免或减少波磨发生的建议车速(VJ)，以及需要避免的车速(VB)；通过显示控制接口(6)，发送到驾驶员操作提示界面指导驾驶员调整车速，或直接控制车速给定装置，自动将车速调节到与当前车速(VD)最接近的车速(VJ)；或事先计算出各弯道的建议车速(VJ)；
B、里程计数器(4)在车辆运行起点由计算机(1)对计数器(4)复零，然后对车速(车轮转速)传感器(3)发出的、每转动一周产生m(例如m＝200)个的脉冲计数，得到累计脉冲数(M)，将计数值(M)送到计算机(1)进行当前里程运S算，按照公式S＝M/m*πD计算，式中D(mm)为车速传感器所在车轮的直径；
C、当车速＞预设速度(单位为：km/h)时，计算机(1)对车速传感器(3)输出的、每转动一周产生m个的脉冲，按照单位时间(如秒：s)进行脉冲计数，得到单位时间(如秒：s)中出现的脉冲数n，按照下列公式当前的车速：VD＝n/m*πD*3.6*10-3；
当在车速≤预设速度(单位为：km/h)时，统计n(例如n＝200)个转速信号脉冲的时间(T)，按照下列公式计算当前的车速：VD＝n/m*πD/T*3.6*10-3；
D、所述的预设速度为10～40km/h任意数值。
3.根据权利要求1所述的一种降低弯道轨面波磨产生的方法，其特征在于：所述降低弯道轨面波磨监控方法的步骤如下：
a)初始化；
b)从里程计数器(4)读入当前里程(S)，如果当前里程(S)＝0或当前里程(S)大于该线路最大里程(SZ)，执行下一步骤，否则重新进行本步骤；
c)判断指令键，确定车辆上行还是下行；无法确定时，重新执行上一步骤；
d)确定车辆上行还是下行后，从数据库读取所有上行或下行弯道起止里程(S1(1)、S2(1)，…，S1(n)、S2(n))及设计车速(V(1)，…，V(n))；
e)读取轴距(L)，读取或测量构架共振频率(F)；
f)获取当前车速(VD)，并读取当前里程(S)；
g)当当前里程(S)大于该线路最大里程(SZ)，返回步骤b；当当前里程(S)不大于该线路最大里程(SZ)，读取弯道数(I)，对弯道计数器赋初始值1；
h)比较弯道数(I)和弯道总数(n)，当弯道数(I)不小于弯道总数(n)时，返回步骤b；当弯道数(I)小于弯道总数(n)时，进行下一步骤；
i)比较当前里程(S)是否处于第I个弯道与第I-1个弯道之间；当当前里程(S)不处于第I个弯道与第I-1个弯道之间，弯道数(I)加1返回上一步骤；当当前里程(S)处于第I个弯道与第I-1个弯道之间，读取第I个弯道的设计车速(V(I))，对轴距中的波数(K)的赋初始值1；
j)当轴距中的波数(K)不小于10，返回步骤f；当轴距中的波数(K)小于10，计算建议高车速(VJG)＝3.6*F*L/K和建议低车速(VJD)＝3.6*F*L/(K+1)，分别计算建议高车速(VJG)、建议低车速(VJD)与当前车速(VD)的差值(GC、DC)，当建议高车速(VJG)与当前车速(VD)的差值(GC)小于0或建议低车速(VJD)与当前车速(VD)的差值(DC)小于0，轴距中的波数(K)加1返回步骤h，否则进行下一步骤；
k)当建议高车速(VJG)与当前车速(VD)的差值(GC)小于建议低车速(VJD)与当前车速(VD)的差值(DC)，取建议车速(VJ)等于当建议高车速(VJG)，有害车速(VB)＝3.6*F*L/(K-0.5)；否则取建议车速(VJ)＝建议低车速(VJD)，有害车速(VB)＝3.6*F*L/(K+0.5)；
l)输出弯道设计车速(V(I))、建议车速(VJ)和有害车速(VB)；
m)返回步骤f。
4.如权利要求1所述的一种降低弯道轨面波磨产生的方法，其特征在于：还包括弯道轨道设计改进；具体是当通过第n弯道时因为客观需要而确定的当前车速(VD)不等于弯道的设计车速(V(n))时，就通过调整内外轨的高度差(H)，将弯道的设计车速改变为最接近于当前车速(VD)而又能够克服或减少波磨的车速(VJ)，并按H＝DJ*VJ2/R/g设计弯道轨道的内外高度差；式中，DJ为轨道中心距、VJ为建议的设计车速、R为弯道半径、H为内外轨高度差、g为重力加速度。
5.如权利要求1所述的一种降低弯道轨面波磨产生的方法，其特征在于：还包括车辆转向架结构改进；具体是在车辆的转向架纵梁两端车轮上方对车箱底部增加能够增大纵梁振动阻尼，而又不影响转向架相对车厢转动的减震阻尼器；依其达到减小纵梁广义共振的放大因素、振幅和广义共振时间或波动次数的作用。
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