CN109657339A - 一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，该评估方法是，在对列车在坡道运行的综合性能进行评价时，采用列车‑轨道三维耦合动力性能分析模型，综合考虑车辆结构和轨道结构在纵向、横向、垂向三个方向上的耦合振动影响，对列车通过长大坡道时的爬坡性能、运行安全性能、运行平稳性能、乘坐舒适性能、系统耗能情况进行评估，计算得到的结果能全面反映列车在坡道上运行的综合性能。

Description

一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种能切实有效地反映列车车辆与其运营线路的匹配关系，对列车在坡道上运行的综合性能进行高效准确地计算与评估的方法。

背景技术

我国铁路运输的规划和建设起步晚，但发展迅速，每年都有大量的新修线路投入运营。在投入运营前，对列车车辆在新修线路上运行的综合性能进行全面可靠地计算评估，是保证列车运行的安全性与平稳性，保证客运列车乘坐舒适性的基本条件之一。同时，列车的牵引与制动系统是否满足线路的运营要求(如运行时间要求、制动距离要求、下坡限速要求等)，列车的运行能耗是否符合既定的规划，也是线路正式投入运营前需要重点考虑的问题。这些数据都能够通过前期计算与仿真来得到。

近年来，随着我国高速铁路建设重点向中西部转移，受地理环境限制，高速铁路坡道不断增加，对高速铁路设备、设施和运营管理等的影响越来越大。例如，西成高铁15‰以上坡道共有24处，而其中长度超过5km的坡道有10段；成都至贵州客运专线上15‰以上坡道共有47处，而其中长度超过5km的坡道也达到10段。当高速动车组经过坡道时，坡道的附加阻力会使得列车的运营速度降低。列车速度的大幅度降低不仅影响线路的运营调度管理，也会影响列车通过平面曲线的安全性和轮轨磨耗性能。此外，西成、成贵等高铁线路上的超长坡道不仅对高速列车牵引功率配置有着特殊要求，也对坡道上高速动车组的救援能力和安全控制能力有着极高的要求。因此，开展坡道上高速列车的运行性能研究，提出高速动车组功率配置与线路坡道匹配设计方法，研发坡道上高速列车安全运行保障技术，对于我国高速铁路进一步向中西部扩展以及我国高速列车安全保障技术的进一步提升均有着积极的作用。

传统的列车坡道运行性能评估方法往往只关注列车的运行速度变化等纵向动力学行为，而不考虑车辆—轨道耦合动力学所关注的轮轨安全性、列车平稳性及舒适性等系统动力学性能。因此，以往的列车坡道运行性能评估方法将纵向动力学计算与车辆—轨道耦合模型计算分开进行考虑：1.在进行纵向动力学计算时，一般采用单/多质点模型，通过仿真来获得列车在坡道上运行的速度曲线与能耗数据。该方法无法对列车运行过程中的轮轨作用力、车辆结构振动等关键信息进行计算，所得能耗数据不包括车辆结构振动耗能与轮轨摩擦耗能，其结果不能充分反映实际情况；2.在进行车辆-轨道耦合动力学仿真以评估车辆运行性能时，通常给定车辆—轨道耦合模型初始条件，通过迭代计算的方式来获得列车在特定线路条件下运行的综合性能信息。该方法无法获得列车在坡道运行时的能耗数据，忽视了速度变化对列车运行综合性能的影响，其结果无法全面即时地对列车坡道综合运行性能进行评估。通过纵向动力学模型计算的到的结果不能即时参与车辆—轨道耦合动力学模型的仿真，通过车辆—轨道耦合模型仿真的到的结果也不能为纵向动力学模型的计算提供反馈，计算得到的列车在坡道上运行的速度曲线与能耗数据不能充分反映实际情况，计算得到的列车综合运行性能评价指标也相对缺乏可靠性。这样得到的结果不能充分反映实际情况，无法准确得到列车运行过程中的能耗数据，也很容易忽略掉运营过程中可能存在的问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，该方法通过构建同时考虑列车与轨道纵向、横向、垂向振动响应的列车-轨道三维耦合动力性能分析模型，能切实有效地反映列车车辆与其运营线路的匹配关系，对列车在坡道上运行的综合性能进行高效准确地计算与评估，获得更加可靠的运行速度曲线、列车运行安全性数据、列车运行平稳性数据、列车乘坐舒适性数据、以及系统能耗数据，是一种优秀的铁道车辆坡道运行综合性能的计算评估方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其包括以下操作

S1，根据列车轨道结构信息，构建列车-轨道耦合动力性能分析模型，输入列车在线路上运行的初始条件；

S2，结合构建的列车-轨道耦合动力性能分析模型，计算列车在坡道上运行时，列车与轨道的三维振动响应；

S3，根据S2中计算出的列车与轨道的三维振动响应信息，依次计算车辆间的车钩力与车钩摆角，车轮与轨道之间的相互作用力；

S4，根据S2中计算出的列车的三维振动响应信息，计算列车在坡道上运行的速度；

S5，根据S2中计算出的列车的三维振动响应信息，获得列车在坡道运行时的车体横向加速度和车体垂向加速度的最大值，计算横向平稳性指标、垂向平稳性指标、乘坐舒适度指标的最大值；

S6，根据S3获得的车轮与轨道之间的相互作用力信息，计算列车在坡道运行时的轮轴横向力、轮重减载率和脱轨系数的最大值；

S7，根据S1、S2和S3获得的列车系统结构振动速度信息及轮轨间相互作用力的计算结果，计算列车在坡道运行时的系统耗能值；

S8，根据S4、S5、S6、S7的计算结果，选取计算结果与规范规定的性能指标限值进行比对，对列车在坡道运行的综合性能进行评估。

规范规定的性能指标限值是来源于《新建时速300-350km/h客运专线铁路设计暂行规定》、《新建时速200～250km客运专线铁路设计暂行规定》、《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》、《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中任一规定的性能指标限值进行比对，对列车在坡道运行的综合性能进行评估。

根据本发明所提供的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其进一步的技术方案是：S1中所述列车轨道结构信息包括列车的编组信息、牵引制动信息、轨道不平顺信息与线路的坡道信息、曲线信息及轨道结构信息。

根据本发明所提供的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其进一步的技术方案是：S1中所述轨道结构信息包括钢轨、扣件、轨道板、砂浆层、支承层和路基的模拟数据。

根据本发明所提供的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其进一步的技术方案是：所述线路的坡道信息包括坡道竖曲线半径和长度、坡道坡度大小和坡道长度，曲线信息包括曲线半径、缓和曲线长度、圆曲线长度和超高。

根据本发明所提供的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其进一步的技术方案是：S2中列车与轨道的三维振动响应包括列车和轨道结构的纵、横、垂三向振动加速度、速度和位移响应，以及列车和列车结构的摇头、点头和侧滚运动角加速度、角速度和角度。

根据本发明所提供的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其进一步的技术方案是：S3中是根据列车的纵向振动信息，计算车辆间的车钩力，根据列车垂向、横向、摇头、点头与侧滚的振动信息，计算车钩摆角。根据纵向车钩力、车钩横向、垂向摆角与车钩缓冲器特性曲线，可以计算获得车钩作用在车体上的横向力和垂向力，为计算下一个时间步长内的车体的三维振动信息提供计算条件。

根据本发明所提供的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其进一步的技术方案是：S1中列车运行的初始条件包括在给定线路上的位置、初速度、牵引或制动力。

根据本发明所提供的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其进一步的技术方案是：所述列车-轨道耦合动力性能分析模型为考虑车辆和轨道纵、横、垂三向振动相互影响的列车-轨道三维耦合动力性能分析模型。

根据本发明所提供的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其进一步的技术方案是：在S4中进行速度的计算时，先根据列车的纵向振动信息，构建三维动力学模型。

根据本发明所提供的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其进一步的技术方案是：在S5中计算列车在坡道运行时的车体横向加速度、车体垂向加速度、横向平稳性指标、垂向平稳性指标和乘坐舒适度指标时，和在S6中计算列车在坡道运行时的轮轴横向力、轮轨垂向力、轮重减载率和脱轨系数时，都需先对列车车辆在坡道上运行速度的变化进行计算。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1.本发明在对列车在坡道运行的综合性能进行评价时，采用列车-轨道三维耦合动力性能分析模型，综合考虑了车辆结构和轨道结构在纵向、横向、垂向三个方向上的耦合振动影响，对列车通过长大坡道时的爬坡性能、运行安全性能、运行平稳性能、乘坐舒适性能、系统耗能情况进行评估，计算得到的结果能全面反映列车在坡道上运行的综合性能。在实际应用中，在计算坡道列车运行速度曲线时，通过三维模型计算得到的速度曲线，相较传统一维模型计算所得更接近实际情况，其优势已在具体应用中得到体现。

2.在进行速度曲线的计算时，通过构建三维动力学模型，在计算过程中考虑列车与线路振动及轮轨摩擦消耗的能量，考虑列车通过空间曲线的附加阻力。其计算结果相较传统一维纵向模型而言，具有更高的准确性与更强的可靠性。

3.在进行列车车辆运行安全性、运行平稳性、乘坐舒适性等动力学性能计算时，对列车车辆在坡道上运行速度的变化进行了计算，考虑了列车速度实时变化对动力学性能的影响，计算结果与传统的列车动力学计算模型相比，更能反映列车通过长大坡道过程中的变速运行情况。

4.该方法能对列车车辆在长大坡道上的综合运行性能(包括运行能耗、爬坡性能、运行安全性能、运行平稳性能、乘坐舒适性能)进行综合性评估，优化设计列车车辆在坡道上运行的牵引与制动参数；

5.该方法能对列车车辆与设计线路的匹配情况进行评估，从而优化设计线路的坡道参数与曲线参数，确保列车运行安全提供理论支撑；

6.该方法能对坡道上列车的上坡降速问题与下坡制动安全问题进行计算评估。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的评估方法流程框图。

图2是试验测试与本发明的仿真计算所得列车运行速度曲线对比图。

图3试验测试所得车体横向加速度。

图4是仿真所得车体横向加速度。

图5是试验所得车体垂向加速度。

图6是仿真所得车体垂向加速度。

图7是动车组以250km/h初速度通过A-B区间坡道时的速度变化曲线，计算结果与传统一维模型计算结果进行比较。

图8是动车组以350km/h初速度通过A-B区间坡道时的速度变化曲线，计算结果与传统一维模型计算结果进行比较。

图9是本实施例中计算的线路条件。

图10是全程速度曲线计算结果如下，计算条件为选定列车以350km/h的速度通过全程，其中有通过坡道发生降速的情况。

图11是列车通过该区段的轮轨横向力(取轮轨力最大值出现的车轮进行轮轨力绘制)。

图12是列车通过该区段的轮轨垂向力(取轮轨力最大值出现的车轮进行轮轨力绘制)。

图13是列车通过该区段的车体横向加速度(取车体横向加速度最大值出现的车轮进行车体加速度绘制)。

图14是列车通过该区段的车体垂向加速度(取车体垂向加速度最大值出现的车轮进行车体加速度绘制)。

图15是列车通过该区段的轮轴横向力(取轮轴横向力最大值出现的轮轴进行轮轴横向力绘制)。

图16是列车通过该区段的轮重减载率(取轮重减载率最大值出现的轮对进行轮重减载率绘制)。

图17是列车通过该区段的脱轨系数(取脱轨系数最大值出现的车轮进行脱轨系数绘制)。

具体实施方式

本发明实施方式中对附图进行详细说明，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

实施例

如图1-17所示，其中图3-图6是试验测试与本发明仿真计算得到的车体横向加速度与车体垂向加速度的对比图。

现通过在工程中的实际应用，将进行评估的具体步骤进行展示：

首先根据列车的结构参数与编组信息、牵引制动信息、轨道不平顺信息与线路的坡道、曲线及轨道结构信息，构建列车-轨道耦合动力性能分析模型。实际线路几何状态受众多因素的影响往往表现出明显的随机性，这些影响因素包括：钢轨初始弯曲，钢轨的磨耗、伤损，轨枕间距不均、质量不一等等。由于实际线路采集的轨道随机不平顺信息最能反映实际情况，但受限于获取难度，仿真上一般根据线路条件(新修、已运营多年、维修状况差/好)与列车运行速度对不平顺谱进行选择，目前常用的有美国1～6级谱，德国的高干扰、低干扰谱，中国高速铁路无砟谱等，本实例中，采用我国高速铁路无砟谱作为轨道不平顺信息输入。

构建车辆模型所需要的各项参数，可根据技术人员面对的实际情况与构建模型的方法，从既有的车辆模型库中选取。基于本发明对列车在坡道运行的综合性能进行评价的目的，模型至少需要考虑车体、构架与轮对的纵向、横向、垂向、侧滚、点头和摇头6个方向的自由度与悬挂系统特性，车钩模型需考虑车钩横向与垂向的自由度；列车在线路上运行所受的牵引力与制动时被施加的电制动力，均需考虑实际列车的牵引与电制动特性曲线；轨道不平顺、线路的坡道与曲线(坡道参数包括竖曲线、坡道大小与坡长；曲线参数包括缓和曲线长度、圆曲线长度和超高)及轨道结构参数，对轨道结构，本实施例以无砟轨道为例，则轨道结构参数包括钢轨、扣件、轨道板、砂浆层、支承层和路基的模拟参数。在本领域内有多种处理方式，在本实施例中，钢轨考虑垂向、横向与扭转运动自由度，采用连续弹性离散点支撑的梁模型进行建模；轨道板通过建立三维有限元模型，采用模态叠加法进行模态求解；扣件采用线性的弹簧-阻尼单元模拟，砂浆层与支承结构考虑成连续的粘弹性单元，不考虑底座板和路基的振动行为。该方法要求轨道结构模型应能反映被评估线路轨道结构的结构特点，均需参考具体线路条件进行输入。在根据要求，完成列车-轨道耦合动力性能分析模型的构建后，可对列车在线路上运行的初始条件(包括在给定线路上的位置、初速度、牵引与制动力)进行设置。给出初始条件与列车运行阻力的计算方法，在力的作用下，列车结构与轨道结构会产生相应的振动响应。响应的求解方法是力学上普遍认同的基本方法，其难点在对该方法的求解上，本发明在对该问题的解决上参考了翟婉明院士著《车辆-轨道耦合动力学(第四版)》上册对该问题的处理。通过车体的纵向振动响应，计算列车车辆间的车钩力，车钩力在本领域内通过相邻车体间的相对位移与相对速度进行计算，参考车钩缓冲器特性曲线进行计算，车钩缓冲器特性曲线与列车基本参数一样，均视为已存在的数据。通过车体的垂向、横向、摇头、点头与侧滚的振动响应，计算车钩在侧滚、水平与垂直方向的摆角。轨道的振动响应将为下一步的计算提供输入条件；通过列车-轨道耦合动力性能分析模型，计算在考虑轨道结构掺振条件下，轮轨间的相互作用力；轮轨间相互作用力的计算方式有很多，该实例通过迹线法求解轮轨空间接触几何关系，通过赫兹非弹性接触理论求解轮轨法向力，通过轮轨空间接触几何关系与轮轨法向力可对轮轨切向力进行求解，计算轮轨蠕滑力时先按Kalker线性理论计算，然后进行非线性修正。

上述计算结果均可在给定的时间步长内实现，时间步长可根据技术人员的需求合理地选择。在给定计算时间步长的前提下，通过列车的纵向振动信息，可以对列车的加速度、速度和位移进行求解，通过列车与线路各结构的振动信息(列车各结构的纵、横、垂三向振动的速度，与摇头、点头和侧滚运动的角速度)与轮轨间的摩擦情况，可以对时间步长内消耗的能量进行计算。通过不断迭代，可以获得列车在运行过程中的振动信息、车钩力与车钩摆角变化、轮轨力变化、速度曲线与耗能情况。

通过计算得到的轮轨力，对列车在坡道运行过程中的轮重减载率和脱轨系数进行计算，根据规范要求，评估列车运行安全性能。具体计算时采用脱轨系数和轮重减载率的算法，具体算法在规范《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中有规定，本实施例中右轮轮重减载率＝(右轮轮轨垂向力-左轮轮轨垂向力)/右轮轮轨垂向力，左轮轮重减载率＝(左轮轮轨垂向力-右轮轮轨垂向力)/左轮轮轨垂向力，脱轨系数＝轮轨横向力/轮轨垂向力，当然也可以使用本领域技术人员知晓的其他方法来计算。通过计算得到的车体横向加速度与车体垂向加速度，对列车的乘坐舒适性进行计算，根据规范要求，评估列车的乘坐舒适性。具体计算是采用翟婉明院士著《车辆-轨道耦合动力学(第四版)》上册，第十章车辆-轨道耦合系统动力学性能评价中的计算方法进行计算，当然也可使用本领域技术人员知晓的其他方法来计算也可以。通过计算得到的速度曲线，可以对列车通过坡道的速度变化进行准确和直观地了解，判断列车的牵引与制动参数是否满足运营要求；通过计算得到的能耗数据，可以对列车在坡道运行因机械运动和摩擦产生的耗能进行大致了解。

构建列车-轨道耦合动力性能分析模型后可以通过修改列车参数，根据计算结果比较，获得列车在坡道运行过程中，基于列车运行安全性与乘坐舒适性考虑，满足列车区间运营需要(例如时间需要)与耗能需要的，更优的列车参数，包括但不限于列车的悬挂参数、牵引与制动参数、车钩自由角等。

构建列车-轨道耦合动力性能分析模型后可以通过修改线路条件，根据计算结果比较，获得与列车运行速度相匹配的线路条件，包括但不限于圆曲线半径、圆曲线超高、坡度与竖曲线设置等。

构建列车-轨道耦合动力性能分析模型后在对列车在坡道运行综合性能进行评价时，综合考虑了列车速度变化、轨道结构参振、车钩摆角变化、列车结构三维振动对列车运行安全性与乘坐舒适性的影响。

通过列车-轨道耦合动力性能分析模型计算得到的列车运行速度曲线，综合考虑了列车的结构振动耗能与摩擦耗能，与传统模型的计算结果相较，更具准确性与可靠性。

从车辆模型库中选择需要评估的列车模型，根据各项参数建立车辆模型，根据评估线路的轨道结构参数建立轨道模型，将线路条件输入模型，线路条件如图9所示。结合图10显示结果，通过仿真计算可以获得列车通过选定曲线时的轮轨间作用力。

关于乘坐舒适性的评价如下，在《高速试验列车客车强度及动力学性能规范》(95J01-M)中，旅客乘坐舒适性指标推荐使用乘坐舒适度(UIC513的舒适度标准)，同时保留平稳性指标以便在不同测试条件下使用。乘坐舒适度计算公式：

式中，N为舒适度指标，舒适度等级如表1所示；α为加速度的均方根值；W_d和W_b分别与按加权曲线d、b的频率加权值有关(参见ISO2631标准)；X,Y,Z分别表示纵向、横向、垂向三个测量方向；P表示地板面；95表示分布概率分位点95％。

舒适度等级	舒适度指标	评定结果
			一级	N＜1	非常舒适
二级	1≤N＜2	舒适
			三级	2≤N＜4	还算舒适
四级	4≤N＜5	不舒适
			五级	N≥5	非常不舒适

表1

试验：本试验以8节编组的CRH380A动车组与CRTSⅡ型板式无砟轨道具体参数，构建了列车-轨道三维耦合动力性能分析模型，将测试区的高速铁路线路具体信息输入模型，计算得到，根据列车牵引与制动的具体参数，列车以350km/h的运行速度，通过全程(部分区段发生降速情况)，其速度曲线如图10所示，选择其中一段的计算结果，来说明本发明的具体计算过程。图9为选取区段线路的具体信息，包括坡道的坡度和坡长信息，竖曲线信息(竖曲线半径为25000m，长度为542.5m)，圆曲线的缓和曲线长度、圆曲线长度、圆曲线半径和超高信息(超高为120mm)。通过对轮轨间相互作用力、车体的振动信息等进行处理，可以获得图11～图17的计算结果，对计算结果进行统计归纳，得到表2所示的比较结果。根据模型计算得到的结果，还可以对列车的倾覆系数、乘坐舒适度指标进行计算，计算方法在《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中均有说明。

本实施例通过在选定的评估线路，对列车在线路上的运行过程进行仿真计算，将计算得到的结果按上述方法进行处理，获得各项评价指标的具体值，选取各项指标最大值与规范规定值对比，处理完成后与规范规定进行比较，情况如表2所示：

性能指标	规范规定	选定区段
			轮轴横向力	≤57	15.48
脱轨系数	≤0.8	0.16
			轮重减载率	≤0.8	0.28
车体垂向加速度	≤2.5	0.42
			车体横向加速度	≤2.5	0.40
车体垂向平稳性指标	≤2.5	1.37
			车体横向平稳性指标	≤2.5	1.45
乘坐舒适度指标	≤2.0	1.23

表2

通过与规范规定对比，可以得出结论，列车通过该坡道时发生了降速情况，达到坡顶时列车运行速度从350km/h降低到了320km/h，降速范围在20％的容许范围内。同时，列车通过长大坡道的安全性指标、运行平稳性指标与乘坐舒适性指标均在相关标准的规定范围内，从而对列车车辆在坡道上的运行性能做出了准确的评估。

本发明中所述的规范规定是指(中华人民共和国行业标准铁建设(2007)47号)《新建时速300-350km/h客运专线铁路设计暂行规定》、《新建时速200～250km客运专线铁路设计暂行规定》、《新建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》、《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中任一文件所作出的规范和规定。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于包括以下操作：

S1，根据列车与轨道结构信息，构建列车-轨道耦合动力性能分析模型，输入列车在线路上运行的初始条件；

S2，结合构建的列车-轨道耦合动力性能分析模型，计算列车在坡道上运行时，列车与轨道的三维振动响应；

S3，根据S2中计算出的列车与轨道的三维振动响应信息，依次计算车辆间的车钩力与车钩摆角，车轮与轨道之间的相互作用力；

S4，根据S2中计算出的列车的三维振动响应信息，计算列车在坡道上运行的速度；

S5，根据S2中计算出的列车的三维振动响应信息，获得列车在坡道运行时的车体横向加速度和车体垂向加速度的最大值，计算横向平稳性指标、垂向平稳性指标与乘坐舒适度指标的最大值；

S6，根据S3获得的车轮与轨道之间的相互作用力信息，计算列车在坡道运行时的轮轴横向力、轮重减载率和脱轨系数的最大值；

S7，根据S1、S2和S3获得的列车系统结构振动速度信息及轮轨间相互作用力的计算结果，计算列车在坡道运行时的系统耗能值；

S8，根据S4、S5、S6、S7的计算结果，选取计算结果与规范规定的性能指标限值进行比对，对列车在坡道运行的综合性能进行评估。

2.根据权利要求1所述的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于，S1中所述列车与轨道结构信息包括列车的结构参数、编组信息、牵引制动信息、轨道不平顺信息与线路的坡道信息、曲线信息及轨道结构信息。

3.根据权利要求2所述的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于，S1中所述轨道结构信息包括钢轨、扣件、轨道板、砂浆层、支承层和路基的模拟数据。

4.根据权利要求2所述的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于，所述线路的坡道信息包括坡道竖曲线半径和长度、坡道坡度大小和坡道长度，曲线信息包括曲线半径、缓和曲线长度、圆曲线长度和超高。

5.根据权利要求1所述的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于，S2中列车与轨道的三维振动响应包括列车和轨道结构的纵、横、垂三向振动加速度、速度和位移响应，以及列车各结构的摇头、点头和侧滚运动角加速度、角速度和角度。

6.根据权利要求1所述的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于，S3中是根据列车的纵向振动信息，计算车辆间的车钩力，根据列车垂向、横向、摇头、点头与侧滚的振动信息，计算车钩摆角。

7.根据权利要求1所述的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于，S1中列车运行的初始条件包括在给定线路上的位置、初速度、牵引或制动力。

8.根据权利要求1所述的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于，所述列车-轨道耦合动力性能分析模型为车辆和轨道纵、横、垂三向振动相互影响的列车-轨道三维耦合动力性能分析模型。

9.根据权利要求1所述的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于，在S4中进行速度的计算时，先根据列车的纵向振动信息，构建三维动力学模型。

10.根据权利要求1所述的一种铁道车辆坡道运行综合性能的评估方法，其特征在于，在S5中计算列车在坡道运行时的车体横向加速度、车体垂向加速度、横向平稳性指标、垂向平稳性指标和乘坐舒适度指标时，和在S6中计算列车在坡道运行时的轮轴横向力、轮轨垂向力、轮重减载率和脱轨系数时，都需先对列车车辆在坡道上运行速度的变化进行计算。