CN113252370B - 一种列车倾覆试验系统及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车倾覆试验系统及试验方法，试验系统包括：轨道，轨道沿长度方向依次分为加速区、滑行区、试验区和制动区；倾覆车内司机室和乘坐区的座椅上摆放有假人，假人上设假人加速度传感器、假人压力传感器和假人位移传感器；倾覆车置于振动车内，振动车内设横向驱动装置，振动车内还设横向加速度传感器；振动车置于驱动车内，驱动车内设垂向驱动装置，驱动车内还设垂向加速度传感器；高速摄影装置安装在试验区和制动区的外侧以及倾覆车内假人上方；动力模块与驱动车连接。该倾覆试验系统能够真实地模拟列车受横向风过大或脱轨引起的倾覆以及碰撞倾覆过程。

Description

一种列车倾覆试验系统及试验方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆试验技术领域，具体而言，涉及一种列车倾覆试验系统及试验方法。

背景技术

列车倾覆事故严重威胁乘员和司机安全。一般有横向风过大或脱轨引起的倾覆过程或者车辆发生碰撞后产生的倾覆过程。倾覆对乘员和司机的安全受到极大威胁，因此研究乘员和司机被动安全具有重要的意义。

实车倾覆试验是一种能真实反映列车倾覆过程并且不可替代的研究手段，因此必须依托实车倾覆试验开展列车倾覆过程中的乘员或司机动力学响应及损伤分析。

现有的列车乘员碰撞试验系统虽然可以有效地实现列车乘员的二次碰撞试验，但是只能模拟列车的纵向和垂向加速度，无法实现列车倾覆横向试验，试验结果难以真实、准确地反应实际倾覆情况，因此需要重新开发针对列车倾覆的试验系统。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种列车倾覆试验系统及试验方法，该列车倾覆试验系统及试验方法能够更加真实地模拟列车受横向风过大或脱轨引起的倾覆以及碰撞倾覆，监测倾覆过程中车内人员的运动参数，可用于列车倾覆事故中乘员或司机运动学响应及损伤分析研究。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种列车倾覆试验系统，包括：

轨道，轨道沿长度方向依次分为加速区、滑行区、试验区和制动区；

倾覆车，倾覆车内的座椅上摆放有假人，假人上设有用于分别监测假人的加速度、压力和位移的假人加速度传感器、假人压力传感器和假人位移传感器；

振动车，倾覆车置于振动车内，振动车内设有用于驱动倾覆车横向转动的横向驱动装置，振动车内还设有用于监测倾覆车的横向加速度的横向加速度传感器；

驱动车，可滑动地设置在轨道上，振动车置于驱动车内，驱动车内设有用于驱动振动车进行垂向运动的垂向驱动装置，驱动车内还设有用于监测振动车的垂向加速度的垂向加速度传感器；

高速摄影装置，安装在试验区和制动区的外侧以及倾覆车内假人的上方；

动力模块，与驱动车相连接，以驱动驱动车、振动车和倾覆车整体在轨道上滑行；

中央控制模块，假人加速度传感器、假人压力传感器、假人位移传感器、横向驱动装置、横向加速度传感器、垂向驱动装置、垂向加速度传感器、高速摄影装置和动力模块均与中央控制模块相连接。

进一步地，横向驱动装置包括：

链轮，振动车内设有安装座，链轮可转动地安装在安装座上，链轮与中央控制模块相连接；

翻转胎，安装在倾覆车的两端，翻转胎与链轮相啮合，横向加速度传感器设于翻转胎与倾覆车的接触处。

进一步地，振动车的两端内壁上设有安装槽，翻转胎上固定连接有多根连接杆，连接杆伸入安装槽内并能在安装槽内转动。

进一步地，垂向驱动装置包括：

多个液压控制器，液压控制器安装在驱动车内的底板上，振动车安装在液压控制器上，垂向加速度传感器安装在液压控制器与振动车之间，液压控制器与中央控制模块相连接。

进一步地，动力模块包括：

储气罐，储气罐上设有一安全阀；

发射管，与储气罐的出气口相连通，发射管上设有一触发机构，触发机构与中央控制模块相连接；

活塞轴，设于发射管内，活塞轴的一端从发射管伸出并与驱动车相连接；

空气压缩机，空气压缩机的出气口通过一进气管与储气罐的进气口相连通。

进一步地，轨道的两轨之间于滑行区和试验区的交界处设有一用于监测驱动车的速度的第一速度传感器，轨道的两轨之间于试验区和制动区的交界处设有一用于监测驱动车的速度的第二速度传感器，第一速度传感器和第二速度传感器均与中央控制模块相连接。

进一步地，驱动车的两侧侧壁上安装有摩擦板，轨道的两侧于制动区处设有制动装置，制动装置包括设于轨道两侧的压力板和液压制动模块，液压制动模块与压力板相连接，以驱动压力板与摩擦板接触或分离。

进一步地，轨道于靠近制动区的一端设有一刚性墙，刚性墙上朝向轨道的一侧设有一吸能结构。

根据本发明的另一方面，提供了一种列车横向风过大或脱轨倾覆试验方法，采用上述的列车倾覆试验系统进行倾覆试验，该倾覆试验方法包括：

步骤S1：中央控制模块控制动力模块驱动驱动车、振动车和倾覆车一起沿轨道运动；

步骤S2：当驱动车、振动车和倾覆车一起从加速区经滑行区进入试验区时，中央控制模块按照预先设定的运动标准曲线控制横向驱动装置驱动倾覆车进行横向转动，并控制垂向驱动装置驱动振动车进行垂向运动；

步骤S3：在倾覆车横向转动和振动车垂向运动过程中，通过假人加速度传感器、假人压力传感器和假人位移传感器分别监测假人的加速度、所受到的压力和产生的位移，并通过高速摄影装置对假人、倾覆车、振动车和驱动车的运动轨迹进行拍摄。

根据本发明的另一方面，提供了一种列车碰撞倾覆试验方法，采用上述的列车倾覆试验系统进行倾覆试验，该倾覆试验方法包括：

步骤S1：中央控制模块控制动力模块驱动驱动车、振动车和倾覆车一起沿轨道运动；

步骤S2：当驱动车、振动车和倾覆车一起从加速区经滑行区和试验区进入制动区时，中央控制模块按照预先设定的运动标准曲线控制制动装置调节驱动车沿轨道的运动速度或加速度来模拟碰撞过程，并控制横向驱动装置驱动倾覆车进行横向转动，控制垂向驱动装置驱动振动车进行垂向运动，整体模拟碰撞时引起的倾覆过程；若实验结束驱动车仍有速度，则驱动车撞击在刚性墙的吸能结构上实现对驱动车的保护；

步骤S3：在驱动车制动、倾覆车横向转动、振动车垂向运动的过程中，通过假人加速度传感器、假人压力传感器和假人位移传感器分别监测假人的加速度、所受到的压力和产生的位移，并通过高速摄影装置对假人、倾覆车、振动车和驱动车的运动轨迹进行拍摄。

应用本发明的技术方案，通过将在轨道上设置与动力模块连接的驱动车，在驱动车内设置振动车，并设置垂向驱动装置和垂向加速度传感器，在振动车内设置倾覆车、横向驱动装置和横向加速度传感器，并在倾覆车内摆放假人，在假人上设置假人加速度传感器、假人压力传感器和假人位移传感器；通过动力模块可以驱动驱动车、振动车和倾覆车整体在轨道上滑行，模拟列车纵向加速度，通过垂向驱动装置驱动振动车上下运动，可以模拟列车垂向加速度，通过横向驱动装置驱动倾覆车向侧面翻转，模拟列车倾覆时的横向加速度，通过中央控制模块协同控制各个驱动装置按照设定的运动标准曲线驱动列车运动，在列车运动过程中通过各个传感器及高速摄影装置采集相应参数，可以为列车倾覆事故中乘员或司机运动学响应及损伤分析研究提供真实可靠地实验数据。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的列车倾覆试验系统的结构示意图。

图2为本发明的列车倾覆试验系统中驱动车、振动车和倾覆车的主视示意图。

图3为本发明的列车倾覆试验系统中驱动车、振动车和倾覆车的立体示意图。

图4为本发明的列车倾覆试验系统中倾覆车司机室的示意图。

图5为本发明的列车倾覆试验系统中倾覆车乘坐区的示意图。

图6为本发明的列车倾覆试验系统中动力模块的结构示意图。

图7为本发明的列车倾覆试验系统中试验区、制动区和刚性墙的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、轨道；2、倾覆车；3、振动车；4、驱动车；5、高速摄影装置；6、动力模块；7、中央控制模块；8、摩擦板；9、制动装置；10、第一速度传感器；11、加速区；12、滑行区；13、试验区；14、制动区；15、第二速度传感器；16、刚性墙；17、吸能结构；18、照明装置；19、滑轨；21、假人；22、假人加速度传感器；23、假人压力传感器；24、假人位移传感器；31、横向驱动装置；32、横向加速度传感器；33、安装座；34、安装槽；41、垂向驱动装置；42、垂向加速度传感器；61、储气罐；62、发射管；63、活塞轴；64、空气压缩机；65、进气管；91、压力板；92、液压制动模块；311、链轮；312、翻转胎；313、连接杆；411、液压控制器；611、安全阀；621、触发机构。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

参见图1至图7，一种本发明实施例的列车倾覆试验系统，该列车倾覆试验系统主要包括轨道1、倾覆车2、振动车3、驱动车4、高速摄影装置5、动力模块6和中央控制模块7。其中，轨道1沿长度方向依次分为加速区11、滑行区12、试验区13和制动区14；在倾覆车2内的座椅上摆放有非约束坐姿的假人21，在假人21上设有用于分别监测假人21的加速度、压力和位移的假人加速度传感器22、假人压力传感器23和假人位移传感器24；倾覆车2置于振动车3内，在振动车3内设置有用于驱动倾覆车2横向转动的横向驱动装置31，在振动车3内还设置有用于监测倾覆车2的横向加速度的横向加速度传感器32；驱动车4可滑动地设置在轨道1上，振动车3置于该驱动车4内，在驱动车4内还设置有用于驱动振动车3进行垂向运动的垂向驱动装置41，在驱动车4内还设置有用于监测振动车3的垂向加速度的垂向加速度传感器42；高速摄影装置5安装在试验区13和制动区14的外侧以及倾覆车2内假人21的上方；动力模块6与驱动车4相连接，用于驱动驱动车4、振动车3和倾覆车2整体在轨道1上滑行；假人加速度传感器22、假人压力传感器23、假人位移传感器24、横向驱动装置31、横向加速度传感器32、垂向驱动装置41、垂向加速度传感器42、高速摄影装置5和动力模块6均与中央控制模块7相连接。

上述的列车倾覆试验系统，通过将在轨道1上设置与动力模块6连接的驱动车4，在驱动车4内设置振动车3，并设置垂向驱动装置41和垂向加速度传感器42，在振动车3内设置倾覆车2、横向驱动装置31和横向加速度传感器32，并在倾覆车2内摆放假人21，在假人21上设置假人加速度传感器22、假人压力传感器23和假人位移传感器24；通过动力模块6可以驱动驱动车4、振动车3和倾覆车2整体在轨道1上滑行，模拟列车纵向加速度(图中X轴负方向)，通过垂向驱动装置41驱动振动车3上下运动，可以模拟列车垂向加速度(图中Z轴方向)，通过横向驱动装置31驱动倾覆车2向侧面翻转，模拟列车倾覆时的横向加速度(向图中Y轴方向翻转)，通过中央控制模块7协同控制各个驱动装置按照设定的运动标准曲线驱动列车运动，在列车运动过程中通过各个传感器及高速摄影装置5采集相应参数，可以为列车倾覆事故中乘员或司机运动学响应及损伤分析研究提供真实可靠地实验数据。其中，初始设定的列车各接触点的运动标准曲线为通过数值仿真获得的列车倾覆加速度曲线。

具体地，在每个高速摄影装置5的附近还安装有一个照明装置18，为高速摄影装置5提供照明，照明装置18可在滑轨19上在试验区13或制动区14内任意移动；在倾覆车2的乘员座椅上摆放非约束坐姿的乘员假人21，在倾覆车2的司机操纵台前摆放在驾驶状态的司机假人21，可同时监测乘员或司机在倾覆过程中的动力学响应，模拟乘员和司机碰撞时发生的损伤。

具体来说，参见图2和图3，在本实施例中，横向驱动装置31包括链轮311和翻转胎312。在振动车3内固定设置有安装座33，链轮311可转动地安装在该安装座33上，链轮311的驱动装置与中央控制模块7相连接，通过中央控制模块7控制驱动链轮311转动；翻转胎312套设安装在倾覆车2的两端，翻转胎312置于链轮311上并与链轮311相啮合，横向加速度传感器32设于翻转胎312与倾覆车2的接触处。如此设置，中央控制模块7根据初始设定的运动标准曲线控制驱动链轮311转动，进而带动翻转胎312和倾覆车2发生翻转，同时通过横向加速度传感器32检测倾覆车2的横向加速度，实现列车倾覆时横向运动的模拟和横向加速度的监测。

具体来说，参见图2和图3，在本实施例中，在振动车3的两端内壁上均设置有一个环形的安装槽34，在翻转胎312的一侧固定连接有多根连接杆313，这些连接杆313伸入安装槽34内并能在安装槽34内沿安装槽34环向运动。如此设置，可防止翻转胎312受到垂向或纵向振动时与链轮311分离，翻转胎312和连接杆313成一体与振动车3相连，连接杆313在振动车3的安装槽34内转动，可限制翻转胎312的其他自由度。

参见图2和图3，在本实施例中，垂向驱动装置41包括多个液压控制器411，该液压控制器411安装在驱动车4内的底板上，振动车3安装在液压控制器411上，垂向加速度传感器42安装在液压控制器411与振动车3之间，该液压控制器411与中央控制模块7相连接。这样设置，试验时中央控制模块7按照初始设定的运动标准曲线控制多个液压控制器411动作，驱动振动车3垂向运动，与此同时，通过垂向加速度传感器42监测振动车3的垂向加速度，并将监测数据传送至中央控制模块7，模拟列车倾覆时的垂向加速运动。

具体来说，本实施例中，共设置八个液压控制器411，于振动车3的两侧一边分布四个，形成振动车3上的八个接触点，而设于倾覆车2两端的两个横向加速度传感器32作为两个接触点，上述八个接触点和两个接触点的加速度，分别反映了实车中轮毂与两端转向架所提供的动力控制和受到的横向风、脱轨或碰撞时产生倾覆的横向力。通过接收的由各接触点设置的传感器检测发出的信号，与各点列车倾覆加速度曲线(运动标准曲线)进行对比及误差分析，实时控制各接触点的动力装置增强/削减控制力；协同控制表示各控制装置协同开展，模拟实车倾覆时的动力学响应。

参见图1和图6，在本实施例中，动力模块6具体包括储气罐61、发射管62、活塞轴63和空气压缩机64。其中，在储气罐61上设置有一个安全阀611；发射管62与储气罐61的出气口相连通，在发射管62上还设置有一个触发机构621，该触发机构621与中央控制模块7相连接；活塞轴63设于发射管62内，该活塞轴63的一端从发射管62伸出并与驱动车4相连接；空气压缩机64的出气口通过一根进气管65与储气罐61的进气口相连通。安全阀611用于调节储气罐61内压力，起到保护作用；由中央控制模块7控制空气压缩机64和触发机构621，提供列车沿轨道1滑行加速所需要的动能。

参见图1和图7，在本实施例中，在轨道1的两轨之间于滑行区12和试验区13的交界处设置有一个用于监测驱动车4的速度的第一速度传感器10；在轨道1的两轨之间于试验区13和制动区14的交界处也设置有一个用于监测驱动车4的速度的第二速度传感器15；该第一速度传感器10和第二速度传感器15均与中央控制模块7相连接。当列车进入试验区13和制动区14时可通过该第一速度传感器10和第二速度传感器15分别对列车沿轨道1滑行的速度进行监测。

参见图1和图7，在本实施例中，驱动车4的两侧侧壁上安装有摩擦板8，在轨道1的两侧于制动区14处设置有制动装置9，该制动装置9包括设于轨道1两侧的压力板91和液压制动模块92，该液压制动模块92与压力板91相连接，液压制动模块92还与中央控制模块7相连接，用于驱动压力板91与摩擦板8接触或分离。在需要对列车进行制动及模拟碰撞过程时，由中央控制模块7控制液压制动模块92动作使压力板91伸出与摩擦板8接触，对列车施加制动力，将列车速度降至设定值。

进一步地，参见图1和图7，在本实施例中，轨道1于靠近制动区14的一端还设置有一个刚性墙16，在该刚性墙16上朝向轨道1的一侧设置有一个吸能结构17。这样设置，在试验过载情况下，驱动车4与刚性墙16上的吸能结构17相撞，避免试验列车的损坏；另外，设置刚性墙16还可用于轨道车辆实车撞击倾覆试验研究。

其工作原理如下：

列车倾覆试验分为驱动阶段、滑行阶段、试验阶段和制动阶段，分别对应轨道1的加速区11、滑行区12、试验区13和制动区14。

驱动阶段：根据试验所需的车辆初始速度，计算在轨道1加速区11内车辆所需冲击力，由空气压缩机64对储气罐61进行施压，当达到一定压力时，触发机构621开启，从而对驱动车4产生冲击力，在轨道1的加速区11内进行加速。

滑行阶段：在轨道1的滑行区12内，车辆自由滑行，使其接近于匀速滑行，模拟列车正常行驶，当到达滑行区12和试验区13的交界时，由第一速度传感器10对车辆的行驶速度进行测量并记录。

试验阶段：模拟正常行驶状态下列车横向风力太大或脱轨引起的倾覆过程。在轨道1的试验区13内，根据振动车3每一接触点的列车倾覆加速度曲线，由中央控制模块7对两组链轮311、翻转胎312进行实时控制，调节倾覆车2在y轴的加速度；由中央控制模块7对八组液压控制器411进行实时控制，调节振动车3每一接触点z轴方向的加速度，并对x轴方向的加速度进行调整；试验前将照明装置18通过滑轨19移到试验区13，由照明装置18对试验区13进行照明；由试验区13外侧的高速摄影装置5对车辆的运动学轨迹进行拍摄；由倾覆车2内的高速摄影装置5对假人21的运动学轨迹进行拍摄；由假人加速度传感器22、假人压力传感器23、假人位移传感器24对假人21的各项指标进行测量，并发送到中央控制模块7进行记录。

制动阶段：

a.在轨道1的制动区14内，制动已经在试验区13完成试验的驱动车4，由中央控制模块7对制动装置9进行实时控制，给压力板91适当的压力，与驱动车4上的摩擦板8进行摩擦制动，使驱动车4在安全距离内停下。

b.在轨道1的制动区14内，实现碰撞过程中引起的倾覆过程。根据振动车3每一接触点的列车倾覆加速度曲线，由中央控制模块7对制动装置9进行实时控制，调节驱动车4的x轴的加速度，模拟碰撞过程；由中央控制模块7对八组液压控制器411进行实时控制，调节振动车3每一接触点的z轴方向的加速度；由中央控制模块7对两组链轮311、翻转胎312进行实时控制，调节倾覆车2的y轴的加速度；由刚性墙16上的吸能结构17对试验列车进行保护；试验前将照明装置18通过滑轨19移到制动区14，由照明装置18对制动区14进行照明；由制动区14外侧的高速摄影装置5对车辆的运动学轨迹进行拍摄；由倾覆车2内的高速摄影装置5对假人21的运动学轨迹进行拍摄；由假人加速度传感器22、假人压力传感器23、假人位移传感器24对假人21的各项指标进行测量，并发送到中央控制模块7进行记录。

加速区11内，动力模块6所提供的冲击力由以下公式计算：F＝m×(v²/2L)+mgμ，其中F为冲击力；m为驱动车4及以上部件的质量总和；v为预设的初始行驶速度；L为加速区11内轨道1的长度；μ为轨道1的摩擦系数。

假人21设置7个测试点，分别为头部、颈部、背部、前胸部、腹部、腿部和手部，在每个测试点分别布置假人加速度传感器22、假人压力传感器23和假人位移传感器24。

试验后得到振动车3每一个接触点的加速度曲线以及倾覆车2的初始行驶速度，与预设加速度曲线及行驶速度相比较，误差在4％以内，证明本发明的试验系统可行。

采用本发明的列车倾覆试验系统，进行横向风过大或脱轨引起的列车高速倾覆的试验方法如下：

中央控制模块7控制动力模块6驱动驱动车4、振动车3和倾覆车2一起沿轨道1运动；当驱动车4、振动车3和倾覆车2一起从加速区11经滑行区12进入试验区13时，中央控制模块7按照预先设定的运动标准曲线控制横向驱动装置31驱动倾覆车2进行横向转动，并控制垂向驱动装置41驱动振动车3进行垂向运动；在倾覆车2横向转动和振动车3垂向运动过程中，通过假人加速度传感器22、假人压力传感器23和假人位移传感器24分别监测假人21的加速度、所受到的压力和产生的位移，并通过高速摄影装置5对假人21、倾覆车2和振动车3的运动轨迹进行拍摄；各传感器和高速摄影装置5将监测数据发送至中央控制模块7，根据监测数据即可进行横向风过大或脱轨引起的列车高速倾覆事故中，乘员或司机的运动学响应及损伤分析研究。

采用本发明的列车倾覆试验系统，进行列车碰撞引起的倾覆的试验方法如下：

中央控制模块7控制动力模块6驱动驱动车4、振动车3和倾覆车2一起沿轨道1运动；当驱动车4、振动车3和倾覆车2一起从加速区11经滑行区12和试验区13进入制动区14时，中央控制模块7按照预先设定的运动标准曲线控制制动装置9调节驱动车4沿轨道1的运动速度或加速度模拟碰撞过程，并控制横向驱动装置31驱动倾覆车2进行横向转动，控制垂向驱动装置41驱动振动车3进行垂向运动，整体模拟碰撞时发生的倾覆过程；在驱动车4制动、倾覆车2横向转动、振动车3垂向运动的过程中，通过假人加速度传感器22、假人压力传感器23和假人位移传感器24分别监测假人21的加速度、所受到的压力和产生的位移，并通过高速摄影装置5对假人21、倾覆车2、振动车3和驱动车4的运动轨迹进行拍摄；各传感器和高速摄影装置5将监测数据发送至中央控制模块7，根据监测数据即可进行列车碰撞引起的倾覆事故中，乘员或司机的运动学响应及损伤分析研究。

总体而言，本发明的列车倾覆试验系统，集驱动、实时控制和试验参数采集于一体，综合考虑列车倾覆过程中横向、纵向、垂向的行为特征，实现了列车倾覆的实车试验研究，能够真实地模拟列车受横向风过大或脱轨引起的倾覆以及碰撞倾覆，监测倾覆过程中车内人员的运动参数，可为列车倾覆事故中乘员或司机运动学响应及损伤分析研究提供准确性更好的试验数据；该列车倾覆试验系统结构简单、新颖、易于实现，且结构稳定，经济性好，具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种列车倾覆试验系统，其特征在于，包括：

轨道(1)，所述轨道(1)沿长度方向依次分为加速区(11)、滑行区(12)、试验区(13)和制动区(14)；

倾覆车(2)，所述倾覆车(2)内的座椅上摆放有假人(21)，所述假人(21)上设有用于分别监测所述假人(21)的加速度、压力和位移的假人加速度传感器(22)、假人压力传感器(23)和假人位移传感器(24)；

振动车(3)，所述倾覆车(2)置于所述振动车(3)内，所述振动车(3)内设有用于驱动所述倾覆车(2)横向转动的横向驱动装置(31)，所述振动车(3)内还设有用于监测所述倾覆车(2)的横向加速度的横向加速度传感器(32)；

驱动车(4)，可滑动地设置在所述轨道(1)上，所述振动车(3)置于所述驱动车(4)内，所述驱动车(4)内设有用于驱动所述振动车(3)进行垂向运动的垂向驱动装置(41)，所述驱动车(4)内还设有用于监测所述振动车(3)的垂向加速度的垂向加速度传感器(42)；

高速摄影装置(5)，安装在所述试验区(13)和所述制动区(14)的外侧以及所述倾覆车(2)内所述假人(21)的上方；

动力模块(6)，与所述驱动车(4)相连接，以驱动所述驱动车(4)、所述振动车(3)和所述倾覆车(2)整体在所述轨道(1)上滑行；

中央控制模块(7)，所述假人加速度传感器(22)、所述假人压力传感器(23)、所述假人位移传感器(24)、所述横向驱动装置(31)、所述横向加速度传感器(32)、所述垂向驱动装置(41)、所述垂向加速度传感器(42)、所述高速摄影装置(5)和所述动力模块(6)均与所述中央控制模块(7)相连接；

所述横向驱动装置(31)包括：

链轮(311)，所述振动车(3)内设有安装座(33)，所述链轮(311)可转动地安装在所述安装座(33)上，所述链轮(311)与所述中央控制模块(7)相连接；

翻转胎(312)，安装在所述倾覆车(2)的两端，所述翻转胎(312)与所述链轮(311)相啮合，所述横向加速度传感器(32)设于所述翻转胎(312)与所述倾覆车(2)的接触处；

所述振动车(3)的两端内壁上设有安装槽(34)，所述翻转胎(312)上固定连接有多根连接杆(313)，所述连接杆(313)伸入所述安装槽(34)内并能在所述安装槽(34)内转动。

2.根据权利要求1所述的列车倾覆试验系统，其特征在于，所述垂向驱动装置(41)包括：

多个液压控制器(411)，所述液压控制器(411)安装在所述驱动车(4)内的底板上，所述振动车(3)安装在所述液压控制器(411)上，所述垂向加速度传感器(42)安装在所述液压控制器(411)与所述振动车(3)之间，所述液压控制器(411)与所述中央控制模块(7)相连接。

3.根据权利要求1所述的列车倾覆试验系统，其特征在于，所述动力模块(6)包括：

储气罐(61)，所述储气罐(61)上设有一安全阀(611)；

发射管(62)，与所述储气罐(61)的出气口相连通，所述发射管(62)上设有一触发机构(621)，所述触发机构(621)与所述中央控制模块(7)相连接；

活塞轴(63)，设于所述发射管(62)内，所述活塞轴(63)的一端从所述发射管(62)伸出并与所述驱动车(4)相连接；

空气压缩机(64)，所述空气压缩机(64)的出气口通过一进气管(65)与所述储气罐(61)的进气口相连通。

4.根据权利要求1所述的列车倾覆试验系统，其特征在于，所述轨道(1)的两轨之间于所述滑行区(12)和所述试验区(13)的交界处设有一用于监测所述驱动车(4)的速度的第一速度传感器(10)，所述轨道(1)的两轨之间于所述试验区(13)和所述制动区(14)的交界处设有一用于监测所述驱动车(4)的速度的第二速度传感器(15)，所述第一速度传感器(10)和所述第二速度传感器(15)均与所述中央控制模块(7)相连接。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的列车倾覆试验系统，其特征在于，所述驱动车(4)的两侧侧壁上安装有摩擦板(8)，所述轨道(1)的两侧于所述制动区(14)处设有制动装置(9)，所述制动装置(9)包括设于所述轨道(1)两侧的压力板(91)和液压制动模块(92)，所述液压制动模块(92)与所述压力板(91)相连接，以驱动所述压力板(91)与所述摩擦板(8)接触或分离。

6.根据权利要求5所述的列车倾覆试验系统，其特征在于，所述轨道(1)于靠近所述制动区(14)的一端设有一刚性墙(16)，所述刚性墙(16)上朝向所述轨道(1)的一侧设有一吸能结构(17)。

7.一种列车横向风过大或脱轨倾覆试验方法，其特征在于，采用如权利要求1～5中任意一项所述的列车倾覆试验系统进行倾覆试验，所述倾覆试验方法包括：

步骤S1：所述中央控制模块(7)控制所述动力模块(6)驱动所述驱动车(4)、所述振动车(3)和所述倾覆车(2)一起沿所述轨道(1)运动；

步骤S2：当所述驱动车(4)、所述振动车(3)和所述倾覆车(2)一起从所述加速区(11)经所述滑行区(12)进入所述试验区(13)时，所述中央控制模块(7)按照预先设定的运动标准曲线控制所述横向驱动装置(31)驱动所述倾覆车(2)进行横向转动，并控制所述垂向驱动装置(41)驱动所述振动车(3)进行垂向运动；

步骤S3：在所述倾覆车(2)横向转动和所述振动车(3)垂向运动过程中，通过所述假人加速度传感器(22)、所述假人压力传感器(23)和所述假人位移传感器(24)分别监测所述假人(21)的加速度、所受到的压力和产生的位移，并通过所述高速摄影装置(5)对所述假人(21)、所述倾覆车(2)、所述振动车(3)和所述驱动车(4)的运动轨迹进行拍摄。

8.一种列车碰撞倾覆试验方法，其特征在于，采用如权利要求6所述的列车倾覆试验系统进行倾覆试验，所述倾覆试验方法包括：

步骤S1：所述中央控制模块(7)控制所述动力模块(6)驱动所述驱动车(4)、所述振动车(3)和所述倾覆车(2)一起沿所述轨道(1)运动；

步骤S2：当所述驱动车(4)、所述振动车(3)和所述倾覆车(2)一起从所述加速区(11)经所述滑行区(12)和所述试验区(13)进入所述制动区(14)时，所述中央控制模块(7)按照预先设定的运动标准曲线控制所述制动装置(9)调节所述驱动车(4)沿所述轨道(1)的运动速度或加速度来模拟碰撞过程，并控制所述横向驱动装置(31)驱动所述倾覆车(2)进行横向转动，控制所述垂向驱动装置(41)驱动所述振动车(3)进行垂向运动，整体模拟碰撞时引起的倾覆过程；若实验结束所述驱动车(4)仍有速度，则所述驱动车(4)撞击在所述刚性墙(16)的所述吸能结构(17)上实现对所述驱动车(4)的保护；

步骤S3：在所述驱动车(4)制动、所述倾覆车(2)横向转动、所述振动车(3)垂向运动的过程中，通过所述假人加速度传感器(22)、所述假人压力传感器(23)和所述假人位移传感器(24)分别监测所述假人(21)的加速度、所受到的压力和产生的位移，并通过所述高速摄影装置(5)对所述假人(21)、所述倾覆车(2)、所述振动车(3)和所述驱动车(4)的运动轨迹进行拍摄。

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