RU2273013C1 - Способ исследования динамики железнодорожного подвижного транспортного средства - Google Patents

Способ исследования динамики железнодорожного подвижного транспортного средства Download PDF

Info

Publication number
RU2273013C1
RU2273013C1 RU2004126391/11A RU2004126391A RU2273013C1 RU 2273013 C1 RU2273013 C1 RU 2273013C1 RU 2004126391/11 A RU2004126391/11 A RU 2004126391/11A RU 2004126391 A RU2004126391 A RU 2004126391A RU 2273013 C1 RU2273013 C1 RU 2273013C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vehicle
dynamics
movement
criterion
overload
Prior art date
Application number
RU2004126391/11A
Other languages
English (en)
Inventor
Владислав Геннадьевич Никулин (RU)
Владислав Геннадьевич Никулин
Алексей Алексеевич Милованов (RU)
Алексей Алексеевич Милованов
Евгени Алексеевна Милованова (RU)
Евгения Алексеевна Милованова
Алексей Игоревич Милованов (RU)
Алексей Игоревич Милованов
Original Assignee
Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) filed Critical Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС)
Priority to RU2004126391/11A priority Critical patent/RU2273013C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2273013C1 publication Critical patent/RU2273013C1/ru

Links

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области железнодорожного подвижного состава, в частности к способам исследования его динамики. Измеряют величины кинематических и динамических характеристик движения экипажа. Представляют их в виде массивов мгновенных значений перегрузок, действующих в данном промежутке времени или на данном участке пути. Интегрируют значения перегрузок и определяют среднюю скорость движения экипажа и нормированный по ней критерий, представляющий собой интегральное значение перегрузки для тех же пределов интегрирования. Сравнивая полученный критерий с эталонным, судят о динамических качествах объекта наблюдения. Технический результат - оперативная регистрация сравнительных динамических качеств железнодорожного транспортного средства. 1 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области поточных исследований динамических характеристик движущегося материального объекта и может найти применение на железнодорожном транспорте.
Известны методики оценки динамики кузова подвижного состава на основе использования математических моделей [1]. При этом оказалось возможным решение задачи о построении математической модели движения железнодорожного транспортного средства по частям, например, путем рассмотрения частных задач движения в горизонтальной и вертикальной плоскостях [2, 3].
Известные математические модели позволяют оценить динамику подвижного состава, однако область их применения ограничена
- сложностью и трудоемкостью математических вычислений;
- необходимостью предварительного определения большого количества коэффициентов уравнений, зачастую являющихся нелинейными;
- погрешностью вычислений, предопределенной принимаемыми упрощениями.
Получить наиболее достоверную оценку динамики железнодорожного подвижного транспортного средства позволяет натурное исследование, которое может быть реализовано благодаря современному уровню развития измерительной и вычислительной техники.
Известна автоматизированная система обнаружения отрицательной динамики (АСООД), предназначенная для выявления вагонов, имеющих повышенные колебания кузова на ходу поезда. Однако возможности использования системы АСООД для оценки динамики железнодорожного подвижного транспортного средства во всем диапазоне изменения характерных параметров его движения ограничены. Это объясняется тем, что она является стационарной, устанавливается на подходе к станции и предназначена для проведения измерений в ограниченном диапазоне изменения скоростей движения транспортного средства (60-80 км/ч).
Известно устройство регистрации ускорений поезда (УРУП-1), предназначенное для измерения линейных перегрузок, действующих на транспортное средство и его части в процессе движения.
К достоинствам устройства следует отнести его конструктивную простоту и надежность в эксплуатации, однако возможности его использования для оценки динамики железнодорожного транспортного средства ограничены
- необходимостью проверки диапазона измерения перегрузок, что требует включения в комплект устройства вибростола эталонной вибрационной установки;
- отсутствием возможности регистрации угловых перемещений и скоростей при вращательном движении кузова транспортного средства относительно координатных осей;
- диапазоном значений регистрируемых перегрузок, превышающих по модулю значение 3 g.
Таким образом, высокая точность объективной оценки динамики железнодорожного подвижного транспортного средства во всем диапазоне изменения измеряемых параметров системой АСООД и устройством УРУП-1 не может быть обеспечена.
Предлагаемое изобретение решает задачу непрерывного измерения динамических характеристик подвижного транспортного средства во всем диапазоне их изменения в процессе движения по шести составляющим этого движения (три поступательных в направлении координатных осей и три вращательных относительно этих осей).
Ниже приводится алгоритм решения одной из частных задач движения, например бокового движения транспортного средства, соответствующий предлагаемому изобретению (суммирование решений частных задач, полученных по аналогичному алгоритму, даст возможность обобщения полной картины поведения динамических характеристик транспортного средства).
Динамика транспортного средства в плоскости поперечного движения определяется значениями ускорений, действующих на него в направлении поперечной оси OY, и угловой скорости его вращения относительно продольной оси ОХ.
Величина перегрузки в поперечном движении, измеренная акселерометром, представлена двумя составляющими:
Figure 00000002
где nуотн - линейная перегрузка в поперечном движения кузова относительно тележки (в данной точке транспортного средства суммирует характеристику движения кузова в горизонтальной плоскости: относ и виляние), ед.;
Figure 00000003
- перегрузка, вызванная вращением кузова относительно оси продольного движения экипажа ОХ (боковая качка), ед.;
Figure 00000004
- угловое ускорение вращения кузова относительно оси ОХ, с-2;
L - расстояние по вертикали от оси вращения кузова ОХ до места установки датчика измерений, м;
g=9,81 м/с2.
Для количественной оценки динамики поперечного движения используется интегральный критерий (N-критерий) вида
Figure 00000005
где nу - перегрузка по оси измерения OY;
S - пройденный путь;
N - сумма абсолютных значений перегрузок за время от t1 до t2 или на участке пути от S1 до S2.
Для установления связи полученных результатов измерений с характером продольного движения экипажа нормирование N-критерия производится по скорости. Тогда выражение (2) приводится к виду
Figure 00000006
где Vx - средняя скорость продольного движения транспортного средства за время Δt=t2-t1 или на участке ΔS=S2-S1.
Для уменьшения зависимости вычислений от погрешностей скоростемеров локомотива вычисление скорости движения производится интегрированием величины перегрузки действующей по продольной оси движения экипажа ОХ.
Figure 00000007
где nх - продольная перегрузка по показаниям акселерометра, ед.
Все измерения производятся при одной и той же высоте установки датчиков L.
Оценка боковой динамики осуществляется сравнением полученных значений N для исследуемого произвольного и эталонного участков пути или для совокупности одноименных транспортных средств, эксплуатируемых одновременно на одном и том же участке пути, эталонным среди которых является тот, для которого значение N минимально.
Реализации предложенной методики качественной и количественной оценки боковой динамики электровоза осуществляется с помощью микропроцессорной информационно-измерительной системы, структурная схема которой представлена на чертеже.
Датчик линейных ускорений (ДЛУ) предназначен для измерения величины перегрузок (nx, ny, nz).
Датчик угловой скорости (ДУС) измеряет угловую скорость вращения кузова (ωx, ωy, ωz).
Гировертикаль (ГВ) измеряет углы отклонения от нейтрального положения вертикальной оси транспортного средства в плоскостях продольного (θ) и поперечного (γ) движения (соответственно при галопировании и боковой качке).
Микроконтроллер (МК) осуществляет обработку информации и запись результатов, полученных в соответствии с заданным алгоритмом, в память.
Память данных инструментального компьютера используется для сравнения полученных значений N-критерия с эталонными.
Результаты обработки информации могут быть преобразованы в управляющий сигнал для системы автоматического управления (САУ) движением транспортного средства.
Таким образом, предлагаемый способ исследования динамики железнодорожного подвижного транспортного средства, заключающийся в измерении характеристических параметров динамики объекта наблюдения и в последующей математической обработке результатов измерений, отличается тем, что измеряемые величины кинематических и динамических характеристик движения экипажа представляют в виде массивов мгновенных значений перегрузок, действующих на транспортное средство в направлении координатных осей в данном промежутке времени или на данном участке пути; интегрированием значений перегрузок определяют среднюю скорость движения экипажа, а также нормированный по этой скорости N-критерий, представляющий собой интегральное значение перегрузки для тех же пределов интегрирования; сравнивая значение N-критерия с эталонным для участка пути или транспортного средства, судят о динамических качествах объекта наблюдения.
Технический результат реализации предлагаемого изобретения заключается в возможности оперативной регистрации сравнительных динамических качеств железнодорожного транспортного средства - объекта наблюдения в процессе его движения и, таким образом, обеспечения условия мгновенного реагирования системы автоматического управления движением экипажа на сложившуюся сиюминутную обстановку.
Источники информации
1. Камаев В.А. Оптимизация параметров ходовых частей железнодорожного подвижного состава. «Машиностроение». М., 1989. 216 с.
2. Демченко И.П. Вертикальные и продольные колебания электровоза ВЛ65-1-016 на прямых участках пути. «Электровозостроение». Т.39. Новочеркасск. 1998. С 25-31.
3. Демченко И.П. Боковые колебания электровоза ВЛ65-016 на прямых участках пути.«Электровозостроение» Т.39. Новочеркасск. 1998. С.31-37.

Claims (1)

  1. Способ исследования динамики железнодорожного подвижного транспортного средства, заключающийся в измерении характеристических параметров динамики объекта наблюдения и в последующей математической обработке результатов измерений, отличающийся тем, что измеряемые величины кинематических и динамических характеристик движения экипажа представляют в виде массивов мгновенных значений перегрузок, действующих на транспортное средство в направлении координатных осей в данном промежутке времени или на данном участке пути, интегрированием значений перегрузок определяют среднюю скорость движения экипажа, а также нормированный по этой скорости N-критерий, представляющий собой интегральное значение перегрузки для тех же пределов интегрирования, сравнивая значение N-критерия с эталонным для участка пути или транспортного средства, судят о динамических качествах объекта наблюдения.
RU2004126391/11A 2004-08-30 2004-08-30 Способ исследования динамики железнодорожного подвижного транспортного средства RU2273013C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126391/11A RU2273013C1 (ru) 2004-08-30 2004-08-30 Способ исследования динамики железнодорожного подвижного транспортного средства

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126391/11A RU2273013C1 (ru) 2004-08-30 2004-08-30 Способ исследования динамики железнодорожного подвижного транспортного средства

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2273013C1 true RU2273013C1 (ru) 2006-03-27

Family

ID=36388962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004126391/11A RU2273013C1 (ru) 2004-08-30 2004-08-30 Способ исследования динамики железнодорожного подвижного транспортного средства

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2273013C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103674578A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 高速列车运行动力学性能状态的检测方法
RU2582761C1 (ru) * 2015-05-12 2016-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Кордон-Сервис" Автоматизированная система измерений динамических характеристик и выявления вагонов с отрицательной динамикой

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БИРЮКОВ И.В. и др. Механическая часть подвижного состава. - М.: Транспорт, 1992, с.22-61. ЕВСТРАТОВ А.С. Экипажная часть тепловоза. - М.: Машиностроение, 1987, с.41-120. Динамика высокоскоростного транспорта/Под ред. Т.А. ТИБИЛОВА. - М.: Транспорт, с.119-155. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103674578A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 高速列车运行动力学性能状态的检测方法
CN103674578B (zh) * 2012-09-14 2016-07-06 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 高速列车运行动力学性能状态的检测方法
RU2582761C1 (ru) * 2015-05-12 2016-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Кордон-Сервис" Автоматизированная система измерений динамических характеристик и выявления вагонов с отрицательной динамикой

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4707715B2 (ja) 鉄道車輌を用いた、ポイント、交差あるいは渡り線付交差、ならびにレール継ぎ目および線路の不均質性の診断および状態の監視
JP2008513633A5 (ru)
WO2014088627A1 (en) System for imaging and measuring rail deflection
JP5965251B2 (ja) 軌道位置データ付与システム及び軌道位置データ付与方法
JP2021512813A (ja) 鉄道車両および軌道区間を検測する方法
CN111131617A (zh) 一种基于智能手机的驾驶行为分析与反馈方法
CN114559988B (zh) 列车速度、里程、站点和运动状态测量方法、装置及系统
Boronakhin et al. MEMS-based inertial system for railway track diagnostics
KR20100068595A (ko) 관성센서를 이용한 궤도의 수평 틀림 측정 시스템 및 그 방법
RU2640313C2 (ru) Способ оценки скорости железнодорожного транспортного средства
CN114061619A (zh) 一种基于在线标定的惯导系统姿态补偿方法
RU2542784C2 (ru) Способ и электронное устройство для контроля состояния деталей рельсовых транспортных средств
CN112810664B (zh) 轨道线路曲率在线实时测量系统及方法
RU2273013C1 (ru) Способ исследования динамики железнодорожного подвижного транспортного средства
WO2020129423A1 (ja) 位置検出装置及び方法
Karimpour et al. A novel method in light-rail condition monitoring using smartphones
Lathe et al. Estimating vertical profile irregularities from vehicle dynamics measurements
US20090094848A1 (en) Track Twist Monitoring
JP5526433B2 (ja) 軌道位置データ付与システム及び軌道位置データ付与方法
CN213482904U (zh) 一种适用于轨道检测的影像分析系统和装置
KR101563352B1 (ko) 지피에스를 통한 주행저항 측정방법
CN112550270B (zh) 车辆控制方法、装置、车辆及电子设备
CN114162170A (zh) 一种轨道测量系统及测量方法
CN1704297A (zh) 一种摆式列车线路状态测报及车体倾摆控制装置
Bolshakova et al. Embedded multiphysical track diagnostic systems for intelligent transport

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090831

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110220

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120831