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专利号: 2017101181968
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景构建方法,其特征在于,包括以下步骤:S1)根据引起隧道基底不均匀沉降的变量,建立地铁隧道不均匀沉降的基础模型;

S2)采集隧道基底的不均匀沉降量、隧道基底的倾斜变形数据,结合地铁隧道现状条件对采集的数据信息进行集中分析处理,得到铁轨形变或沉降量;

S3)将铁轨发生的形变或沉降量进行放大,并作用于高速运行地铁列车上,得到列车失稳以及脱轨模型;

S4)虚拟上述基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景并进行动画展示。

2.根据权利要求1所述的基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景构建方法,其特征在于,步骤S1)中:所述引起隧道基底不均匀沉降的变量包括:a施工期隧道下卧土体不均匀性;

b运营期下卧土体的不均匀性;

c地下水作用;

d列车震动荷载作用。

3.根据权利要求1所述的基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景构建方法,其特征在于,步骤S2)中:所述隧道基底的不均匀沉降量是监测点相对于基准点高度的变化量ΔS:ΔS=SI-SO

式中:SI表示某监测点的下沉值;

SO表示的基准点的下沉值;

ΔS表示监测点相对于基准点高度的变化量。

4.根据权利要求3所述的基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景构建方法,其特征在于,步骤S2)中:所述隧道基底的倾斜变形是指相邻点在竖直方向的下沉差与两相邻点间水平距离的比值,用T表示,倾斜变形为下沉的一阶导数:式中:S(x)为相邻两监测点在数值方向的下沉差;

X为相邻两监测点的水平距离。

5.根据权利要求1所述的基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景构建方法,其特征在于,步骤S3)中:所述列车失稳以及脱轨模型包括:

A安全接触状态、B脱轨临界状态、C脱轨状态;

定义车轮抬升量为Zup,车轮爬升量为Z1,车轮跳动量为Z2,Zup=Z1+Z2;

定义车轮轮缘高度为hf;

若Zup小于hf,车辆处于A安全接触状态;

若Zup等于hf,车辆处于B脱轨临界状态;

若Zup大于hf,车辆处于C脱轨状态。

6.根据权利要求1所述的基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景构建方法,其特征在于,步骤S4)具体包括以下步骤:S41)利用具有弯曲变形的轨道的实体图像获得轨道弯曲的数据模型;

S42)虚拟隧道不均匀沉降模型;

S43)对构建好的所述轨道弯曲的数据模型进行弯曲处理;

S44)虚拟列车脱轨动画。

7.根据权利要求6所述的基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景构建方法,其特征在于,步骤S41)包括:S411)引入一张具有轨道弯曲数据信息的图像,将弯曲的数据信息映射至需要被弯曲计算的虚拟平面上;

S412)捕捉平面的轨道弯曲图像的弯曲信息,并与原平面的弯曲图像的弯曲信息进行进一步的匹配设置;

S413)进一步处理样条线图像数据,即在数据中添加深度的设置,使其成为一个参数化数据模型。

8.根据权利要求7所述的基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景构建方法,其特征在于,步骤S43)包括:S431)利用弯曲程序引入列车轨道模型到对象模块中,将其指定为作用物体;

S432)通过弯曲模块对作用物体进行弯曲计算,得到更多的列车轨道弯曲模型;

S433)在执行第一次的弯曲计算后,将第一次的弯曲结果作为作用物体,再一次执行弯曲指令,执行更细化的弯曲数据处理;

S434)对弯曲中心部分的局部弯曲数据信息再进行弯曲处理,得到更加精确的弯曲结果;

S435)对轨道弯曲模型多次进行列车出轨处理,得到轨道列车脱轨结果。

9.根据权利要求8所述的基于隧道不均匀沉降的列车脱轨事故情景构建方法,其特征在于,步骤S44)中:利用所述的弯曲程序中的物理学引擎执行弯曲指令,形成完整的动画。