• ISSN 0258-2724
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列车一维碰撞能量管理的综合评价模型

张敬科 朱涛 王小瑞 肖守讷 阳光武 杨冰

张敬科, 朱涛, 王小瑞, 肖守讷, 阳光武, 杨冰. 列车一维碰撞能量管理的综合评价模型[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(6): 1329-1336. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200034
引用本文: 张敬科, 朱涛, 王小瑞, 肖守讷, 阳光武, 杨冰. 列车一维碰撞能量管理的综合评价模型[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(6): 1329-1336. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200034
ZHANG Jingke, ZHU Tao, WANG Xiaorui, XIAO Shoune, YANG Guangwu, YANG Bing. Comprehensive Evaluation Model for One-Dimensional Crash Energy Management of Trains[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(6): 1329-1336. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200034
Citation: ZHANG Jingke, ZHU Tao, WANG Xiaorui, XIAO Shoune, YANG Guangwu, YANG Bing. Comprehensive Evaluation Model for One-Dimensional Crash Energy Management of Trains[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(6): 1329-1336. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200034

列车一维碰撞能量管理的综合评价模型

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200034
基金项目: 国家自然科学基金(52172409);四川省杰出青年基金(22JCQN0156)
详细信息
    作者简介:

    张敬科(1992—),男,博士研究生,研究方向为机车车辆碰撞动力学,E-mail:jkzhang@my.swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: U270.1

Comprehensive Evaluation Model for One-Dimensional Crash Energy Management of Trains

  • 摘要:

    为了更科学全面地对列车碰撞能量方案进行配置和评价,以列车最大平均加速度、最大瞬时加速度和能量利用率为评价指标,利用序关系分析法和熵值法得到的主、客观指标权重推导出更加合理的综合权重系数;采用非线性加权综合法融合权重信息和评价指标信息,获得了列车一维碰撞能量管理综合评价模型;采用此模型对某型列车的15种能量配置方案进行综合评价. 研究结果表明:此模型综合评价结果与各指标性能变化幅度分析结果一致,具有较好的适用性和可靠性;方案4为最优方案,其最大瞬时加速度指标性能比方案8下降14.03%,但最大平均加速度指标性能和能量利用率指标性能分别比方案8提升了4.92%和19.44%;该结果既体现了对安全性影响最大的最大平均加速度指标的重要性,又综合考虑了与经济性相关的能量利用率指标.

     

  • 图 1  列车一维碰撞能量管理综合评价流程

    Figure 1.  Flow chart for comprehensive evaluation of train one-dimensional collision energy management

    图 2  15种能量配置方案的各指标计算结果

    Figure 2.  Calculation results of each index for 15 energy allocation schemes

    图 3  各能量配置方案综合评价结果排序

    Figure 3.  Ranking of comprehensive evaluation results of each energy allocation scheme

    图 4  方案4、8、10、11、13各指标数值变化幅度百分比

    Figure 4.  Percentage changes of each indicator value of schemes 4,8,10,11 and 13

    表  1  ${r_k}$ 赋值

    Table  1.   Assignment reference table of ${r_k}$

    ${r_k}$说明
    1.0指标${x_{k - 1}}$与指标${x_k}$具有同样重要性
    1.2指标${x_{k - 1}}$与指标${x_k}$稍微重要
    1.4指标${x_{k - 1}}$与指标${x_k}$明显重要
    1.6指标${x_{k - 1}}$与指标${x_k}$强烈重要
    1.8指标${x_{k - 1}}$与指标${x_k}$极端重要
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    表  2  列车碰撞能量配置方案[10]

    Table  2.   Train collision energy allocation schemes

    方案头车钩缓装置中间车钩缓装置吸能装置
    阻抗
    力/kN
    额定容
    量/kJ
    阻抗
    力/kN
    额定容
    量/kJ
    阻抗
    力/kN
    额定容
    量/kJ
    11000387.510007431400970
    2387.51200883
    3387.514001023
    41200457.510007431400970
    51200883
    614001023
    71000387.5100074316001110
    81200883
    914001023
    101200457.5100074316001110
    111200883
    1214001023
    131400527.5100074316001110
    141200883
    1514001023
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    表  3  15种能量配置方案的各指标数据一致化和无量纲化处理结果

    Table  3.   Data consistency and dimensionless processing results of 15 energy allocation schemes

    方案能量利
    用率/%
    最大平均加
    速度/(m•s−2
    最大瞬时加
    速度/(m•s−2
    168.517818.777236.2090
    254.100337.518342.3262
    342.049845.786333.6498
    464.194559.750256.4960
    551.322450.196053.4373
    640.993548.358638.5186
    746.021054.054555.4972
    851.713756.810464.4235
    935.242147.072541.2653
    1062.394755.524354.8106
    1149.777056.443064.2363
    1238.293852.033443.3251
    1360.184255.708054.4985
    1447.703454.973163.6745
    1537.491856.994247.6321
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    表  4  指标序关系及${r_k}$赋值表

    Table  4.   Index order relation and assignment table of ${r_k}$

    类别取值
    指标序关系${x_2} \succ {x_3} \succ {x_1} (x_1^* \succ x_2^* \succ x_3^*)$
    ${r_2}$1.8
    ${r_3}$1.2
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    表  5  G1-法计算的各评价指标权重

    Table  5.   Weight of each evaluation index by G1 method

    指标类型权重
    最大平均加速度0.4954
    最大瞬时加速度0.2752
    能量利用率0.2294
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    表  6  熵值法计算的各评价指标权重

    Table  6.   Weight of each evaluation index by entropy method

    指标类型权重
    最大平均加速度0.3328
    最大瞬时加速度0.3336
    能量利用率0.3336
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    表  7  各评价指标综合权重

    Table  7.   Comprehensive weight of each evaluation index

    指标类型权重
    最大平均加速度0.4948
    最大瞬时加速度0.2755
    能量利用率0.2297
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-18
  • 修回日期:  2020-04-26
  • 网络出版日期:  2020-05-14
  • 刊出日期:  2020-05-14

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