一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法与流程

1.本发明涉及轨道交通领域，具体来说，涉及一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法。


背景技术：

2.虚拟轨道交通系统是一种采用城市轨道交通运行管理模式的道路交通系统。所谓的“虚拟轨道”有别于传统铁路运输系统中所使用的物理轨道，而是在传统城市道路上增设一系列地面感应装置或信标而形成的一种新型“数字轨道”。虚拟轨道列车采用非接触式导向技术和橡胶车轮走行部，并利用环境感知技术对虚拟轨道信息和列车运行环境进行识别和感知，利用信息融合技术实现车辆高精度定位，通过循迹控制技术实现列车自导向。因此，虚拟轨道列车兼具传统有轨电车运量大，运行平稳性高以及公共汽车和brt(快速公交系统)适应性强、道路建设成本较低的优点。
3.胶轮低地板虚拟轨道车辆采用全轴转向的转向架结构，每个转向架具有独立的转向控制能力。而正是由于此特征，给列车循迹控制带来了极大的挑战，因此需要在正式运营前做大量的控制调整，以便列车循迹达到最优状态，如何在虚拟轨道列车调试初期准确的测定列车的横向偏差成为本专业人需要研究的课题之一。
4.传统钢轮钢轨制式列车由于轮轨的约束，列车各节车辆相互之间的横向偏差、各节车辆横向偏离轨道中心线均不会很大，这样不会使得车辆限界无限扩大，大大降低轨道交通的土建成本。而胶轮低地板虚拟轨道列车在初期车辆调试期间，因为虚拟轨道列车的循迹控制逻辑，还没有和车辆的实际状态匹配好，同时没有轮轨的约束，所以每次过弯道的时候，得下车查看列车各车辆的横向偏差情况，然后再调整循迹控制参数，循环反复，直到视觉上认为列车各车和虚拟轨道的横向偏差最小。这样会使得列车存在侵入限界可能，造成干涉现象，严重引起车辆行驶安全风险。该方法受人为因素影响大，智能化程度不高，车辆控制参数调整过程受到技术人员主观判断的影响大，会造成列车运营期间横向偏差过度现象严重，造成轮胎磨损速度快。
5.综上所述，如何开发出一种准确测定虚拟轨道列车横向偏差的方法，避免对技术人员经验的依赖，提高虚拟轨道列车控制参数调试的智能化程度，大大降低轮胎磨损，节约维修成本，便成为本领域技术人员亟需解决的问题之一。


技术实现要素：

6.针对相关技术中的问题，本发明提出一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
7.为此，本发明采用的具体技术方案如下：
8.一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，该方法包括以下步骤：
9.通过预先配置的传感器分别对胶轮车的动车转向架杆系的位移量及车间铰接转向杆系的位移量进行测量；
10.对车轮转角进行测量，并建立动车转向架杆系位移与车轮转角的数值关系；
11.对车间铰接角进行测量，并建立车间铰接转向杆系位移与车间铰接角的数值关系；
12.计算车辆实际偏移量与理论最佳偏移量之间的差值，得到车辆横向偏差值。
13.进一步的，所述对车轮转角进行测量还包括以下步骤：
14.将车轮转向机构设定为四连杆机构；
15.基于四连杆机构的几何关系，在连杆上设定两个测点，并通过两个测点之间的位移进行车轮转角的换算。
16.进一步的，所述基于四连杆机构的几何关系，在连杆上设定两个测点，并通过两个测点之间的位移进行车轮转角的换算还包括以下步骤：
17.设定四连杆机构由连杆ab、连杆bc、连杆cd及连杆ad组成，并建立坐标系xay，且对各杆系通过矢量表示，则结构封闭矢量方程式的复数形式为：
[0018][0019]
式中，为连杆ab与x轴的角度；
[0020]
为连杆bc与x轴的角度；
[0021]
为连杆cd与x轴的角度；
[0022]
l1为连杆ab的长度，l2为连杆bc的长度，l3为连杆cd的长度，l4为连杆ad的长度；
[0023]
为复数的指数表达方式；
[0024]
i为复数的虚数单位，且
[0025]
i2＝-1；
[0026]
应用欧拉公式：
[0027]eiθ
＝cosθ+isinθ
[0028]
将欧拉公式的实部及虚部分离，得到：
[0029][0030]
由实部及虚部分离后的公式得到：
[0031][0032][0033]
通过消去并得到：
[0034][0035]
[0036][0037]
其中，
[0038][0039][0040]
求取出即获得和
[0041]
式中，为连杆ab与x轴的角度；
[0042]
为连杆bc与x轴的角度；
[0043]
为连杆cd与x轴的角度；
[0044]
l1为连杆ab的长度，l2为连杆bc的长度，l3为连杆cd的长度，l4为连杆ad的长度；
[0045]
θ为角度；
[0046]
在连杆ab上分别设定参照点e及g，在连杆ad上分别设定参照点f及h，且点e至点f之间的距离通过位移传感器进行测量，同时反推理论公式可以求得：
[0047][0048][0049][0050]
xf＝f
[0051]
yf＝t1；
[0052]
式中，为连杆ab与x轴的角度；
[0053]
l1为连杆ab的长度，l5为连杆ae的长度；
[0054]
l
ef
为ef两点之间的长度；
[0055]
f为ah之间的距离；
[0056]
t1为fh之间的距离；
[0057]
t2为ge之间的距离；
[0058]
e为bg之间的距离。
[0059]
进一步的，所述对车间铰接角进行测量时，胶轮车各车厢之间通过铰接机构连接，且位于铰接机构上设定两个测试点，通过两个测试点之间的位移进行转角换算。
[0060]
进一步的，所述对车间铰接角进行测量还包括以下步骤：
[0061]
胶轮车位于直线上的初始位置时，
[0062]
α0＝arc tan(b0/(l0/2))
[0063]
式中，a0为安装测试点为直线时初始的夹角；
[0064]
b0为安装测试点a与车辆中心之间的距离；
[0065]
l0为两个测试点ab直线时的初始距离；
[0066]
当胶轮车车辆转向至任意位置时，对车间铰接角进行计算。
[0067]
进一步的，所述车间铰接角的计算公式为：
[0068][0069]
式中，a0为安装测试点为直线时初始的夹角；
[0070]
b0为安装测试点a与车辆中心之间的距离；
[0071]
l0为两个测试点ab直线时的初始距离；
[0072]
α表示为两车之间的铰接角度；
[0073]
△
l为两个测试点ab因过曲线而相对于直线增加的距离。
[0074]
进一步的，所述理论最佳偏移量为根据胶轮车以理想姿态通过圆曲线时的运动几何关系获得；
[0075]
设定1轴即车轮运动方向为x轴，x轴的垂直方向为y轴并建立参考坐标系，且参考坐标系内还包括2轴、3轴、4轴、5轴、6轴、7轴及8轴；
[0076]
以1-8轴中心及车间铰接中心点在参考坐标系y轴上的投影作为横向偏移量指标；
[0077]
获取圆曲线半径为r，求得理想的铰接角度。
[0078]
进一步的，所述求得理想的铰接角度还包括以下步骤：
[0079]
理想的1轴车轮转向角度为：
[0080][0081]
式中，l1为1轴中心；
[0082]
r为圆曲线半径；
[0083]
理想的铰接角度为：
[0084][0085]
式中，l3为3轴和4轴之间铰接点；
[0086]
l1为1轴的中心
[0087]
计算理论最佳偏移量。
[0088]
进一步的，所述车辆实际偏移量计算时，通过测量得到四连杆机构的测点位移和铰接位置的测试点距离，并依据计算得到的车轮转角、铰接角α(j)及横向偏移量计算公式：
[0089]
[0090][0091]
计算得到车辆实际横向偏移量y(j)；
[0092]
式中，为5轴在参考坐标系中相对于y轴理想的横向偏移量；
[0093]
l2为5轴的中心；
[0094]
为3轴和4轴之间铰接点的理想铰接角度；
[0095]
为1轴车轮理想的转向角度；
[0096]yh1
为3轴和4轴之间铰接点在参考坐标系中相对于y轴理想的横向偏移量；
[0097]
l1为1轴的中心。
[0098]
进一步的，所述车辆横向偏差值的计算公式：
[0099][0100]
式中，
△
y为车辆横向偏差值；
[0101]
y(j)为车辆实际横向偏移量；
[0102]
为理想的横向偏移量；
[0103]
j为各轴的序号或各铰接点的序号。
[0104]
本发明的有益效果为：
[0105]
(1)本发明基于列车转向架的结构特点，能够满足虚拟列车调试初期横向偏差准确测量的需求，方法计算结果可靠，完全可以达到提升调试效率，提高循迹控制精度的目的，同时也可以大大降低车轮的异常磨损。具备提升调试效率、循迹控制精度和降低车轮磨损的优点。
[0106]
(2)本发明基于胶轮低地板虚拟轨道列车转向架结构特性，利用位移传感器测量杆系位移，换算到车轮转角和车间转角，考虑虚拟轨道列车以理想姿态通过圆曲线时的运动几何关系，获取实际偏移量与理论最佳偏移量之间的横向偏差值，作为虚拟轨道列车初期车辆调试期间评价车辆循迹偏差的指标。这样大大提高胶轮低地板虚拟轨道列车控制参数校准工作的效率，减小人为因素带来的误差，提升虚拟轨道列车控制精度和可靠性，降低车轮不必要的磨损。
附图说明
[0107]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0108]
图1是根据本发明实施例的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法的流程图；
[0109]
图2是转向机构示意图；
[0110]
图3是车间铰接几何示意图；
[0111]
图4是列车转弯时的横向偏移量示意图；
[0112]
图5是列车编组示意图；
[0113]
图6是测试线路示意图；
[0114]
图7是铰接角度示意图；
[0115]
图8是第1、4、6轴转向角度示意图；
[0116]
图9是1轴理论最佳偏移量结果示意图；
[0117]
图10是4轴理论最佳偏移量结果示意图；
[0118]
图11是6轴理论最佳偏移量结果示意图；
[0119]
图12是前车间铰接点横向偏移量结果示意图；
[0120]
图13是后车间铰接点横向偏移量结果示意图。
具体实施方式
[0121]
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0122]
根据本发明的实施例，提供了一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法。
[0123]
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，该方法包括以下步骤：
[0124]
通过预先配置的传感器分别对胶轮车的动车转向架杆系的位移量及车间铰接转向杆系的位移量进行测量；
[0125]
对车轮转角进行测量，并建立动车转向架杆系位移与车轮转角的数值关系；
[0126]
在一个实施例中，所述对车轮转角进行测量还包括以下步骤：
[0127]
将车轮转向机构简化设定为四连杆机构；
[0128]
基于四连杆机构的几何关系，在连杆上设定两个测点，并通过两个测点之间的位移进行车轮转角的换算。
[0129]
在一个实施例中，所述基于四连杆机构的几何关系，在连杆上设定两个测点，并通过两个测点之间的位移进行车轮转角的换算还包括以下步骤：
[0130]
根据图2所示的转向机构示意图，设定四连杆机构由连杆ab、连杆bc、连杆cd及连杆ad组成，并建立坐标系xay，且对各杆系通过矢量表示，则结构封闭矢量方程式的复数形式为：
[0131][0132]
式中，为连杆ab与x轴的角度；
[0133]
为连杆bc与x轴的角度；
[0134]
为连杆cd与x轴的角度，且和不是固定的，是随着车辆转弯而变
动；
[0135]
l1为连杆ab的长度，l2为连杆bc的长度，l3为连杆cd的长度，l4为连杆ad的长度；l1，l2，l3和l4是可以直接测量出；
[0136]
为复数的指数表达方式；
[0137]
i为复数的虚数单位，且
[0138]
i2＝-1；
[0139]
应用欧拉公式：
[0140]eiθ
＝cosθ+i sinθ
[0141]
将欧拉公式的实部及虚部分离，即由公式(2)得到：
[0142][0143]
由实部及虚部分离后的公式得到：
[0144][0145][0146]
通过消去公式(3)的平方加公式(4)的平方得到：
[0147][0148][0149][0150]
其中，
[0151][0152][0153]
求取出即获得和
[0154]
式中，为连杆ab与x轴的角度；
[0155]
为连杆bc与x轴的角度；
[0156]
为连杆cd与x轴的角度；
[0157]
l1为连杆ab的长度，l2为连杆bc的长度，l3为连杆cd的长度，l4为连杆ad的长度；
[0158]
θ为角度；
[0159]
在连杆ab上分别设定参照点e及g，在连杆ad上分别设定参照点f及h，且点e至点f之间的距离通过位移传感器进行测量；在四连杆机构里面几何关系，可以看出测点e在坐标
系xay是随着车轮转角进行变化的，通过位移传感器测得ef两点的之间距离，同时反推理论公式可以求得：
[0160][0161][0162][0163]
xf＝f
ꢀꢀꢀ
(11)
[0164]
yf＝t1；
ꢀꢀꢀ
(12)
[0165]
式中，为连杆ab与x轴的角度；
[0166]
l1为连杆ab的长度，l5为连杆ae的长度；
[0167]
l
ef
为ef两点之间的长度，即一个与车轮转角函数，可以通过位移传感器测量直接获得；
[0168]
f为图中ah之间的距离，数值固定且可以直接测得；
[0169]
t1为图中fh之间的距离，数值固定且可以直接测得；
[0170]
t2为图中ge之间的距离，数值固定且可以直接测得；
[0171]
e为图中bg之间的距离，数值固定且可以直接测得。
[0172]
对车间铰接角进行测量，并建立车间铰接转向杆系位移与车间铰接角的数值关系；
[0173]
在一个实施例中，所述对车间铰接角进行测量时，胶轮车各车厢之间通过铰接机构连接，且位于铰接机构上设定两个测试点，通过两个测试点之间的位移进行转角换算。
[0174]
在一个实施例中，所述对车间铰接角进行测量还包括以下步骤：
[0175]
如图3所示，胶轮车位于直线上的初始位置时，
[0176]
α0＝arc tan(b0/(l0/2))
ꢀꢀꢀ
(13)
[0177]
式中，a0为安装测试点为直线时初始的夹角；
[0178]
b0为安装测试点a与车辆中心之间的距离；
[0179]
l0为两个测试点ab直线时的初始距离，是一个固定值可直接测量；
[0180]
当胶轮车车辆转向至任意位置时，对车间铰接角进行计算。
[0181]
在一个实施例中，所述车间铰接角的计算公式为：
[0182][0183]
式中，a0为安装测试点为直线时初始的夹角；
[0184]
b0为安装测试点a与车辆中心之间的距离；
[0185]
l0为两个测试点ab直线时的初始距离；
[0186]
α表示为两车之间的铰接角度；
[0187]
△
l为两个测试点ab因过曲线而相对于直线增加的距离，可通过传感器测得。
[0188]
计算车辆实际偏移量与理论最佳偏移量之间的差值，得到车辆横向偏差值；
[0189]
在一个实施例中，所述理论最佳偏移量为根据胶轮车以理想姿态通过圆曲线时的运动几何关系获得；(理论最佳偏移量根据列车以理想姿态通过圆曲线时的运动几何关系获得)
[0190]
如图4所示，设定1轴即车轮运动方向为x轴，x轴的垂直方向为y轴并建立参考坐标系，且参考坐标系内还包括2轴、3轴、4轴、5轴、6轴、7轴及8轴；
[0191]
其中，1-8轴均代指列车下的车轴，且列车的车轴数量可以多于8根，也可以少于8根。
[0192]
以1-8轴中心及车间铰接中心点在参考坐标系y轴上的投影作为横向偏移量指标；
[0193]
其中，理想状态(前后两端部轴桥及两个车间铰接中心点均在圆曲线上的情况作为理想的循迹状态)下的横向偏移量需要根据车辆结构尺寸参数、理想的车轮转角和理想的铰接角度获得；
[0194]
获取圆曲线半径为r，求得理想的铰接角度(即可通过解析计算理想的车轮转角和理想的铰接角度)。
[0195]
在一个实施例中，所述求得理想的铰接角度还包括以下步骤：
[0196]
理想的1轴车轮转向角度为：
[0197][0198]
式中，l1为1轴中心，与3轴和4轴之间铰接点中心之间的距离，是一个固定值可以直接测得；
[0199]
r为圆曲线半径；
[0200]
理想的铰接角度为：
[0201][0202]
式中，l3为3轴和4轴之间铰接点，与5轴和6轴之间的铰接点之间的距离，是一个固定值可以直接测得；
[0203]
l1为1轴的中心
[0204]
计算理论最佳偏移量。
[0205]
在一个实施例中，在计算理论最佳偏移量时，以5轴为例，可以计算得出其理想的横向偏移量为：
[0206][0207]
[0208]
计算得到车辆实际横向偏移量y(j)；
[0209]
式中，为5轴在(图4)参考坐标系中相对于y轴理想的横向偏移量；
[0210]
l2为5轴的中心；
[0211]
为3轴和4轴之间铰接点的理想铰接角度；
[0212]
为1轴车轮理想的转向角度；
[0213]yh1
为3轴和4轴之间铰接点在(图4)参考坐标系中相对于y轴理想的横向偏移量；
[0214]
l1为1轴的中心。其余位置的理想横向偏移量可以采用上述5轴的计算方法。
[0215]
在一个实施例中，所述车辆实际偏移量计算时，各个位置通过测量得到四连杆机构的测点位移和铰接位置的测试点距离，并依据计算得到的车轮转角(公式1-12)、铰接角α(j)(公式13-14)及横向偏移量计算公式：
[0216][0217][0218]
计算得到车辆实际横向偏移量y(j)；
[0219]
式中，为5轴在(图4)参考坐标系中相对于y轴理想的横向偏移量；
[0220]
l2为5轴的中心，与3轴和4轴之间铰接点之间的距离，是一个固定值可以直接测得；
[0221]
为3轴和4轴之间铰接点的理想铰接角度；
[0222]
为1轴车轮理想的转向角度；
[0223]yh1
为3轴和4轴之间铰接点在(图4)参考坐标系中相对于y轴理想的横向偏移量；
[0224]
l1为1轴的中心，与3轴和4轴之间铰接点之间的距离，是一个固定值可以直接测得。
[0225]
在一个实施例中，所述车辆横向偏差值的计算公式：
[0226][0227]
式中，
△
y为车辆横向偏差值；
[0228]
y(j)为各轴或各铰接点的车辆实际横向偏移量；
[0229]
为理想的横向偏移量；
[0230]
j为各轴的序号或各铰接点的序号。
[0231]
在一个实施例中，某三编组的胶轮列车如图5所示，在某实际线路如图6所示，进行车辆调试。期间根据胶轮列车的转向机构和铰接机构，根据本发明的胶轮低地板虚拟轨道
列车车辆横向偏差的测定方法获得了车间铰接角度如图7所示和车轮转向角如图8所示；
[0232]
如图9-13，依据实测的转向角度和铰接角进行车辆横向偏移的换算，再与理论的车辆横向偏移进行比对，获得列车通过该线路的横向偏差。
[0233]
综上所述，本发明基于列车转向架的结构特点，能够满足虚拟列车调试初期横向偏差准确测量的需求，方法计算结果可靠，完全可以达到提升调试效率，提高循迹控制精度的目的，同时也可以大大降低车轮的异常磨损。具备提升调试效率、循迹控制精度和降低车轮磨损的优点。本发明基于胶轮低地板虚拟轨道列车转向架结构特性，利用位移传感器测量杆系位移，换算到车轮转角和车间转角，考虑虚拟轨道列车以理想姿态通过圆曲线时的运动几何关系，获取实际偏移量与理论最佳偏移量之间的横向偏差值，作为虚拟轨道列车初期车辆调试期间评价车辆循迹偏差的指标。这样大大提高胶轮低地板虚拟轨道列车控制参数校准工作的效率，减小人为因素带来的误差，提升虚拟轨道列车控制精度和可靠性，降低车轮不必要的磨损。
[0234]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

技术特征：
1.一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：通过预先配置的传感器分别对胶轮车的动车转向架杆系的位移量及车间铰接转向杆系的位移量进行测量；对车轮转角进行测量，并建立动车转向架杆系位移与车轮转角的数值关系；对车间铰接角进行测量，并建立车间铰接转向杆系位移与车间铰接角的数值关系；计算车辆实际偏移量与理论最佳偏移量之间的差值，得到车辆横向偏差值。2.根据权利要求1所述的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，所述对车轮转角进行测量还包括以下步骤：将车轮转向机构设定为四连杆机构；基于四连杆机构的几何关系，在连杆上设定两个测点，并通过两个测点之间的位移进行车轮转角的换算。3.根据权利要求2所述的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，所述基于四连杆机构的几何关系，在连杆上设定两个测点，并通过两个测点之间的位移进行车轮转角的换算还包括以下步骤：设定四连杆机构由连杆ab、连杆bc、连杆cd及连杆ad组成，并建立坐标系xay，且对各杆系通过矢量表示，则结构封闭矢量方程式的复数形式为：式中，为连杆ab与x轴的角度；为连杆bc与x轴的角度；为连杆cd与x轴的角度；l1为连杆ab的长度，l2为连杆bc的长度，l3为连杆cd的长度，l4为连杆ad的长度；为复数的指数表达方式；i为复数的虚数单位，且i2＝-1；应用欧拉公式：e
iθ
＝cosθ+isinθ将欧拉公式的实部及虚部分离，得到：由实部及虚部分离后的公式得到：由实部及虚部分离后的公式得到：
通过消去并得到：并得到：并得到：其中，其中，其中，求取出即获得和式中，为连杆ab与x轴的角度；为连杆bc与x轴的角度；为连杆cd与x轴的角度；l1为连杆ab的长度，l2为连杆bc的长度，l3为连杆cd的长度，l4为连杆ad的长度；θ为角度；在连杆ab上分别设定参照点e及g，在连杆ad上分别设定参照点f及h，且点e至点f之间的距离通过位移传感器进行测量，同时反推理论公式可以求得：的距离通过位移传感器进行测量，同时反推理论公式可以求得：的距离通过位移传感器进行测量，同时反推理论公式可以求得：x
f
＝fy
f
＝t1；式中，为连杆ab与x轴的角度；l1为连杆ab的长度，l5为连杆ae的长度；l
ef
为ef两点之间的长度；f为ah之间的距离；t1为fh之间的距离；t2为ge之间的距离；e为bg之间的距离。
4.根据权利要求1所述的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，所述对车间铰接角进行测量时，胶轮车各车厢之间通过铰接机构连接，且位于铰接机构上设定两个测试点，通过两个测试点之间的位移进行转角换算。5.根据权利要求4所述的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，所述对车间铰接角进行测量还包括以下步骤：胶轮车位于直线上的初始位置时，α0＝arc tan(b0/(l0/2))式中，a0为安装测试点为直线时初始的夹角；b0为安装测试点a与车辆中心之间的距离；l0为两个测试点ab直线时的初始距离；当胶轮车车辆转向至任意位置时，对车间铰接角进行计算。6.根据权利要求5所述的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，所述车间铰接角的计算公式为：式中，a0为安装测试点为直线时初始的夹角；b0为安装测试点a与车辆中心之间的距离；l0为两个测试点ab直线时的初始距离；α表示为两车之间的铰接角度；
△
l为两个测试点ab因过曲线而相对于直线增加的距离。7.根据权利要求1所述的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，所述理论最佳偏移量为根据胶轮车以理想姿态通过圆曲线时的运动几何关系获得；设定1轴即车轮运动方向为x轴，x轴的垂直方向为y轴并建立参考坐标系，且参考坐标系内还包括2轴、3轴、4轴、5轴、6轴、7轴及8轴；以1-8轴中心及车间铰接中心点在参考坐标系y轴上的投影作为横向偏移量指标；获取圆曲线半径为r，求得理想的铰接角度。8.根据权利要求7所述的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，所述求得理想的铰接角度还包括以下步骤：理想的1轴车轮转向角度为：式中，l1为1轴中心；r为圆曲线半径；理想的铰接角度为：
式中，l3为3轴和4轴之间铰接点；l1为1轴的中心计算理论最佳偏移量。9.根据权利要求8所述的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，所述车辆实际偏移量计算时，通过测量得到四连杆机构的测点位移和铰接位置的测试点距离，并依据计算得到的车轮转角铰接角a(j)及横向偏移量计算公式：铰接角a(j)及横向偏移量计算公式：计算得到车辆实际横向偏移量y(j)；式中，为5轴在参考坐标系中相对于y轴理想的横向偏移量；l2为5轴的中心；为3轴和4轴之间铰接点的理想铰接角度；为1轴车轮理想的转向角度；y
h1
为3轴和4轴之间铰接点在参考坐标系中相对于y轴理想的横向偏移量；l1为1轴的中心。10.根据权利要求9所述的一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，其特征在于，所述车辆横向偏差值的计算公式：式中，
△
y为车辆横向偏差值；y(j)为车辆实际横向偏移量；为理想的横向偏移量；j为各轴的序号或各铰接点的序号。

技术总结
本发明公开了一种胶轮低地板虚拟轨道列车车辆横向偏差的测定方法，该方法包括以下步骤：通过预先配置的传感器分别对胶轮车的动车转向架杆系的位移量及车间铰接转向杆系的位移量进行测量；对车轮转角进行测量，并建立动车转向架杆系位移与车轮转角的数值关系；对车间铰接角进行测量，并建立车间铰接转向杆系位移与车间铰接角的数值关系；计算车辆实际偏移量与理论最佳偏移量之间的差值，得到车辆横向偏差值。本发明基于列车转向架的结构特点，能够满足虚拟列车调试初期横向偏差准确测量的需求，方法计算结果可靠，完全可以达到提升调试效率，提高循迹控制精度的目的，同时也可以大大降低车轮的异常磨损。大大降低车轮的异常磨损。大大降低车轮的异常磨损。


技术研发人员：杨陈 李龙涛 马晓光 金鑫 朱程 许旭 张运航 贾小平 李东东
受保护的技术使用者：中车南京浦镇车辆有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/2/27