2.1 項目概況：

長大列車在長大下坡道區段循環制動緩解造成的縱向沖動一直是影響2萬噸重載列車運行安全的瓶頸，在運行中發現當列車充風時間較長時或列車管泄漏量較大、主從控機車列車管壓力相差較大時，制動緩解后列車沖動較大，容易造成車鉤失穩、偏轉，嚴重者甚至發生跳鉤分離。當前，主要采取縱向動力學技術研究分析列車動力學性能，實際上，空氣制動不同步是造成列車縱向沖動的根源之一，傳統的采用制動特性試驗方法研究重載列車空氣制動特性已不能夠滿足仿真各種列車編組的縱向沖動分析的需求，特別是重載組合機車同步系統、可控列尾裝置及機車車輛制動系統、鉤緩系統影響等使得基于試驗數據的列車制動特性參數具有較大的局限性，因此集成空氣動力學與縱向動力學建立2萬噸重載組合列車仿真模型，研究分析2萬噸重載列車在長大下坡道運行的安全性能更具有現實的指導意義。 

2.2招標范圍（主要研究內容及預期目標）：

（一）主要研究內容

基于空氣動力學與縱向動力學集成的2萬噸重載列車動力學仿真平臺，并以此為基礎研究分析重載列車制動系統、鉤緩系統對列車縱向沖動的影響關系，探究造成列車沖動、車鉤失穩、偏轉、跳鉤的因素，提出列車制動系統、鉤緩系統、司機操縱控制及優化策略，降低列車沖動，防范機車跳鉤事件，減少車鉤失穩偏轉的發生頻次。主要包括：

1.基于氣體流動理論的機車制動系統模型：根據氣體流動理論建立HXD1型交流機車空氣制動系統模型，概述管路內氣體流動方程、制動系統中用到的各種邊界方程和氣體壓力的計算方法。利用基于氣體流動理論開發的機車制動仿真系統，可以計算初減壓、常用制動、常用全制動、緩解和緊急制動時的空氣制動特性,并與試驗結果進行對比，模擬列車管、制動缸等的空氣壓力隨時間的變化，模擬制動系統中氣體流動和閥內動作過程；

2.基于氣體流動理論的車輛制動系統模型：根據氣體流動理論建立貨運列車車輛空氣制動系統模型，概述管路內氣體流動方程、制動系統中用到的各種邊界方程和容器內氣體壓力的計算方法。利用基于氣體流動理論開發的列車制動仿真系統，計算長、短編組列車的常用制動、緩解和緊急制動特性,并與試驗結果進行對比,計算列車管、制動缸、副風缸、加緩風缸等的空氣壓力隨時間的變化，模擬制動系統中氣體流動和閥內動作過程以及對列車縱向力的影響。該仿真系統可以模擬最多4臺機車組成的組合列車，不僅能仿真制動系統動態壓力變化過程，而且其計算結果可以用于制動距離的計算,并通過數據傳送實現列車縱向動力學分析程序的無縫連接；

3.基于氣體流動理論的列尾裝置模型：根據氣體流動理論與多剛體動力學原理，建立了帶有列尾裝置的列車空氣制動系統與列車縱向動力學聯合仿真模型，計算制動系統中空氣流動瞬態數值解，獲得制動系統特性，同步計算列車縱向沖動，研究2萬噸組合列車列尾裝置排氣速度、大小、遲滯時間對車鉤力的影響；

4.重載緩沖器模型：基于緩沖器沖擊試驗數據建立緩沖器多段線性模型，利用附加黏滯摩擦力和附加阻尼力進行理論修正，構建緩沖器多段線性修正模型，利用車輛沖擊仿真及反映列車運行工況的三角函數位移激勵對緩沖器多段線性修正模型進行驗證和分析；

5.列車縱向動力學：重載列車縱向動力學主要研究不同列車編組、不同車輛配置、不同運行工況以及不同的線路條件下車輛間的縱向動力作用。通過試驗研究縱向動力學的主要參數如：縱向車鉤力、緩沖器行程、車體縱向加速度、制動缸壓力等，分析重載列車的縱向沖動規律；

6.高效的時域積分快速算法：采用遲滯邊界積分高階奇異提取技術和數值結果低通數字濾波技術，使用這種穩定方法,對任何實際的問題,均能獲得穩定的數值結果；

7.司機操縱模擬運行模塊：模擬司機操縱手柄，在線顯示列車運行編組、線路平縱斷面、信號機顯示、列車運行速度、列車管管壓以及司機手柄級位和幻像位置等；

8.列車受力實時顯示：采用多質點模型在線實時計算顯示列車各個位置機車或車輛的縱向力；

9.中部機車車輛車鉤失穩、跳鉤現象模擬與機理分析：建立重載列車縱向動力學模型與中部機車-貨車三維空間模型；基于動力學仿真，再現2萬噸重載列車分離時的跳鉤過程，分析重載列車跳鉤現象發生的機理。

10.車鉤失穩跳鉤事故原因及關鍵影響因素研究：基于動力學仿真，研究機車車輛車鉤高差、車鉤垂向轉角、鉤頭摩擦系數、線路縱斷面參數、列車操縱工況、列車速度、牽引與制動力大小等因素對列車縱向沖動及車鉤垂向跳動量的影響規律，探明2萬噸重載列車跳鉤發生的關鍵影響因素，揭示重載列車脫鉤事故的發生原因。

11.減少跳鉤事故發生的安全控制措施研究：基于大量的動力學仿真分析和現場試驗數據，從車鉤參數、列車操縱等角度提出減少重載列車跳鉤事故發生的安全控制措施，包括：1）機車車輛車鉤差安全限值、車鉤垂向轉角限值、鉤頭摩擦系數控制建議；2）變坡點、電分相、制動緩解等特殊線路區段降低車鉤跳鉤事故發生的安全平穩操縱策略。

12.有關空氣制動系統、鉤緩系統操縱控制及優化設計策略：至少包括充風不足再制動對列車的動力學性能的影響、不同減壓量對列車制動性能的影響、鉤緩系統性能參數和機車再生力對列車車鉤穩態性能的影響等。

系統功能：模擬駕駛并實時顯示列車運行速度、車鉤力分布以及其他有必要顯示的信息：（1）在工作站上模擬列車駕駛，同時實時顯示運行車鉤力參數；（2）將列車運行LKJ數據讀入，重現列車運行過程，能夠重現列車運行過程中車鉤力等安全性指標，以便對列車操縱進行科學評價；（3）可以替代大部分新編組列車和新操縱方法的現場實驗和非正常事件分析，節約試驗成本，縮短試驗周期，確保運行安全。

2.3項目總工期（項目研究進度及完成時間）：

項目研究時間為18個月。技術開發合同簽訂后：

1.第1~2個月完成項目的調研、需求分析、資料收集、技術方案制定；

2.第3~4個月開展雙方設計聯絡會，完成項目計劃任務書，

3.第5~7個月完成方案設計，通過項目技術方案審查；

4.第8~12個月完成產品硬件設計和室內調試；

5.第13~16個月完成系統硬件設備安裝和現場試驗測試；

6.第17個月完成系統運營考核和驗收文檔整理；

7.第18個月完成項目驗收工作。

3.1資質條件和業績要求：

【1】資質條件：投標人須為依法注冊具有獨立法人資格，投標人應是從事列車仿真技術研究5年以上的實體單位。

【2】財務要求：投標人須沒有處于被責令停業，財產被接管、凍結，破產狀態。

【3】業績要求：投標人須提供已完成的列車空氣制動與列車縱向動力學仿真系統或者車輛鉤緩仿真系統模型開發的業績1份，提供相關合同或科學技術獎勵證書或軟件著作權登記或核心期刊專業技術論文等證明其具備相關能力的材料。

【4】信譽要求：未被國家市場監督管理總局國家企業信用信息公示系統網站（www.gsxt.gov.cn）列入經營異常名錄或嚴重違法失信企業名單；未被國家公共信用信息中心“信用中國”網（www.creditchina.gov.cn）或各級信用信息共享平臺中列入失信被執行人或失信黑名單；未被最高法中國執行信息公開網（zxgk.court.gov.cn）列入失信被執行人清單。

【5】項目（課題）負責人的資格要求：提供有效的高級技術職稱資格證書。從事鐵路機車車輛研究10年以上工作經驗，提供職稱證書掃描件和工作簡歷。

【6】其他主要人員要求：/

【7】科研狀況：/

【8】其他要求：/

注：母子公司資質業績均不得互相借用。

3.2 本項目不接受聯合體投標。聯合體投標的，應滿足下列要求：  

3.3 單位負責人為同一人或者存在控股、管理關系的不同單位，不得參加同一標段投標，否則，相關投標均無效。