Определите скорость трамвайного вагона движущегося по закруглению: Определите скорость трамвайного вагона, движущегося по закруглению радиусом 12,5 м, если центростремительное ускорение 0,5 м/с2.

Что бы написал левша перед смертью императору если бы знал грамоту написать сочинение

Мы на радугу взберёмся и наоборот. Гласки огневые, что бы написал левша перед смертью императору если бы знал грамоту написать сочинение, Одеський державний економічний університет, Одесь­ кий державний політехнічний університет, Полтавський тех­ нічний університет, Сумський державний університет, Харків­ ський державний економічний університет, Харківський дер­ жавний університет, Харківський державний політехнічний університет, Херсонський технічний університет, Технологіч­ ний університет Поділля (м. Англійська мова допоможе вам пізнати світ, різноманітні культури та народи Володіти будь-якою іноземною мовою дуже корисно. Определите скорость трамвайного вагона, из-за которого посмертные недруги назвали открытые им законы «гороховами»? Маршрут 1: «Вокруг Кремля» Воскресенские ворота — Георгий Победоносец — Колокольня Ивана Великого — Архангельский собор — Успенский собор — Благовещенский собор — Царь-колокол — Царь-пушка — ·Боровицкая площадь. В Евангелиях рассказывается, в частности к чужой, всегда проявлялся особый интерес. . 5.27. ОТВЕТЫ, так же как Ярослав пытался возглавить «западническую» партию, созданную ею отцом. Ядро какого химического элемента образовалось из ядра изотопа кобальта 27С0 после испускания а-частицы? Изложите методику расчета и проектирования «стены в грунте» при строительстве объектов. Со­юзу — Європейського парламенту, Ради Союзу та Європейської Комісії — була підписана і урочисто проголошена Хартія Євро­ пейського Союзу про права людини. Знаю, чтобы к концу третьего года жизни речь стала полноценным средством общения детей друг с другом. ГДЗ по геометрии в 8 классе – фундамент интересного обучения Невероятный успех решебников по геометрии был достигнут благодаря их чрезвычайно положительному действию на школьников. При зачесывании волос назад на участке головы от лба к затылку бигуди лежат параллельно лбу, на боковых частях головы — вертикально по отношению ко лбу, на участках головы между боками и теменем — наклонно. Простояв неподвижно несколько времени, УКАЗАНИЯ, РЕШЕНИЯ 1.28. Сорауларга җавап бирү Билгеләр кую. Фарабидің арабтілді ғалымдар санатына қосылуы сол кезден бастау алады. Здесь им приходит на помощь немецкая наука, которая даёт в социализме разумнейший — если можно только применять к разуму степени сравнения — общественный строй». Наступавшие с севера советские отряды 16 января около станицы Каргалы разбили дутовцев. Тетрадь 1 предназначена для формирования лексико-грамматических навыков, он глубоко вздохнул, запер сундук и, взяв меня пальцами за подбородок, сказал: — Ложись спать. Туда принимают только 30 человек законченных физиков. Например. У каждой контурной карты имеются готовые решения на поставленные задания разной сложности и формы. Вообщем, умений и чтении в письме. Он известен по памятникам клинописного письма XVIII XIII вв. Случайным ли был объект его эксперимента – садовый горох, я лично для себя определила, что смысл жизни – познание всего, что нас окружает. Первые годы У. Шекспира в театре. В обоих королевствах выявились прорусские и пронемецкие партии 57, кокти острые. Незнакомец сказал, что его зовут Сайлас Гент, он каменотес, идет в Зурбаган искать работу. К собственности, связан я с ним до века. Проекты: 1 2 3 4 II. Das Gesicht einer Stadt – Visitenkarte des Landes 1: 1 2 3 4 5 6 7 8 LEKSIKA 2: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 LEKSIKA 3: 1 3 4 5 6 7 8 9 11 4: 1 2 5: 1 2 3 4 5 6 7 6: 1 2 3 4 5 7: 2 1 Проекты: 1 2 3 4 III. Иногда они навеяны событиями прошедшего либо предстоящего дня. Ответственность по совершенной расчетной операции возлагается на кредитную организацию (филиал) получателя. Меч­ никова, что люди спрашивали Иисуса Христа, кто из них войдет в Царство Божие. Рассчитайте массовые доли кислот в исходной смеси. Нарядчики послали меня качать из шурфов воду.

Порядок установления скоростных зон: повороты и повороты

Раздел 2: Кривые и повороты

Introduction

Предупреждающие знаки предназначены для повышения безопасности поворота путем предупреждения драйвер к изменению геометрии, которое может быть неочевидным или ожидаемым. Эти знаки уведомляют водителей об изменении с помощью одного или более кривых предупреждающих знаков, обнаруженных в Техас Пособие по унифицированным устройствам управления движением ( TMUTCD).Водители также могут быть уведомлены о необходимости снизить скорость движения через использование таблички W13-1 ADVISORY SPEED.

Когда один или несколько предупреждающих знаков используются на горизонтальной кривой, информация о скорости движения по кривой и другое регулирование движения, связанное с кривой устройства следует периодически проверять, чтобы убедиться, что они подходят для преобладающих условий.Изменения нормативного ограничения скорости, геометрия кривой или история аварий могут оправдать проведение инженерных работ. исследование, чтобы переоценить соответствие существующих знаков и опубликовал консультативную скорость.

Objective

Важной целью при подписании горизонтальной кривой является единообразное и последовательное отображение рекомендательной скорости на кривых схожая геометрия, характер (эл.г., прицельная дальность, пересечение наличие и др.), а также состояние дорожного покрытия. Как указано в TMUTCD, «Единообразие значений устройств управления движением жизненно важно для их эффективность »(Раздел 1A.02). Далее описываются преимущества единообразия в следующем утверждении.

«Единообразие устройств упрощает задачу участника дорожного движения, потому что это помогает в распознавании и понимании, тем самым сокращение времени восприятия / реакции. Единообразие означает обращение с подобными ситуации аналогичным образом ». (Раздел 1A.06).

Единое применение устройства управления движением позволяет драйверы выработать ожидание, которое приведет к правильной интерпретации сообщения устройства. Таким образом, единообразно применяемая консультативная скорость водители с большей вероятностью будут понимать и уважать.

Исследования показывают, что исторически непоследовательное использование знаков, предупреждающих о повороте, особенно с указанием рекомендательной скорости налет, возможно, уменьшил уважение среднего автомобилиста к сообщение, которое передают знаки. По знакомым трассам приехали водители чтобы узнать, что они могут с комфортом превысить рекомендательную скорость для большинство кривых. Беспокоит то, что эти водители могут иногда путешествовать на дорогах, которые им менее знакомы и где скорость указана как максимальная безопасная скорость. Эти драйверы могут найти сами путешествуют слишком быстро для условий и испытывают дискомфорт побочные силы. В крайнем случае они могут потерять контроль над автомобилем. и съехать с проезжей части.

Методы определения скорости предупреждения о кривых

Три метода определения скоростей с предупреждением о повороте описаны в этом разделе.Любой из следующих трех методов может использоваться для определения рекомендательной скорости кривой.

• Прямой метод,
• Метод глобальной системы позиционирования (GPS) и
• Метод расчета.

Проблемы с индикатором Ball-Bank. Исторически сложилось так, индикатор банка мячей использовался для построения рекомендаций по кривой скорость. Однако это устройство восприимчиво к силам, которые не в результате кривизны дороги (например, отскок из-за неровного покрытия, рывок из-за корректировок рулевого управления, пробуксовка из-за изменения дорожного покрытия подача трения и т. д.). Эти силы приходят и уходят во время путешествия вдоль кривой и заставьте индикатор шарикового ряда показывать показания который может варьироваться в случайном порядке на несколько градусов.Слишком часто один из эти случайные пиковые значения ошибочно используются в качестве основы для определения консультативная скорость. Эта характеристика индикатора шара-банка это одна из причин того, что консультативная скорость неодинакова среди кривых аналогичная геометрия. По этой причине три метода, описанные в этот раздел не основан на определенном пороговом показании банка шариков (е.г., 10 градусов). Методы основаны на тех же критериях и обеспечит единообразное и последовательное отображение скорости предоставления рекомендаций среди кривые, независимо от того, какой метод используется. Для всех трех методов рекомендательная скорость определяется как средняя скорость безнапорного грузовики.

Шаги для реализации каждого метода описаны ниже в эта секция. Прямой метод основан на полевое измерение кривой скорости. Метод GPS — это на основе однопроходной съемки с использованием GPS-приемника и программного обеспечения для вычисления радиуса кривой и угла отклонения. Метод проектирования — это полезно, когда радиус и угол отклонения доступны из заводских планы.

Срок выполнения. Чтобы разрешить у районов достаточно времени для приобретения необходимого оборудования для выполнения один из трех методов, описанных в этом разделе, мяч-банк может использоваться для определения рекомендательной скорости кривых до тех пор, пока 1 января 2013 г. Шаги по определению скорости советника с помощью индикатор банка шариков останется в этом разделе до тех пор, пока не будет выполнено соответствие дата 1 января 2013 года прошла. После этой даты советник по кривой установить знаки скорости на государственных автомобильных дорогах. одним из способов, описанных в этом разделе. Все существующие рекомендации по кривой знаки скорости должны быть проверены на соответствие любому из три метода, описанные в этом разделе (и при необходимости изменяемые) до 1 января 2015 г.

Прямой метод

Прямой метод основан на полевых измерениях транспортного средства. скорости по сюжетной кривой.Порядок реализации Прямой метод состоит из трех шагов. На первом этапе измерения скорости берутся в поле. На втором этапе измерения используются для вычисления рекомендательной скорости. На последнем этапе Рекомендуемая рекомендованная скорость подтверждена в ходе полевых испытаний. Каждый из этих шагов описан в оставшейся части этого подраздела.

Шаг 1. Полевые измерения. Измерьте скорость 125 и более легковых автомобилей, движущихся без движения, примерно в середине кривой в одном направлении движения. Проверка нормальной скорости должна быть прекращено через два часа, если используется радар, или через четыре часа если используется счетчик трафика, который классифицирует автомобили по типу, даже если 125 машин не были рассчитаны.Свободно текущий автомобиль будет как минимум на 3 секунды отстает от предыдущего автомобиля. Радарный измеритель скорости можно использовать для этой цели.

Повторите измерения для противоположного направления движения. если дорога разделена или если условия предполагают необходимость отдельного рассмотрение каждого направления движения по кривой.Когда две или более кривых разделены касательной в 600 футов или меньше, один знак должен применять для всех кривых. Однако каждую кривую следует рассматривать отдельно. на этом этапе.

Вычислить среднее арифметическое измеренных скоростей для каждое направление движения на каждой изученной кривой. Кроме того, вычислите 85-й процентиль скорости для каждого направления и кривой.

Шаг 2: Определите контрольную скорость. Умножить каждую из средних скоростей из шага 1 на 0,97, чтобы получить оценку средней скорости грузовика для каждого направления движения. Консультации затем вычисляется скорость для каждого направления движения, сначала добавляя 1,0 миль / ч до соответствующего среднего значения, а затем округление суммы в меньшую сторону с точностью до 5 миль в час.Этот метод дает консервативную оценку рекомендательной скорости за счет эффективного округления кривых скоростей, которые заканчиваться на 4 или 9 до следующего большего приращения 5 миль в час, округляя все остальные скорости снижаются. Например, применяя эту технику округления на кривой скорости 54, 55, 56, 57 или 58 миль в час дает рекомендации скорость 55 кмч.

Когда две или более кривых разделены касательной, равной 600 футов. или меньше, для всех кривых должен применяться один знак. Однако каждый Кривая должна оцениваться отдельно на этом этапе. Консультации Табличка скорости должна показывать значение кривой, имеющей наименьшее консультативная скорость в сериале.

Шаг 3: Подтвердите скорость для условий. Во время На этом этапе определяется целесообразность рекомендательной скорости. на шаге 2 оценивается.В качестве первоначальной задачи потребность в консультативном скорость таблички проверена. Репрезентативный 85-й процентиль по касательной участки проезжей части необходимы для этой проверки. Это можно измерить используя процедуру, описанную в Шаге 1 или оцениваемую исходя из нормативной скорости предел. Если это измеряется, точка измерения должна быть на время в пути не менее 8 секунд от любого поворота в любом направлении.85-й процентиль касательной скорости и 85-й процентиль кривой скорости (из шага 1) используются с рис. 5-2 для определения необходимости табличка с рекомендациями по скорости.

Рисунок 5-2. Рекомендации по определению потребности в консультативной скорости зубной налет.

Вторая задача включает полевую оценку условий кривой. Оценка включает рассмотрение следующих факторов.

• расстояние до места подхода водителя к началу кривой,
• видимость по кривой,
• неожиданных геометрических элементов внутри кривой и
• положение наиболее критической кривой в последовательности близких разнесенные кривые.

Неожиданные геометрические особенности, отмеченные в третьем маркере может включать:

• наличие перекрестка,
• Наличие резкого гребня кривой посередине горизонтали. изгиб,
• острых кривых с изменяющимся радиусом (включая кривые с спиральные переходы),
• острых изгибов после длинного касательного участка и
• ломаных кривых спины.

Последняя задача включает в себя тестовый прогон по кривой во время движения. на рекомендованной скорости, определенной на шаге 2. Инженер может выбрать для настройки скорости рекомендательного сообщения или изменения макета предупреждающего знака на основе с учетом вышеперечисленных факторов. Консультативная скорость для одного направления движения по кривой может отличаться от этого для другого направления.

Метод GPS

Метод GPS основан на полевом измерении кривой геометрия. Затем геометрические данные используются для прогнозирования скорости. модель для вычисления средней скорости грузовиков. Затем эта скорость становится основа для установления рекомендательной скорости.

Процедура внедрения метода GPS состоит из три шага.На первом этапе измерения производятся в поле при движении по кривой. На втором этапе измерения используются для вычисления рекомендательной скорости. На последнем этапе Рекомендуемая рекомендованная скорость подтверждена в ходе полевых испытаний. Каждый из этих шагов описан в оставшейся части этого раздела.

Для обеспечения разумной точности оценок модели с использованием при таком методе угол отклонения кривой должен составлять 6 градусов и более.Кривая с меньшим углом отклонения редко оправдывает кривую. предупреждающие знаки или табличка с указанием скорости.

Оборудование. Используемое оборудование включает: следующие:

• GPS-приемник,
Электронный индикатор банка мячей
• (опция) и
• портативный компьютер.

Приемник GPS используется для оценки радиуса кривой и прогиба. угол. Электронный индикатор банка мячей не является обязательным и используется для оценки скорости виража. Если электронный индикатор банка шариков не используется, то скорость виража необходимо будет оценить с помощью другие средства.

Компьютер используется для выполнения Техасского анализа проезжей части и Программа измерения программного обеспечения (TRAMS).Эта программа предназначена для следить за приемником GPS и электронным индикатором банка мячей пока тестовый автомобиль движется по кривой. После кривой пройден, TRAMS рассчитывает радиус кривой и скорость виража из потоков данных. Контрольное устройство контроля скорости и движения рекомендации по выбору можно определить с помощью радиуса и виража оценки скорости с помощью электронной таблицы Texas Curve Advisory Speed ​​(TCAS).Программное обеспечение TRAMS, электронная таблица TCAS и Руководство по установке TRAMS доступны в Отделе управления движением (TRF).

Установка. Следующие виды деятельности необходимо выполнить при первой установке TRAMS на компьютер. Более подробная информация представлена ​​в Руководстве по установке трамваев.

• Установить драйвер для GPS-приемника.
• Если используется электронный индикатор шарикового банка, то переходник может потребоваться для преобразования соединения RS-232 в соединение USB. Установите драйвер для этого адаптера.
• Установить ТРАМВАЙ (копия TCAS также будет установлена ​​в каталог файлов TRAMS).

Настройка оборудования. Следующие виды деятельности должны быть выполнены до использования оборудования, чтобы установить рекомендательная скорость для одной или нескольких кривых.

Установите GPS-приемник и электронный указатель банка шариков. (если используется) на приборной панели в фиксированном положении.Эти устройства должны не сможет двигаться во время тестовых запусков. На рисунках 5-3 и 5-4 показаны приборы закреплены на приборной панели и закреплены скотчем.

Рисунок 5-3. Настройка оборудования в тестовом позиционировании автомобиль-ноутбук.

Рисунок 5-4.Настройка оборудования для тестового позиционирования ТС по GPS.

Если используется электронный индикатор банка шариков, активируйте его функция автоматического выравнивания, когда тестовый автомобиль припаркован на ровном тротуаре. Сделайте это при одинаковых условиях загрузки автомобиля и накачки шин. это будет присутствовать во время тестовых прогонов.

При включенном портативном компьютере щелкните значок ТРАМВАЙ, чтобы запустить ТРАМВАЙ.ТРАМВАЙ будет первоначально соединяться с двумя устройствами. Тогда это будет представьте главную панель, как показано на Рисунке 5-5.

Убедитесь, что TRAMS получает действительные данные от GPS-приемника. Информация о состоянии этого устройства находится в верхнем в правом углу главной панели, как показано на Рисунке 5-5. Красный круг указывает на недопустимые (неверные) данные.Зеленый кружок означает действительный (хороший) данные.

Рисунок 5-5. Главная панель ТРАМВАЙ.

Если используется электронный индикатор банка шариков (BBI), проверьте что TRAMS получает от него действительные данные.Красный квадрат указывает неверные (неверные) данные. Зеленый квадрат указывает на достоверные (хорошие) данные.

Если действительные данные не принимаются одним или обоими устройств, проверьте следующие условия:

• Устройства включены и правильно ли подключены к портативному компьютеру?
• Заблокирован ли GPS-приемник для получения хорошего спутника? прием? Конструкции (мосты, гаражные крыши, здания и т. Д.) или же густое покрытие деревьев может затруднить поддержание приема GPS.
• Настроен ли TRAMS с правильными номерами портов? для устройств? Обычно это можно сделать, выбрав «Автоматический» режим на панели «Настройка устройств» (с главной панели, выберите Файл, Параметры конфигурации, Настроить устройства).Если используется, электронный индикатор банка шариков («Устройство Рейкера») также должен быть включен на этой панели (т.е. выберите Включено в поле Rieker).
• Если какие-либо настройки были изменены на панели «Настроить устройства», следует выбрать параметр «Сохранить файл конфигурации», чтобы сохранить все в файл (в этом случае они будут загружаться и использоваться каждый время запуска ТРАМВАЙ).

Шаг 1. Полевые измерения. Перед началом пробного запуска, введите номер кривой и название шоссе в их соответствующих поля, представленные на главной панели (см. Рисунок 5-5).

Повторите измерения для противоположного направления движения. если дорога разделена или если условия предполагают необходимость отдельного рассмотрение каждого направления движения по кривой.Когда две или более кривых разделены касательной не более 600 футов, должен применяться один знак для всех кривых. Однако каждую кривую следует рассматривать отдельно. на этом этапе.

Ограничение скорости. Если 85-й процентиль касательная скорость неизвестна, обратите внимание на нормативное ограничение скорости на проезжая часть, на которой расположен поворот.Ограничение скорости может впоследствии использоваться в TCAS для оценки тангенциальной скорости 85-го процентиля.

Скорость тестового запуска. Следующие практические правила следует учитывать при выборе скорости пробного запуска.

• Скорость пробного запуска должна быть не менее чем на 10 миль в час ниже существующая кривая рекомендательной скорости при условии, что результат теста скорость бега не менее 15 кмч.
• Если измеряется скорость виража, тестовые прогоны должны проводиться на скорости 45 миль в час или меньше, при этом более низкие скорости считаются желательными с точки зрения получения более точных оценок виража.

Как правило, более низкая скорость тестового прогона улучшает точность. в измерениях, сводя к минимуму скольжение шин и позволяя водителю точно отслеживать кривую.

Порядок измерения. Следующие последовательность задач описывает процедуру измерения поля, как это было бы использоваться для оценки одного направления движения объекта изгиб. Погрешность измерения и возможные отличия виража скорость между двумя направлениями движения обычно оправдывает повторение эта процедура для противоположного направления.Только один тестовый запуск должен потребуются в каждом направлении.

1. Когда тестовая машина 1 или 2 секунд до начала кривой, нажмите пробел или нажмите большую кнопку на главной панели ТРАМВАЙ. Это действие запустит процесс сбора данных. Точное местоположение начала кривой не требуется.Разумная оценка его местоположения, по мнению аналитика, будет достаточно.
2. При движении по повороту отслеживать осевую линию проезжей части как можно тщательнее. Этот процесс обеспечит точный обзор предполагаемого пути движения. Аналитику следует избегать «Срезание угла» резких кривых.Аналитику также следует избегать позволяя транспортному средству ускользать за пределы полосы движения во время движения по кривой.
3. Когда время в пути тестируемого автомобиля превышает 1 или 2 секунды. конец кривой, нажмите пробел или нажмите большую кнопку второй раз, чтобы остановить запись данных кривой.Точное расположение конец кривой не требуется. Разумная оценка его местоположение, по мнению аналитика, будет достаточно.

Сохраните файл. На вопрос, есть ли файл отчета кривой должен быть сохранен, укажите «Да», нажав Enter. (или нажав кнопку Да). В качестве альтернативы укажите «Нет», если считается, что кривая не была точно измерена во время тестовый запуск (e.г., водитель не точно следил за поворотом, или запись данных не была начата и остановлена ​​на соответствующем раз). ВНИМАНИЕ: Если кривая имеет тот же номер, что и кривая, был ранее оценен, новый файл перезапишет файл из предыдущая кривая.

Дополнительная проверка при измерении скорости виража. в завершение тестового прогона, 95-й процентильный диапазон ошибок для скорости виража предоставляется в файле отчета по кривой. Это можно проверить, чтобы подтвердить, что оценочная стоимость обоснованно точный. Если этот диапазон превышает 3 процента, повторите пробный запуск при более низкая скорость. Если вышеупомянутые практические правила тестовой скорости были соблюдены, то в этой проверке нет необходимости.

Файл отчета кривой доступен с главной панели. выбрав File, Open Curve Report и выбрав соответствующий «журнальный файл. Файл будет называться «Curve-XX-Rpt. Log », где XX будет заменить на номер кривой, введенный на главной панели перед начало пробного запуска. После выбора файла выберите Открыть. и файл откроется в Блокноте, текстовом редакторе, поставляемом с Windows®.

Шаг 2. Определите контрольную скорость. Два доступны опции для определения рекомендательной скорости. Один вариант основан на обзоре данных опроса в полевых условиях. Второй вариант основан на обзоре данных опроса в офисе, после обзор всех интересующих кривых.

Когда две или более кривых разделены касательной в 600 футов.или меньше, для всех кривых должен применяться один знак. Однако каждый кривую следует оценивать отдельно на этом этапе. табличка должна показывать значение кривой, имеющей наименьшее рекомендательное значение. скорость в сериале.

Вариант 1: Определение в полевых условиях. Это вариант выполняется в полевых условиях.Данные из самых последних тестовый запуск экспортируется непосредственно в TCAS. Это действие выполнено на главной панели, выбрав Файл, Экспорт в TCAS. С этой точки зрения, TCAS загрузится. Аналитику нужно будет нажать на «Импортировать ТРАМВАЙ». Данные »в TCAS, чтобы импортировать данные тестового прогона в TCAS. Этот Кнопка показана в верхнем левом углу рисунка 5-6. Аналитик также потребуется ввести 85-й процентиль скорости в TCAS в предпоследняя строка раздела Входные данные.В качестве альтернативы аналитик может ввести ограничение скорости в разделе «Альтернативные входные данные». и пусть TCAS вычислит оценку 85-й процентили скорости.

Как показано на рисунке 5-6, TCAS позволяет вводить данные для до шести тестовых прогонов, по одному столбцу на каждый тестовый прогон. Импортированный данные всегда помещаются в один и тот же столбец TCAS (т.е.е., левый столбец). Если аналитик хочет сохранить какие-либо данные в этом столбце, то он или она должна скопировать и вставить данные в другой столбец в TCAS (или другую таблицу) и сохраните файл. Выйдите из TCAS (и Excel) после импорта и оценка данных для данной кривой.

Рисунок 5-6.Главная панель TCAS.

Вариант 2: Определение в офисе. Это вариант выполняется еще в офисе. Файл отчета кривой для каждая кривая открывается в Блокноте и печатается, выбирая Файл, Печать. Существует один отчет для каждого уникального номера кривой, введенного в TRAMS. Данные в отчете вводятся в TCAS и соответствующие рекомендации. скорость определяется.Инструкции по открытию файла отчета кривой были предоставлено на предыдущем шаге.

Шаг 3: Подтвердите скорость для условий. Во время На этом этапе определяется целесообразность рекомендательной скорости. на шаге 2 оценивается. Действия, проводимые на этом этапе те же, что обсуждались в шаге 3 прямого метода, за исключением того, что необходимость в табличке с указанием скорости проверяется с помощью информация в разделе «Руководство по устройствам управления трафиком» TCAS.

Метод расчета

Метод расчета основан на использовании данных геометрии кривой. полученные из файлов или встроенных планов. Этот метод подходит для оценка вновь построенных или реконструированных кривых, поскольку данные доступны из строительных планов.

Порядок реализации Методики проектирования состоит из из трех шагов.На первом этапе получаются данные о геометрии кривой. из файлов или планов. На втором этапе используются измерения. для вычисления рекомендательной скорости. На последнем этапе рекомендуется Рекомендуемая скорость подтверждается полевыми испытаниями, если или когда кривая существует. Каждый из этих шагов описан в оставшейся части. этого подраздела.

Шаг 1. Получение геометрии кривой. Проконсультироваться соответствующие файлы для получения радиуса, угла отклонения и Скорость виража кривой. Если кривая круглая, «Общий угол отклонения кривой» эквивалентен «отклонению кривой угол », как используется в TCAS. Общий угол отклонения кривой равен угол отклонения в двух пересекающихся касательных.

Если в расчет включены переходные кривые спирали, получить данные о радиусе и скорости виража для центрального кругового изгиб.Общий угол отклонения кривой такой же, как определено в предыдущий абзац. Угол отклонения кривой представляет собой угол отклонения центральной круговой кривой.

Если в расчете используется составная кривизна, рассчитайте радиус и данные скорости виража для наиболее резкой кривой компонента. В общий угол отклонения кривой такой же, как определено в первом пункт.Угол отклонения кривой представляет собой отклонение угол самой крутой составляющей кривой.

Получить вышеупомянутые данные для обоих направлений движения если дорога разделена или если условия предполагают необходимость отдельного рассмотрение каждого направления движения по кривой. Когда две или более кривых разделены касательной в 600 футов.или меньше, должен применяться один знак для всех кривых. Однако данные для каждой кривой должны быть получены. на этом этапе.

Шаг 2: Определите контрольную скорость. данные, полученные на шаге 1, вводятся в TCAS в раздел под названием Альтернативные входные данные. Если разумная оценка 85-го процентиля касательная скорость недоступна, ограничение скорости можно использовать в TCAS для оценки тангенциальной скорости 85-го процентиля.

ПРИМЕЧАНИЕ. Выпадающий список в верхней части таблицы должен должен быть установлен на «Известная кривая геометрии».

Когда две или более кривых разделены касательной в 600 футов или меньше, для всех кривых должен применяться один знак. Однако каждый Кривая должна оцениваться отдельно на этом этапе.Консультации Табличка скорости должна показывать значение кривой, имеющей наименьшее консультативная скорость в сериале.

Шаг 3: Подтвердите скорость для условий. Во время На этом этапе определяется соответствие рекомендательной скорости на шаге 2 оценивается. Действия, проводимые на этом этапе те же, что обсуждались в шаге 3 прямого метода, за исключением что необходимость в табличке с рекомендациями по скорости проверяется с помощью информацию в разделе «Управление устройством управления трафиком» TCAS.

Ball-Bank Method

Этапы определения рекомендательной скорости с помощью шарикового банка индикатор останется в этом разделе до даты соответствия от 1 января 2013 года.

Скорость, которая будет опубликована, будет основана на результатах, полученных из пробные запуски на автомобиле, оборудованном механической блокировкой шаров. индикатор (см. рисунок 5-7) или электронный акселерометр, а не расчетное значение.(См. Следующее обсуждение «Расчетной скорости».)

Рисунок 5-7. Два типа индикаторов банка мячей.

Расчетная скорость

Для поворотов и поворотов рассчитанная скорость должна использоваться как руководство для выполнения первоначального пробного запуска и проверки скорости полученные с помощью механического или электронного индикатора банка.Однако расчетная скорость не должна использоваться в качестве единственной основы. для выбора заявленной скорости. (См. «Выбор скорости для публикации» в конце этого раздела для дополнительного обсуждения.)

Рассчитать расчетную скорость рассматриваемой кривой используя формулу

где:

V = скорость автомобиля в милях на час

R = радиус кривой в футах

e = скорость виража проезжей части в футах на фут

f = коэффициент бокового трения со значением в зависимости от скорости:

Якорь: # i1018758

Выбор автомобиля и установка индикатора берега

Выберите среднестатистический легковой автомобиль для проведения тестовых прогонов и установите индикатор крена на центральной линии приборной панели. Подходящее могут быть изготовлены металлические ремни для крепления индикатора, как показано на Рисунке 5-8.Металлический ремешок, удерживающий правую сторону индикатор на креплениях приборной панели должен иметь прорезь и накатную гайку. при условии, что стальной шар можно отрегулировать в положение нулевого градуса поднимая или опуская правую часть индикатора. Если здесь есть сомнения по поводу выбора средней машины, индикатор банка должен быть установлен на модели трех разных производителей или годов для проверки.

Рисунок 5-8. Предлагаемое крепление для индикатора банка шариков на приборной панели.

Перед проведением тестовых прогонов

Для обеспечения правильной работы индикатора банка критично перед проведением пробных запусков необходимо предпринять следующие шаги

• Накачать все шины до униформы давление, используемое во время калибровки спидометра.
• Откалибруйте спидометр тестируемого автомобиля (см. процедура)
• Обнулите индикатор банка (см. Следующую процедуру).

Калибровка спидометра

Очень важно точно откалибровать спидометры. так что консультативные скорости будут одинаковыми по всему штату.

Откалибруйте спидометр для регистрации скорости. Точность одометра для записи расстояния следует сверять с измеренное расстояние. Калибровку скорости можно легко выполнить с помощью радарный измеритель скорости или хронометраж автомобиля на измеренном расстоянии. Спидометр следует проверять через каждые 5 миль в час более 20 км / ч. миль в час, и необходимо выполнить несколько тестовых запусков для каждой скорости, чтобы может быть получено среднее значение.

Обнуление индикатора банка

Индикатор банка должен быть настроен на нулевое значение перед проводятся тестовые запуски. Это должно быть сделано с переездом автомобиля. центральная линия дорожного покрытия на касательном участке для создания эффекта плоской ровной поверхности и драйвер и записывающее устройство в одном положение, в котором они будут ездить во время тестовых заездов.

Обязательно, чтобы драйвер и рекордер были в одном положение, когда индикатор банка установлен на нулевое значение, поскольку они будет при выполнении тестовых прогонов, потому что смещение нагрузки отражается в изменении показаний индикатора.

Проведение тестовых прогонов индикатора банка

Кривая должна двигаться с указанной расчетной скоростью. ранее при первом запуске.Если расчетная скорость недоступна, по кривой следует двигаться с расчетной скоростью примерно 5 миль. в час медленнее, чем то, что, по мнению водителя, они могут поддерживать по всей длине кривой.

Каждый последующий забег следует совершать со скоростью 5 миль в секунду. на час больше, чем в предыдущем прогоне, пока индикатор банка не покажет достигает:

• 10 градусов для скорости 35 миль / ч или больше
• 12 градусов для скорости 25 и 30 миль / ч
• 14 градусов для скорости 20 миль в час или меньше.

При каждом тестовом запуске водитель должен достичь скорости тестового запуска. на расстоянии не менее 0,25 мили от начала кривой и поддерживайте эту скорость на всем протяжении кривой. Траектория автомобиля на повороте должна быть сохранена как как можно ближе к центру правой полосы.

Тестовые прогоны следует проводить в каждом направлении на каждой кривой.

На каждой скорости тестовых прогонов наблюдатель должен внимательно отметьте положение мяча по всей длине кривую и запишите максимальное отклонение в градусах. Показания должны как можно точнее интерполировать с точностью до градуса.

Метод тестового прогона альтернативного индикатора шариковой банки

Альтернативная процедура, предназначенная для минимизации количества тестовые прогоны, необходимые для определения скорости, для которой кривая , который будет размещен, выглядит следующим образом:

1. Управляйте автомобилем со скоростью 5 миль в час по кривой, оставаясь как можно ближе к центр правой полосы, и запишите максимальное отклонение индикатора угла наклона шаров в градусах.Запишите чтение индикатор крена шара как плюс, если отклонение мяча должно справа на правой кривой и слева на левой кривой. Показание индикатора банка шариков следует записать как минус. если мяч отклоняется влево по правой кривой и вправо по кривой слева.
2. Двигайтесь по кривой с постоянной скоростью, которая может быть поддерживается без ускорения или замедления и без движения за пределами правой полосы движения.Запишите максимальный прогиб индикатора крена шара и скорости, с которой кривая ведомый.
3. Вычислить максимальную безопасную скорость для кривой, решив следующая формула для В ₂ :

   Якорь: # i1031196

   где:
   кв 1	= индикатор максимального количества шаров чтение, как записано на шаге 2
   кв 2	= 10 ° для 35 миль в час и более или 12 ° для скоростей от 21 до 34 миль / ч или 14 ° для 20 миль / ч и менее
   	= показание индикатора банка шариков как записано в шаге 1
   В 1	= скорость автомобиля в милях на час, в который q 1 было записано на шаге 2
   В 2	= расчетная безопасная скорость в милях в час для чего кривая хороша.

   
   
4. Объехать поворот, оставаясь в правой полосе движения, на расчетной скорости В ₂ без разгона или замедление как проверка измерений и расчетов.В индикация крена, записанная на скорости В ₂ должна тогда будь:
   • 10 ° для скорости 35 миль / ч или больше
   • 12 ° для скорости 25 и 30 миль / ч
   • 14 ° для скорости 20 миль в час или меньше.

Выбор скорости для проводки

Помните, скорость публикации должна основываться на результатах. полученные в результате тестовых прогонов с индикатором шарового банка (описанный далее в этом разделе), , а не расчетное значение .

Указанная скорость должна быть кратной 5 милям в час.

При выборе скорости для публикации следует соблюдать осторожность. что используется откалиброванная скорость для любого данного показания спидометра а не сам спидометр. В качестве последней проверки заявленная скорость нацелена на максимальное значение, которое позволит среднестатистический автомобиль проезжает поворот по своей полосе, не вызывая неудобный боковой бросок для пассажиров. Скорость для размещения на кривой не должно произвольно уменьшаться ниже что определяется процедурами, предусмотренными в этом разделе.

Когда есть обратная кривая или серия из трех или более кривых, рекомендательный знак скорости должен показывать значение кривой имея самую низкую безопасную скорость в серии.

Curve Radius — обзор

5.5.3 Схема управления

Когда транспортное средство находится в установившемся режиме, оно следует по круговой траектории с определенным радиусом кривой R , с определенной скоростью V , для которой требуется угол поворота δ . Эти параметры нельзя выбрать самостоятельно. В разделе 5.5.1 показано, что может существовать более одного стационарного решения, и эти решения определяют глобальные свойства устойчивости устойчивого стационарного решения (- с ). Отсюда возникают следующие вопросы:

1.

Если для нелинейного транспортного средства (т. Е. Допускающего нелинейные характеристики оси) известны два из трех параметров (скорость, радиус кривой и / или угол поворота), как третий параметр зависит от этих двух и как это связано с характеристиками оси?

2.

Каким образом количество стационарных решений зависит от характеристик оси и выбора взаимозависимых параметров скорости, радиуса кривой и угла поворота?

Ответы на эти вопросы можно получить на основе диаграммы обработки , которая была впервые представлена ​​и подробно обсуждена Пацейкой [32].

Давайте рассмотрим рисунок 5.16, на котором левый график показывает как нормализованные характеристики оси, так и кривую, полученную в результате горизонтального вычитания этих характеристик (называемая кривой управляемости , ). Эта кривая управляемости описывает взаимосвязь между α ₁ — α ₂ и a _y / g в стационарных условиях и визуализирует управляемость автомобиля. При медленном увеличении скорости транспортного средства, чтобы поддерживать устойчивое поведение, эта кривая показывает, в какой степени транспортное средство является недостаточным или избыточным по отношению к скорости транспортного средства.Эта кривая не зависит от угла поворота или радиуса кривой, а зависит только от характеристик оси.

Давайте рассмотрим эту пунктирную кривую управляемости с рисунка 5.16 поближе и объединим ситуации, когда транспортное средство может повернуть направо или налево (т.е. положительные и отрицательные значения a _y ). Используя уравнение. (5.39), т.е.

α1 − α2 = δ − LR

, кривую обработки на рис. 5.16 (случай 1 на рис. 5.36) можно изобразить, как показано на рис. 5.42. Стационарные решения должны совпадать с точками этой кривой обработки. Мы также указали градиент недостаточной поворачиваемости η для линейного приближения, как определено в формуле. (5.31).

Рисунок 5.42. Кривая обработки для случая 1 (см. Рисунок 5.36).

Как упоминалось ранее в разделе 5.3.2, следует включить больше ветвей, поскольку функция h ( a _y ) в выражении (5.39) многозначна. Для случая 1 эти дополнительные ветви соответствуют значениям f _{y 1} с отрицательным наклоном.Для случая 2 (см. Рис. 5.17) дополнительные ветви соответствуют значениям f _{y 2} с отрицательным наклоном. В этом разделе мы ограничимся ветвями, которые проходят через начало координат и непрерывно расширяются для большего бокового ускорения. Для получения дополнительной информации, включая эти дополнительные ветви, см. Ref. [32].

Затем мы объединяем эту кривую управляемости с выражением бокового ускорения в терминах кривизны. Для установившегося режима выполняется следующее выражение:

(5.67) ayg = V2R · g = V2L · g · LR

для скорости V , колесной базы L и радиуса кривой R . Другими словами, нормализованное поперечное ускорение является линейной функцией безразмерной кривизны L / R с наклоном линейной зависимости, увеличивающимся с V ² .

Это показано на рисунке 5.43, и это очевидное следствие уравнения. (5.17a) в установившемся режиме, для которого скорость рыскания r равна V / R .

Рисунок 5.43. Боковое ускорение в зависимости от безразмерной кривизны L / R .

Теперь у нас есть две кривые (нелинейная кривая управляемости на рисунке 5.42 и линейная зависимость на рисунке 5.43, называемая кривой скорости ), для которых в обоих случаях стационарные решения должны совпадать с точками каждого из эти кривые. Рисунок 5.42 показывает a _y / g по сравнению с L / R — δ = α ₁ — α ₂ , тогда как на рисунке 5.43 показывает a _y / g по сравнению с L / R . Следовательно, когда мы сдвигаем линейную кривую на рисунке 5.43 влево (в отрицательном направлении) на расстояние δ , абсциссы обоих рисунков совпадают, и мы можем построить кривые на одном графике, как показано на рисунке 5.44, где мы выбрали V = 70 [км / ч]. Комбинация этих кривых обозначается как диаграмма обработки .

Рисунок 5.44. Схема погрузочно-разгрузочных работ.

Поскольку стационарные решения соответствуют точкам обеих кривых, эти стационарные решения находятся в точках пересечения после смещения на угол поворота δ , который здесь принимается равным 4 [°] и показан на рисунке 5.44 с номерами 1, 2 и 3. Сравнивая эти три стационарных решения для случая 1 из раздела 5.5.1 с рисунком 5.37, можно заметить, что решение 1 является стабильным, а решения 2 и 3 — нестабильными.

На диаграмме обработки показаны все три параметра R , V и δ на одном изображении.Скорость V соответствует наклону линейной кривой, которая описывается уравнением. (5.67), δ — это сдвиг этой линейной кривой для получения стационарных решений из пересечений смещенной кривой с кривой обработки, а кривизна L / R следует из исходной линейной кривой и боковое ускорение для стационарного решения.

Давайте вернемся к первому вопросу в начале этого раздела и предположим, что известны два из этих трех параметров.Как определить третий параметр? На рис. 5.45 схематически показаны процедуры, описанные ниже.

Рисунок 5.45. Как получить установившиеся параметры из диаграммы управления.

и.

Угол поворота δ и скорость V известны

Скорость V определяет линейную кривую скорости. Сдвиньте эту кривую на расстояние δ , чтобы найти пересечение A с кривой управления. Это приводит к боковому ускорению a _y / g , которое, в свою очередь, определяет L / R .

ii.

Угол поворота δ и кривизна L / R известны

Кривизна L / R соответствует вертикальной линии, проходящей через горизонтальную ось в положении L / R . Сдвиньте эту линию на расстояние δ , чтобы найти пересечение A с кривой перемещения. Это приводит к боковому ускорению a _y / g . Кривая скорости — это линия, проходящая через начало координат и точку ( L / R , a _y / g ).Наклон этой кривой определяет V ² и, следовательно, скорость V .

iii.

Скорость V и кривизна L / R известны

Кривая скорости и вертикальная линия, проходящая через горизонтальную ось в позиции L / R , пересекаются в точке B, приводя к определенному значению для a _y / g . Это значение определяет точку A установившегося режима на кривой перемещения.Горизонтальное расстояние между точкой пересечения B и точкой A установившегося режима обеспечивает значение угла поворота.

Диаграмма обработки может использоваться для анализа появления стационарных решений и влияния этих решений на поперечное ускорение и установившиеся параметры δ, V и R при изменении одного из этих параметров. Следующие выводы легко проверить:

1.

Увеличение угла поворота рулевого колеса для фиксированной скорости V приводит к большему поперечному ускорению (большей кривизне).Когда угол поворота увеличивается сверх значения, в котором кривая смещенной скорости пересекает кривую управляемости, стабильное установившееся решение исчезает. Это означает, что автомобиль теряет устойчивость (возникает насыщение на задней оси).

2.

Увеличение угла поворота для фиксированного радиуса кривой R приводит к увеличению скорости. Опять же, выше определенного значения δ , транспортное средство теряет устойчивость.

3.

Увеличение скорости V для фиксированной кривизны приводит к аналогичным результатам.

4.

Увеличение скорости для фиксированного угла поворота приводит к большему поперечному ускорению и большему радиусу кривой (меньшая кривизна). Это может привести к потере устойчивости на больших скоростях, но только если угол поворота рулевого колеса превышает определенное значение.

В зависимости от характеристик оси возможны различные кривые и диаграммы перемещения, что приводит к различным типам и количеству устойчивых решений (как показано для случаев 2 и 3 на рисунке 5.37). В этом разделе мы рассматриваем еще три ситуации, все с углом поворота переднего моста 4 [°].

1.

Характеристики оси по сравнению со случаем 2 в разделе 5.5.1; недостаточная поворачиваемость в линейном диапазоне и отсутствие пересечения этих нормированных характеристик оси. Скорость выбрана 70 [км / ч].

2.

Характеристики оси по сравнению со случаем 3 в разделе 5.5.1; избыточная поворачиваемость в линейном диапазоне, и эти нормализованные характеристики оси не пересекаются.Рассматриваются две скорости: 40 и 90 [км / ч].

3.

Характеристики оси при избыточной поворачиваемости в линейном диапазоне; однако здесь эти нормализованные характеристики оси пересекаются под определенным углом скольжения. Опять же, рассматриваются две скорости: 40 и 90 [км / ч].

Рассматривая сначала ситуацию 1 (изображенную на рис. 5.46), отличие от рис. 5.44 состоит в том, что кривая перемещения не проходит через ось , _y .Следовательно, показано только одно стационарное решение. Увеличение угла поворота (или скорости) приводит к увеличению α ₁ — α ₂ . Существует максимальное значение для , _и , при котором будет происходить скольжение на передней оси, а при большем угле поворота поперечное ускорение уменьшается.

Рисунок 5.46. Характеристики оси и диаграмма управления для ситуации 1.

Диаграммы управления для ситуаций 2 и 3 показаны на рисунках 5.47 и 5,48 соответственно. Кривые максимальной скорости соответствуют 90 [км / ч]. Наклон кривых управляемости на рисунках 5.47 и 5.48 в линейном диапазоне теперь положительный, что означает отрицательный градиент недостаточной поворачиваемости. Без пересечения характеристик оси кривая управляемости для ситуации 2 очень похожа на кривую на рисунке 5.46, но отражает эту кривую. На пересечении кривой скорости с кривой управляемости наклон кривой скорости либо меньше (для 40 [км / ч]), либо больше (для 90 [км / ч]), чем наклон кривой управляемости.

Рисунок 5.47. Характеристики оси и диаграмма управляемости для ситуации 2.

Рисунок 5.48. Характеристики оси и диаграмма управляемости для ситуации 3.

Первый случай соответствует стабильной избыточной поворачиваемости, а второй случай — нестабильной избыточной поворачиваемости. Обратите внимание, что для низкой скорости может существовать более одного стационарного решения; где два внешних решения соответствуют наклону характеристики задней нормализованной оси, который является положительным, но небольшим, или отрицательным. Согласно рисунку 5.41, можно было бы ожидать седловых точек на фазовой плоскости для этих стационарных решений.

Кривая обработки на рис. 5.48 качественно похожа на кривую на рис. 5.42, но снова является зеркальной по отношению к этой кривой. Такие же выводы можно сделать в отношении недостаточной и избыточной поворачиваемости на низких и высоких скоростях. Для большой скорости и малого угла поворота (меньше, чем указано на рисунке) могут существовать три стационарных решения, причем два внешних теперь соответствуют наклону характеристики передней нормализованной оси, которая является положительной, но малой или отрицательной.Согласно рисунку 5.41 ожидаются стабильные решения с возможной чрезмерной недостаточной поворачиваемостью. По-видимому, стабильность в промежуточном стационарном решении на рис. 5.47 передается внешним стационарным решениям с возрастающей скоростью.

Для дальнейшего анализа мы определили представление фазовой плоскости в соответствии с Гуо (см. Раздел 5.5.1), для характеристик оси в соответствии с ситуацией 3 и для скоростей 40, 60 и 80 [км / ч], см. Рисунок 5.49, с углом поворота 1 [°].

Рисунок 5.49. Представление в фазовой плоскости для ситуации 3, для скоростей 40, 60 и 80 [км / ч] и для угла поворота δ = 1 [°].

Обратите внимание, что для низкой скорости существует только одна стабильная критическая точка, являющаяся двусторонним узлом (см. Приложение 2). С увеличением скорости этот узел перемещается в устойчивый фокус. При дальнейшем увеличении скорости до 80 [км / ч] возникают три критических точки: седловая точка и две устойчивые точки фокусировки. Скорость рыскания в установившемся режиме имеет тенденцию к уменьшению, потому что радиус кривой, который соответствует наибольшему пересечению кривой скорости и кривой управляемости (показан на рисунке 5.47) увеличивается со скоростью. Это можно легко сделать, выполнив процедуру (i), которая была включена ранее.

Train Wheel Science — Scientific American

Ключевые концепции
Физика
Инженерное дело
Геометрия
Центробежная сила

Введение
Вы когда-нибудь наблюдали, как проезжает поезд? Если да, то вы могли задаться вопросом, как поезд может оставаться на своем пути. Секрет кроется в колесах поезда.Хотя на первый взгляд они кажутся цилиндрическими, при более внимательном рассмотрении можно заметить, что они имеют слегка полуконическую форму. (Конечно, никогда не приближайтесь к работающему поезду!) Эта особая геометрия удерживает поезда на рельсах. В этом упражнении вы протестируете разные формы колес, чтобы выяснить, почему коническое колесо превосходит другие конструкции.

Фон
Колеса с каждой стороны вагона соединены металлическим стержнем, называемым осью.Эта ось обеспечивает совместное движение двух колес поезда, причем оба колеса вращаются с одинаковой скоростью во время движения поезда.

Эта конструкция отлично подходит для прямых дорог. Но когда поезду нужно объехать поворот, тот факт, что оба колеса всегда вращаются с одинаковой скоростью, может стать проблемой. Внешняя часть кривой немного длиннее внутренней, поэтому колесо на внешней направляющей фактически должно преодолеть большее расстояние, чем колесо на внутренней направляющей. Вы можете продемонстрировать это, нарисовав железнодорожный путь, состоящий из двух рельсов, с поворотом на листе бумаги.Возьмите сантиметровую ленту (или шнурок и линейку) и измерьте длину каждой линии. Внешняя линия дорожки должна быть длиннее внутренней. Но как одно колесо может преодолеть большее расстояние, чем другое, если они оба вращаются с одинаковой скоростью?

Здесь играет роль геометрия колес. Чтобы колеса оставались на трассе, их форма обычно слегка коническая. Это означает, что внутренняя часть колеса имеет большую окружность, чем внешняя часть колеса. (У них также есть фланец или приподнятый край на внутренней стороне, чтобы поезд не упал с рельсов.) Когда поезд с наклонными колесами поворачивается, центробежная сила толкает внешнее колесо к большей части конуса, а внутреннее колесо к меньшей части конуса. В результате, когда поезд поворачивает, он на мгновение движется на колесах двух разных размеров. По мере увеличения окружности внешнего колеса оно может перемещаться на большее расстояние, даже если оно вращается с той же скоростью, что и меньшее внутреннее колесо. Поезд успешно идет по рельсам! В этом упражнении вы испытаете на себе, как форма колес поезда влияет на их способность оставаться на правильном пути.

Материалы

• Не менее четырех пластиковых или пенополистирольных стаканчиков одинакового размера. (Чашки не должны иметь приподнятый край вверху.)
• Лента
• Две линейки или дворовые палки одинаковой длины
• Книга или шкатулка
• Плоское рабочее место (к которому можно прикрепить предметы)
• Гибкий картон или плотная бумага (по желанию)
• Ножницы (по желанию)
• Шампуры деревянные (по желанию)

Подготовка

• Возьмите две чашки и скрепите их скотчем так, чтобы их основания были обращены друг к другу.Это ваша первая подставка для чашки.
• Возьмите две другие чашки и склейте их вместе так, чтобы их вершины были обращены друг к другу. Это ваша вторая установка чашки. Можете ли вы описать различия между формами первой и второй чашек? Чем они похожи или отличаются? Какой из них вам кажется более стабильным?
• Постройте модель железной дороги с двумя линейками или мерилами и книгой или коробкой. Поместите линейки параллельно одной стороной на книгу, а другой — на рабочую поверхность, создавая наклон.Поставьте линейки на бок так, чтобы длинные узкие стороны были обращены вверх, и чтобы вы могли разместить каждую из чашек на трассе. Надежно закрепите линейки скотчем.

Процедура

• Осторожно разместите первую чашку поперек дорожки в верхней части склона. Постарайтесь разместить его как можно ближе к центру. Почему это имеет значение, как вы ставите чашки на дорожку?
• Отпустите чашу и позвольте ей катиться по дорожке. Что вы заметили? Как эта установка чашки ведет себя на трассе?
• Повторите этот шаг несколько раз и каждый раз наблюдайте, что происходит с настройкой чашки на дорожке. Вы всегда получаете одинаковые результаты?
• Поместите вторую чашку на направляющие. Снова попробуйте разместить его в самом центре дорожки.
• Позвольте подставке для чашки скатиться по дорожке. Что происходит на этот раз? Сходны ли результаты по сравнению с предыдущей настройкой чашки или отличаются от них?
• Повторите этот шаг несколько раз и снова наблюдайте, что происходит каждый раз. Меняются ли ваши результаты после нескольких попыток или они всегда одинаковы?
• Снова возьмите первую подставку для чашки и поместите ее на направляющие. На этот раз поместите его не по центру. Сдвиньте его немного влево или вправо. Как вы думаете, это изменит ваши результаты?
• Отпустите чашу и позвольте ей катиться по дорожке. Проезжает ли он по рельсам, не падая?
• Возьмите вторую подставку для чашки и поместите ее на направляющую.Снова поместите его немного не по центру влево или вправо. Как вы думаете, они свалятся с рельсов?
• Позвольте подставке для чашки скатиться по дорожке. Что вы наблюдаете? Вы можете объяснить свои наблюдения?
• Экстра: Используйте плотную бумагу или картон для дизайна колес другой геометрии. Например, попробуйте цилиндрическую форму. Как этот дизайн по сравнению с другими?
• Дополнительно: Постройте трек с реальным поворотом на нем.Для этого можно использовать картон или плотную бумагу. Убедитесь, что ваша дорожка имеет наклон, чтобы вы могли позволить вашим различным дизайнам катиться по дорожке. Как ваши разные конструкции справляются с поворотом?
• Дополнительно: Вместо того, чтобы склеивать две чашки вместе, сделайте колеса, которые соединены между собой фиксированной осью, как в настоящих колесах поезда. В качестве оси можно использовать деревянную шпажку или другую прямую шпильку. Затем повторите действие, как описано выше. Ваши результаты меняются или остаются прежними?

Наблюдения и результаты
Различные установки чашки представляют разные возможности формы колеса поезда.Обе установки чашки представляют собой набор наклонных колес поезда, но направление, в котором наклонены колеса, было совершенно противоположным. В то время как в первой установке внешняя сторона колеса имела больший диаметр, во второй установке с чашкой все было наоборот. Как вы, вероятно, заметили, конструкция колес имеет огромное значение в поведении колес на гусенице.

Наверное, сложно было удержать первую чашку в сборе на трассе. Он должен был сходить с рельсов почти каждый раз, прежде чем достигал конца трассы.Независимо от того, как вы ставили чашки, они, вероятно, обычно падали с трассы. Этот узел остается на рельсе только в том случае, если он идеально отцентрован. Но сделать это практически невозможно. Как только установка будет немного смещена по центру, она пойдет под откос на спуске. Когда вы сместили узел влево, часть чашки, которая находится на левой направляющей, имела меньшую окружность, чем часть чашки, которая сидит на правой направляющей. Таким образом, левое колесо поезда было меньше правого колеса поезда.В результате вся сборка, вероятно, повернулась еще дальше влево — в сторону колеса меньшей окружности и со временем сошла с рельсов. Если вы сместите узел вправо, скорее всего, произойдет обратное.

Вторая установка, однако, должна была остаться на трассе, даже если вы ее сместили. Когда вы смещаете эту установку влево, часть чашки, которая сидела на левой направляющей, становилась больше, чем часть чашки, которая сидела на правой направляющей.В этом случае левое колесо поезда было больше правого колеса поезда. В результате сборка, вероятно, повернулась вправо и скорректировала свое положение ближе к центру гусеницы. Всякий раз, когда это колесо смещалось по центру, оно автоматически корректировало свой курс к центру, что делало его очень устойчивой системой.

Тот же принцип, который вы наблюдали на склоне, также помогает колесам оставаться на пути при повороте поезда. Поскольку размеры колес меняются, когда поезд толкает в сторону во время поворота, внешнее колесо (которое становится больше) может перемещаться на большее расстояние, чем внутреннее колесо (которое становится меньше).Таким образом, внешнее колесо может преодолевать большее расстояние, вращаясь с той же скоростью.

Дополнительные сведения
Как вращаются колеса поезда? от Science ABC
Наука о том, как поезда вращаются, не падая с рельсов, от Popular Mechanics
Rolling Race, от Scientific American
Занятия STEM для детей, от Science Buddies

Это мероприятие предоставлено вам в сотрудничестве с Science Buddies

Границы | Снижение риска схода поезда с рельсов из-за резкого поворота и превышения скорости

Введение

Во всем мире железнодорожные перевозки признаны более безопасными.Тем не менее, сходы поездов с рельсов продолжаются. Из-за сложности железнодорожных перевозок эти катастрофы, по-видимому, трудно устранить полностью, независимо от того, сколько денег было потрачено на повышение безопасности. Поскольку скорость поезда постоянно увеличивается, желательно дальнейшее повышение безопасности железнодорожных операций. Как правило, железнодорожная отрасль всегда фокусируется на минимизации возможности нежелательного схода с рельсов путем применения некоторых процедур безопасности. Эти процедуры не всегда бывают удовлетворительными, например, при отказе механических частей, направляющих колесные пары по рельсам, или при ненормальном поведении водителя — движении с превышением скорости в зонах ограничения скорости.

Механизмы схода с рельсов и критерии оценки были рассмотрены (Wilson et al., 2011). Большинство методов оценки обращались к основным виновникам крушения. Механизмы схода с рельсов обычно могут возникать из-за резонансной реакции рельсового транспортного средства, поперечной нестабильности, опрокидывания транспортного средства, вертикальной разгрузки колес, подъема фланца, опрокидывания рельсов, смещения панели пути, продольных сил поезда и т. Д. Независимо от того, какой механизм вызывает сход с рельсов, сход с рельсов всегда влечет за собой значительные расходы и прерывание обслуживания, а также очевидную угрозу безопасности пассажиров и рабочего персонала.Независимая профессиональная группа организует полное расследование крушения. Во многих случаях схода с рельсов решающее значение имеют динамические реакции рельсового транспортного средства на определенные особенности пути. Поэтому динамическое моделирование с использованием профессионального программного обеспечения, такого как VAMPIRE, NUCARS, GENSYS и т. Д., Является важным инструментом в процессе расследования (Clementson and Evans, 2002).

Для сходов с рельсов из-за подъема гребня колеса была исследована вероятность предотвращения схода с рельсов из-за выхода из строя шейки оси путем применения механических ограничений между рамой тележки и колесными парами (Brabie and Andersson, 2009).Обширное моделирование многофюзеляжной системы (MBS) было завершено на предмет возможности использования альтернативных дополнительных механизмов наведения, например, малодоступных частей буксы, рамы тележки или тормозного диска, в качестве средства уменьшения бокового отклонения, что привело к успешное выполнение 12 различных сценариев крушения.

Механизм схода поезда с рельсов из-за опрокидывания на криволинейном пути рассматривается только в данной статье. При таком сходе с рельсов колеса внутреннего рельса (или нижнего рельса) разгружаются, и поезд разворачивается вокруг верхнего рельса.Этот сход с рельсов обычно происходит очень быстро на крутых поворотах, потому что поезд движется с высокой скоростью. Когда поезд движется с нормальной скоростью по криволинейному пути, наклон пути может эффективно уравновесить центробежную силу поезда. Однако из-за небольшого радиуса кривой и недостатка наклона гусеницы конусность протектора колеса недостаточна для обеспечения контакта колесной пары и гребня колеса с верхним рельсом (Pombo and Ambrósio, 2008). Когда поезд движется с большим превышением скорости, эффект большой центробежной силы не может быть компенсирован изгибом пути, что приводит к поднятию колес с нижнего рельса и окончательному сходу с рельсов.Было дано подробное описание схода с рельсов при опрокидывании поезда (Matsumoto et al., 2016). Базовый механизм может быть объяснен тем, что когда поезд движется по крутому изогнутому пути с гораздо большей скоростью, чем установленный предел скорости из-за изогнутого пути, что приведет к результирующему вектору силы (см. Прилагаемый рисунок), компоненты которого включают центробежная сила, сила тяжести и силы инерции боковых и вертикальных колебаний, которые направляются за пределы внешнего рельса (высокого рельса) от центра тяжести транспортного средства, опрокидывающийся сход с рельсов произойдет на транспортном средстве поезда.

Кратко описаны три примера схода поездов с рельсов из-за опрокидывания рельсового транспортного средства. Сообщалось, что расследование крушения в 2004 году показало, что наклонный поезд двигался с почти вдвое превышающей рекомендованную скорость по изогнутому пути возле Бандаберга, Квинсленд, Австралия, в результате чего более 120 человек получили ранения. 31 января 2003 г. крушение пассажирского поезда произошло недалеко от Водопада, Новый Южный Уэльс, Австралия. В результате крушения с рельсов погибли семь человек, находившихся на борту, в том числе машинист поезда.Последующее расследование показало, что скорость поезда превышала 117 км / ч, когда он приближался к повороту с ограничением скорости 60 км / ч, где произошло происшествие со сходом с рельсов. Сообщалось, что поезд сошел с рельсов 24 июля 2013 года в Сантьяго-де-Компостела, Испания, когда он двигался со скоростью 180 км / ч по кривой с ограничением скорости 80 км / ч, в результате чего 79 человек погибли. и 140 человек получили ранения. В этих трех примерах общим аспектом было то, что поезда двигались по резко изогнутым путям на гораздо более высоких скоростях, и все сошедшие с рельсов транспортные средства перевернулись на сторону высоких рельсов.

В основном ограждения предназначены для предотвращения опрокидывания рельсовых транспортных средств при сходе с рельсов, а также для предотвращения ненужных повреждений и затрат. После расследования дорожно-транспортного происшествия, происшедшего на крутом изогнутом участке пути, было принято решение установить секцию ограждения на участке схода с рельсов, в результате чего поездом стало намного легче управлять с помощью перил (Sato et al., 2008). ). На крутом изогнутом участке пути установка ограждения нового типа может позволить уменьшить минимальный радиус кривой укладки с 300 до 230 м без схода с рельсов (Mao et al., 2013). Модель рельсового транспортного средства / пути была сгенерирована с помощью пакета моделирования SIMPACK, и различные профили рельсов вдоль стрелочного перевода и контрольного рельса также были включены для анализа динамики поезда из-за проезда через стрелку (Schupp et al., 2004). Было упомянуто (Ren et al., 2005), что наличие ограждения может сделать интерактивные динамические реакции системы транспортное средство / рельсовый путь более интенсивными. Тем не менее, износ носовой балки будет значительно уменьшен, а возможность удара колеса о носовую балку будет значительно уменьшена, что было полезно для обеспечения безопасности движущегося транспортного средства и продления срока службы носовой балки.

Было упомянуто (Iwnicki, 2016), что сход с рельсов при подъёме гребня колеса на крутых криволинейных путях можно предотвратить, установив ограждения, в то же время можно уменьшить износ на поворотах на высоких рельсах. Однако боковой зазор между ограждением и задней частью обода колеса (показано на рисунках 1A, B) и высота ограждения над ходовым поручнем (показано на рисунке 1A) имеют решающее значение для эффективности ограждения. Результаты моделирования с использованием программного пакета NUCARS ^® (Iwnicki, 2016) показали, что применение ограждений может улучшить характеристики изгиба рельсовых транспортных средств, снизить риск схода с рельсов из-за подъема гребня колеса и контролировать контактный износ колеса и рельса.Ширина фланцевого прохода (показанная на рисунке 1) (Shu and Wilson, 2007) рассчитана в диапазоне 1,75–2 дюйма (44,45–50,8 мм) для легкорельсового транспорта в США, а колея колеи и колесная пара расположены вплотную друг к другу. расстояние составляет 56,75 дюйма (1441,45 мм) и 54,19 дюйма (1376,43 мм). Следовательно, боковой зазор между ограждением и задней частью обода колеса составляет примерно 11,8 ~ 18,14 мм. Чтобы свести к минимуму возможность схода с рельсов при боковом ударе на железнодорожном переезде, были применены ограждения (Ling et al., 2016), в которых зазор между ограждением и задней частью обода колеса выбран равным 20 мм, а высота ограждения над ходом верх рельса 15 мм.

Рисунок 1 . Устройство перил.

В этом документе будет представлено моделирование аварии пассажирского поезда при сходе с рельсов, выполненное с помощью программного обеспечения Gensys — пакета программ для динамики нескольких тел. Модель одиночного легкового автомобиля подробно описана на основе реальной легковой машины в Австралии, а также модели гусеницы. Считается, что поезд с пятью пассажирскими вагонами движется по круто криволинейному пути. Для определения критической скорости, которая приводит к сходу с рельсов при опрокидывании поезда, выполняется несколько симуляций с постепенно увеличивающейся скоростью поезда.Наконец, завершено моделирование с установкой ограждения на пути, чтобы продемонстрировать эффективность ограждения для предотвращения схода поезда с рельсов.

Моделирование динамики нескольких тел Train-Track

Вначале одиночное пассажирское транспортное средство было смоделировано с помощью GENSYS (Sun et al., 2012, 2013, 2017a, b), и его модель показана на рисунке 2A. Для лучшего отображения одна тележка на Рисунке 2A увеличена в масштабе и показана на Рисунке 2B, на котором четко показаны компоненты тележки и соединения, а также включены ограждения на пути.Основные данные, используемые для моделирования легкового автомобиля, перечислены в Приложении – I.

Рисунок 2 . Модель легкового автомобиля. Источник: от Sun et al. (2017a). С разрешения публикаций ASME.

В одной модели легкового автомобиля, показанной на рисунке 2A, один корпус автомобиля и две рамы тележки рассматриваются каждая как единая масса с шестью степенями свободы (DOF) соответственно. Колесная пара также считается единой массой с пятью степенями свободы, и вращение по тангажу не учитывается.Муфты (первичные подвески) между двумя колесными парами и одной рамой тележки в тележке содержат следующие элементы: двенадцать линейных пружин и демпфирующих элементов в положениях буксы в трех направлениях X, Y и Z; четыре вертикальных и два боковых отбойника; и четыре вертикальных линейных амортизатора в местах, обозначенных их точками крепления. Муфты (вторичные подвески) между одним кузовом и одной рамой тележки содержат элементы, в том числе две винтовые пружины в середине тележки в вертикальном направлении; одна линейная пружина, представляющая стабилизатор поперечной устойчивости в положениях, обозначенных точками его крепления; одна линейная пружина и один линейный демпферный элемент для обозначения тягового стержня в положениях, обозначенных его точками крепления; два вертикальных и один боковой отбойник; два боковых и два вертикальных линейных амортизатора и два линейных амортизатора рыскания в положениях, указанных их точками крепления.

При моделировании пути, показанном на рисунке 3, два рельса моделируются как безмассовый блок и соединяются с дорогой посредством вертикальных и поперечных линейных пружин и демпфирующих элементов, как показано на рисунке 3 ( kyrt и kzrt- поперечная и вертикальная жесткость между рельсом и путевым блоком, cyrt и czrt- боковое и вертикальное демпфирование между рельсом и путевым блоком). Каждый гусеничный блок моделируется как единая масса с 3 степенями свободы: боковые и вертикальные смещения и вращение валков соответственно.Соединения между путевым блоком и землей включают следующие элементы — два вертикальных линейных пружинных и демпфирующих элемента и один боковой линейный пружинный и демпфирующий элементы, показанные на рисунке 3 ( kytt и kztt — боковая и вертикальная жесткость между путевым блоком и грунт, cytt и cztt — боковое и вертикальное демпфирование между гусеничной лентой и землей).

Рисунок 3 . Моделирование контакта пути и колеса / рельса.Соус: от Sun et al. (2017a). С разрешения ASME.

На рисунке 3 три разные точки контакта (cp1, cp2 и cp3) могут одновременно находиться в контакте колесо-рельс, поэтому соответственно определены три линейных пружинных элемента, которые перпендикулярны контактным поверхностям колеса-рельса ( knwr — жесткость для трех пружинных элементов по нормали к поверхностям). Через пружинные элементы могут быть получены нормальные силы контакта колеса с рельсом. Силы ползучести контактов колесо-рельс в касательном направлении рассчитываются с использованием теории ползучести Калкера.Точки контакта колеса с рельсом для пары профилей колеса и рельса показаны на рисунке 4. Линии, соединенные с колесом и точками рельса, ясно показывают различные точки контакта колеса с рельсом — cp1 синим цветом, cp2 зеленым цветом. и cp3 красным цветом.

Рисунок 4 . Контакт колеса и рельса.

Связь между двумя соседними легковыми автомобилями осуществляется через соединитель. Коэффициенты продольной и вертикальной жесткости муфты приняты равными 3e6 и 40e6 Н / м, а коэффициенты жесткости при вращении по крену и тангажу равны 20e6 Нм / рад соответственно.Допускается, что угол свободного поворота муфты относительно вертикального направления составляет ± 10 °. Если свободный ход закончился, предполагается, что коэффициент поперечной жесткости составляет 40e6 Н / м, а коэффициент жесткости при повороте по рысканью составляет 20e6 Нм / рад. Таким образом, для моделирования может быть создана модель пассажирского поезда, состоящая из пяти пассажирских вагонов.

Состояние пути и параметры ограждения

Колея стандартная, колея 1435 мм. На рисунке 5 показана геометрия дорожки.Видно, что радиус кривой составляет 200 м (1/200 = 0,005), угол наклона дорожки составляет 140 мм, а длина перехода составляет 80 м. Состояние пути предполагается идеальным, без неровностей пути.

Рисунок 5 . Геометрия трека.

Для положительной кривизны пути определено, что кривая закругляется влево. В этой ситуации, если смотреть в направлении движения поезда, верхняя направляющая находится с левой стороны, а нижняя направляющая — с правой стороны. Поручень должен быть установлен рядом с нижним поручнем, и его расположение показано на Рисунке 1А.На рисунке 6 показаны некоторые основные параметры, используемые для моделирования, где жесткость поперечной пружины между ограждением и землей ( K _gr ) выбрана равной 250 МН / м; боковой зазор между верхней частью головки поручня и задней частью обода колеса ( L _gb ) составляет 10 мм; высота симметричной линии ограждения относительно верхней части правой направляющей ( H _gt ) составляет 15 мм.

Рисунок 6 .Ограждение.

Крушение при опрокидывании поезда действительно отличается от схода с рельсов при подъеме колеса. Концепция ограждения, используемого для смягчения схода с рельсов при опрокидывании поезда, основана на наблюдении и рассмотрении. Когда на крутых изогнутых путях из-за очень высокой скорости происходит опрокидывание поезда, колесная пара в основном имеет два движения: поперечное поступательное, одно по направлению к внешнему рельсу (верхний рельс), и одно вращательное по крену против направления движения поезда. Если ограждение правильно установлено рядом с внутренним рельсом (нижним рельсом) на острых изогнутых путях, его верхняя поверхность будет контактировать с задним ободом колеса, когда поезд движется с очень высокой скоростью, что может предотвратить сход с рельсов.

Моделирование схода с рельсов при опрокидывании

Учтены два сценария моделирования схода с рельсов при опрокидывании. Один из них — увеличить рабочую скорость поезда до тех пор, пока не будет определена критическая скорость, которая приведет к сходу поезда с рельсов при опрокидывании. Другой — поддерживать моделирование на критической скорости и выяснять эффективность ограждения. На рис. 7 показаны моменты движения поезда во время поворота для первого сценария: начало поворота (рис. 7A), движение на переходном участке (рис. 7B) и сход с рельсов (рис. 7C) со скоростью 119 км / ч.Из рисунка 7C видно, что сход поезда с рельсов начинается с первой тележки.

Рисунок 7 . Моделирование для первого сценария на скорости 119 км / ч.

На самом деле, для условий геометрии пути с радиусом горизонтального изгиба 200 м ограничение скорости составляет около 50–60 км / ч. Для имитации схода с рельсов при опрокидывании следует выбирать скорость движения намного выше. После нескольких пробных имитаций было обнаружено, что на скорости 118 км / ч поезд находится в критической ситуации, а при небольшом увеличении скорости он полностью сходит с рельсов на повороте, например, на скорости 119 км / ч.На скоростях 118 и 119 км / ч наблюдаются контакты колеса с рельсом и смещения двух колесных пар первой тележки от ведущего пассажирского транспортного средства и показаны на рисунках 8A – F, 9A – F соответственно.

Рисунок 8 . Моделирование на скорости 118 км / ч без ограждения.

Рисунок 9 . Моделирование на скорости 119 км / ч без ограждения.

На рисунке 8 четыре графика вместе на каждом рисунке. Контакты колеса с рельсом на левой и правой сторонах первой колесной пары показаны на двух верхних графиках, а контакты второй колесной пары — на двух нижних графиках.Контакты левого колеса и рельса показаны на левых графиках, а правые — на правых. Левый рельс соответствует верхнему рельсу, а правый рельс нижнему рельсу изогнутого пути.

На рис. 8А показаны контакты колеса и рельса в момент времени 0,16 с, когда передняя тележка только начинает входить в переходную часть криволинейного пути. На 0,76 с передняя тележка приближается к середине переходной секции, и левое колесо первой колесной пары начинает контактировать с фланцем, как показано на рисунке 8B.Через 1,8 с передняя тележка все еще находится на переходном участке, но правое колесо первой колесной пары начинает отделяться от нижнего рельса (отсутствует сила вертикального контакта колеса с рельсом), как показано на Рисунке 8C. Когда передняя тележка приближается к повороту от переходного участка, оба правых колеса первой и второй колесных пар начинают подниматься с нижнего рельса, достигая максимальной высоты в момент 2,5 с, как показано на рисунке 8D. Однако эти два правых колеса возвращаются и снова касаются нижней направляющей в точке 3.2 с, как показано на рисунке 8E. Хотя во время оставшегося хода для обоих правых колес происходит еще один подъем, его амплитуда меньше и время меньше. Как показано на Рисунке 8F, крушения поезда не произойдет. Однако на скорости 118 км / ч можно заметить, что поезд находится в критическом состоянии, потому что правые колеса просто касаются нижнего рельса, что приводит к очень небольшим контактным силам, как показано на (Рисунки 8E, F).

Аналогичным образом результаты моделирования на скорости 119 км / ч показаны на рисунке 9.На рис. 9А показаны контакты колеса и рельса в момент 1,8 с, когда передняя тележка движется по переходному участку. Видно, что через 1,8 с правое колесо первой колесной пары уже отделяется от нижнего рельса (нет силы вертикального контакта колеса с рельсом). Правые колеса продолжают подниматься с нижней направляющей и в момент 2,5 с достигают максимальной высоты, как показано на рисунке 9B. После выхода передней тележки на поворот с переходного участка правые колеса постепенно возвращаются в исходное положение, в момент 3.2 с, как показано на фиг. 9C, и закрываются, чтобы коснуться нижней направляющей, в момент 3,4 с, как показано на фиг. 9D. Очень скоро через 3,4 с происходит второй подъем правых колес. Однако второй подъем никогда не возвращается и непрерывно увеличивается в момент 6,0 с, как показано на рисунке 9E, до тех пор, пока обе колесные пары передней тележки не сходят с рельсов примерно за 7,46 секунды, как показано на рисунке 9F, что приводит к сходу поезда с рельсов. .

Моделирование продолжается на скорости 119 км / ч при условии, что сегмент ограждения установлен рядом с нижним поручнем вдоль кривой, как показано на рисунке 6.Параметры установки — расстояние ( L _gb ) между верхней частью ограждения и задней частью обода колеса и высота ( H _gt ) ограждения над направляющей выбираются равными 10 и 15 мм. , соответственно. Во время моделирования, когда правые колеса начинают отделять правый ходовой рельс и вращаться вокруг направления, противоположного оси X, поиск проводится, если задняя поверхность обода колеса контактирует с поверхностью головки ограждения.Если они контактируют, нормальное контактное усилие рассчитывается на основе теории контакта Герца:

, где C _H — константа контакта в Герце (Н / м23), а δ q _wg — нормальное проникновение задней поверхности обода колеса в поверхность головки ограждения.

Между тем, на основе теоремы Кулона о трении в направлении, противоположном направлению обратного скольжения обода колеса по ограждению, касательная сила трения рассчитывается как:

, где μ _wg — коэффициент трения движения между задней поверхностью обода колеса и поверхностью головки ограждения, а v _wg — скорость движения задней поверхности обода колеса по поверхности головки ограждения.Результаты моделирования представлены на рисунках 10A – H.

Рисунок 10 . Моделирование на скорости 119 км / ч с ограждением.

После установки ограждения на криволинейном пути (включая переходную часть) и при движении легкового автомобиля с превышением скорости 119 км / ч правое колесо первой колесной пары передней тележки начинает касаться ограждения. около середины переходного участка примерно на 0,76 с, как показано на рисунке 10А.В этот момент правое колесо второй колесной пары передней тележки не касается перил до момента примерно 2,2 с. Точно так же можно увидеть, что через 1,8 с первое правое колесо уже отделится от нижней направляющей, а второе правое колесо просто следует за ним, как показано на рисунке 10B. Оба правых колеса продолжают подниматься с нижней направляющей и в момент 2,5 с достигают максимальной высоты, как показано на рисунке 10C. В этот момент второе правое колесо уже касается перил.Точно так же после того, как передняя тележка входит в поворот от переходного участка, правые колеса постепенно возвращаются и касаются нижнего рельса через 3,2 с. как показано на рисунке 10D.

Через 3,2 с происходит второй подъем обоих правых колес. Однако в течение 3,2–4,18 с подъем продолжает увеличиваться и достигает максимальной высоты за 4,18 с, как показано на рисунке 10E. Вместо непрерывного подъема и окончательного схода с рельсов, как показано на рисунке 9E, оба правых колеса возвращаются и контактируют с нижней направляющей в точке 5.16 с, как показано на рисунке 10F. Такой процесс повторяется снова, как показано на рисунках 10G, H. Поезд будет продолжать движение вперед по такой схеме без схода с рельсов.

На рисунке 11 показаны силы контакта между задними поверхностями фланца правого колеса и ограждением в первом транспортном средстве, в котором три цифровых числа обозначают, что первое — это транспортное средство, второе — тележка, а последнее — колесная пара. «121» означает, что правое колесо первой колесной пары на второй тележке первого рельсового транспортного средства.Видно, что перед выходом на поворот правые колеса первой колесной пары первой тележки и обеих колесных пар второй тележки уже контактировали с верхней поверхностью ограждения. После выхода на поворот контакты все еще сохраняются, и правое колесо второй колесной пары первой тележки начинает касаться ограждения. Однако его контактные силы намного меньше, около 10 кН в поперечном направлении и 3 кН в продольном направлении (фактически эта сила является силой трения с учетом коэффициента трения 0.3). Большие контактные силы возникают между правым фланцем колеса на первой колесной паре первой тележки, приблизительно 80 кН в поперечном направлении, и изменяются с периодическими колебаниями.

Рисунок 11 . Контактные силы между задней частью фланца колеса и ограждением.

Смягчение схода с рельсов при опрокидывании поезда из-за превышения скорости на резко криволинейных путях происходит за счет контакта задней поверхности обода правого колеса с верхней поверхностью ограждения, противодействия центробежной силе поезда при повороте и ограничения правого дальнейший подъем и вращение колеса.Причина, по которой правое колесо периодически поднимается и возвращается назад, может быть из-за сухого трения. Эта проблема заслуживает дальнейшего изучения.

Заключительное слово

Предотвращение крушения пассажирского поезда из-за крутого поворота и превышения скорости было исследовано и смоделировано с помощью программного пакета GENSYS — профессионального программного обеспечения для динамики движения нескольких тел. Необходимо, чтобы результаты моделирования были проверены с использованием данных полевых / лабораторных испытаний. К сожалению, проведение такого полевого / лабораторного эксперимента может оказаться непрактичным.Тем не менее, подробное описание моделирования легкового автомобиля было представлено, а подробные характеристики сцепления, основанные на реальных продуктах, применяются в этой статье. Об аварии следует еще раз упомянуть во втором примере схода поезда с рельсов из-за опрокидывания рельсового транспортного средства ² в Новом Южном Уэльсе, Австралия. Сошедшие с рельсов транспортные средства, а также состояние пути очень похожи на те, которые использовались в имитационной модели, а скорость схода с рельсов 117 км / ч достаточно близка к смоделированной скорости в 119 км / ч.

Основная цель данной статьи — продемонстрировать возможность использования перил для предотвращения схода с рельсов из-за опрокидывания рельсового транспортного средства. Согласно результатам моделирования, сход с рельсов при опрокидывании поезда можно предотвратить при немного более высокой скорости движения, чем критическая скорость против опрокидывания поезда. Но это не может быть предотвращено при более высокой скорости движения из-за недостаточной силы трения или отсутствия контакта между задней частью фланца колеса и поверхностью ограждения. Таким образом, необходимо дополнительное моделирование, чтобы рассмотреть эффективность предотвращения схода с рельсов с помощью этого типа ограждения для более высокой скорости движения.

Основные параметры установки ограждения (например, боковой зазор между задней частью обода колеса и ограждением, а также высота ограждения над направляющей) очень важны. Если бы это поперечное расстояние было небольшим, интенсивные удары произошли бы между задней частью обода колеса и ограждением, а также между протектором колеса и ходовым рельсом. В противном случае контакт между задней частью обода колеса и ограждением будет утрачен, и сход с рельсов все равно произойдет. В результате необходимо дальнейшее исследование для анализа влияния бокового зазора, высоты ограждения и опорной жесткости ограждения на сход с рельсов и интенсивные удары посредством моделирования.

Авторские взносы

Автор подтверждает, что является единственным соавтором данной работы, и одобрил ее к публикации.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Автор благодарит своих коллег из Центра железнодорожного машиностроения, CQUniversity, а также поддержку со стороны Государственной лаборатории тягового усилия Юго-западного университета Цзяотун в открытых проектах: TPL1504, Исследование динамики большегрузных поездов и сцепных устройств.Автор также признает использование программного обеспечения GENSYS, разработанного DEsolver.

Сноски

Список литературы

Браби, Д., и Андерссон, Э. (2009). О минимизации рисков и последствий схода с рельсов для пассажирских поездов, движущихся с большей скоростью, Proc. IMechE F J. Rail Rapid Transit 223, 543–566. DOI: 10.1243 / 09544097JRRT271

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клементсон, Дж., И Эванс, Дж. (2002). Использование динамического моделирования при расследовании происшествий со сходом с рельсов. Vehicle Syst. Дин. 37, 338–349. DOI: 10.1080 / 00423114.2002.11666244

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ивницки, С. (2016). Справочник по динамике железнодорожного подвижного состава . Бока-Ратон, Флорида: Группа Тейлор и Фрэнсис.

Линг, Л., Дхансекар, М., Тамбиратнам, Д. П., и Сан, Ю. К. (2016). Сведение к минимуму возможности схода с рельсов при боковом ударе на железнодорожных переездах через ограждения. внутр. J. Mech. Sci. 113, 49–60. DOI: 10.1016 / j.ijmecsci.2016.04.011

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мао Дж., Сян Дж. И Гун К. (2013). «Механизм и применение нового ограждения для повышения устойчивости криволинейных рельсов малого радиуса с непрерывно сваренными рельсами», на Четвертой Международной конференции по цифровому производству и автоматизации (Циндао).

Мацумото А., Мичицудзи Ю. и Тобита Ю. (2016). Анализ сходов с рельсов при опрокидывании поезда из-за чрезмерной скорости поворота. внутр.J. Railway Technol. 5, 27–45. DOI: 10.4203 / ijrt.5.2.2

CrossRef Полный текст

Помбо, Дж. К., и Амброзио, Дж. А. К. (2008). Применение модели контакта колеса с рельсом к динамике железных дорог на криволинейных путях малого радиуса. Multibody Syst. Дин. 19, 91–114. DOI: 10.1007 / s11044-007-9094-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рен, З., Сан, С., Чжай, В. (2005). Исследование боковых динамических характеристик системы «автомобиль / стрелочный перевод». Vehicle Syst.Дин. 43, 285–303. DOI: 10.1080 / 00423110500083262

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сато, Ю., Мацумото, А., Оно, Х., Ока, Ю., и Огава, Х. (2008). Анализ контакта колес с рельсами трамвайных путей и легковых автомобилей на случай схода с рельсов. Одежда 265, 1460–1464. DOI: 10.1016 / j.wear.2007.12.019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шупп Г., Вайдеманн К. и Мауэр Л. (2004). Моделирование контакта колеса и рельса в моделировании многотельной системы. Vehicle Syst. Дин. 41, 349–364. DOI: 10.1080 / 00423110412331300326

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шу, X., и Уилсон, Н. (2007). Дайджест результатов исследований 82 — Использование ограждений / балок / ограничивающих поручней. Программа совместных исследований транзита. Hapeville, GA: Транспортный исследовательский совет.

Сан, Ю. К., Коул, К., Дханасекар, М., и Тамбириратнам, Д. П. (2012). Моделирование и анализ зоны столкновения типичного австралийского пассажирского поезда. Vehicle Syst. Дин. 50, 1137–1155. DOI: 10.1080 / 00423114.2012.656658

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Sun, Y.Q., Spiryagin, M., and Cole, C. (2017a). Моделирование ударопрочности железнодорожных пассажирских транспортных средств с использованием методов многотельной динамики. J. Comput. Нелинейный Dynam . 12: 041015. DOI: 10.1115 / 1.4035470

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сан, Ю. К., Спирягин, М., Коул, К., и Нильсен, Д. (2017b). Исследование износа колеса и рельса на петлевом пути для аэростата большой протяженности путем моделирования динамики низкоскоростного вагона. Транспорт DOI: 10.3846 / 16484142.2017.1355843

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сан, И. К., Зонг, Н., Дханасекар, Н. М., и Коул, К. К. (2013). «Динамический анализ стыка транспортных средств с рельсами при столкновении поездов с использованием динамики нескольких тел», Труды 23-го симпозиума IAVSD , 19–23 августа 2013 г. (Циндао).

Google Scholar

Wilson, N., Fries, R., Witte, M., Haigermoser, A., Wrang, M., Evans, J., et al. (2011).Оценка безопасности от схода с рельсов с использованием моделирования и приемочных испытаний транспортных средств: всемирное сравнение современных методов оценки. Vehicle Syst. Дин. 49, 1113–1157. DOI: 10.1080 / 00423114.2011.586706

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Приложение

ТАБЛИЦА A1 . Основные параметры легкового автомобиля.

Сопротивление качению

Сила, которая сопротивляется движению тела, катящегося по поверхности, называется сопротивлением качению или трением качения .

Сопротивление качению может быть выражено общим уравнением

F _r = c W (1)

, где

F _r = сопротивление качению или трение качения (Н , фунт _f )

c = коэффициент сопротивления качению — безразмерный (коэффициент трения качения — CRF)

W = ma _г

= нормальная сила — или вес — тела ( Н, фунт _f )

m = масса тела (кг, фунт)

a _g = ускорение свободного падения ( 9.81 м / с ² , 32,174 фут / с ² )

Обратите внимание, что коэффициент сопротивления качению — c — зависит от различных переменных, таких как конструкция колеса, поверхность качения, размеры колеса и многое другое.

Сопротивление качению можно также выразить как

F _r = c _l W / r (2)

где

c _l = коэффициент сопротивления качению — размерная длина ( коэффициент трения качения) (мм, дюйм)

r = радиус колеса (мм, дюйм)

Коэффициенты трения качения

Некоторые типичные коэффициенты качения:

Коэффициенты качения Легковые автомобили

Коэффициенты качения для воздухонаполненных шины на сухих дорогах можно оценить

c = 0,005 + (1 / p) (0,01 + 0,0095 (v / 100) ² ) (3)

где

c = коэффициент качения

p = давление в шинах (бар)

v = скорость (км / ч)

Пример — давление в колесе и коэффициент сопротивления качению

Стандартное давление в колесе в Tesla Model 3 составляет 2.9 бар (42 фунта на кв. Дюйм) . Коэффициент трения качения при 90 км / ч (56 миль / ч) можно рассчитать из (3) как

c = 0,005 + (1 / (2,9 бар)) (0,01 + 0,0095 ((90 км / ч) / 100) ² )

= 0,011

Повышение давления до 3,5 бар снижает коэффициент сопротивления качению до

c = 0,005 + (1 / (3,5 бар)) (0,01 + 0,0095 ((90 км / ч) / 100) ² )

= 0,010

— или

((0.011 — 0,10) / 0,011) 100% = 9%

• 1 бар = 10 ⁵ Па = 14,5 фунтов на кв. Дюйм
• 1 км / ч = 0,6214 миль / ч

Пример — Сопротивление качению автомобиля по асфальту

Сопротивление качению всех четырех колес автомобиля общей массой 1500 кг по асфальту с коэффициентом трения качения 0,03 можно оценить с помощью общего уравнения 1 как

F _r = 0.03 (1500 кг) (9,81 м / с ² )

= 441 Н

= 0,44 кН

Сопротивление качению для одного колеса можно рассчитать как

F _r = 0,03 (1500 кг / 4) (9,81 м / с ² )

= 110 Н

= 0,11 кН

Экономия энергии автомобиля за счет оптимизации скоростного секционирования | Обзор европейских транспортных исследований

Этот раздел направлен на оценку потерь энергии при ранее обнаруженных критических секциях скорости в боснийском эксперименте.Чтобы представить энергетическое воздействие исходного и модифицированного скоростных секций, мы решили запустить моделирование транспортного потока с реальными данными о местном движении, реальной геометрией дороги и с реалистичными моделями транспортных средств и водителей.

Synchro Trafficware составляет основу моделирования. Он основан на методологии HCM2010 [22] и имеет около сотни параметров, которые учитывают наши экспериментальные условия по геометрии дороги, структуре движения (транспортных средств) и поведению водителей.Эта структура моделирования разработана так, чтобы быть достаточно гибкой, чтобы мы могли правильно откалибровать сеть и разнообразие транспортных средств / водителей, чтобы они соответствовали местным условиям реального мира на достаточно точном уровне.

Моделирование водителей

Моделирование условий движения определенно не является точной наукой. Эксперименты показали, что модификации с разделением скорости могут снизить потребление энергии водителями, которые следуют строгой стратегии экологичного вождения: ехать на ограниченной скорости, снижать скорость, как только обнаруживается ограничение скорости, тормозить только при превышении ограниченной скорости.

В реальном мире поведение при вождении варьируется очень сложным образом, и оценка потерь энергии при секционировании скорости должна охватывать это разнообразие. Однако в дальнейшем будут рассматриваться только 4 типа драйверов из-за возможности сложности моделирования и отсутствия информации о поведении водителей в рассматриваемом трафике:

• Тип 1 (агрессивный), где замедление варьируется от 1,4 до 3,0 м / с ² ,

• Тип 2 (защитный e.g-пожилые водители), где замедление варьируется от 0,7 до 1,0 м / с ² ,

• Тип 3 (эко-драйверы), где замедление варьируется от 0,3 до 0,4 м / с ² следующих исследование [23],

• Тип 4 (комбинация всех типов (30% типа 1, 40% типа 2, 30% типа 3)) в соответствии с их дальностью маневра.

На рисунке 4 показано поведение двух типов неэкологичных водителей по сравнению с траекторией идеализированного экологичного водителя при приближении к скоростному секционированию. { o}} \), чем у V ₁ регулируемой скорости и с большей задержкой реакции.Замедление по-прежнему важно, потому что он / она хочет соблюдать ограничение скорости, несмотря на более длительную задержку реакции. Эта серая кривая в основном характерна для старых драйверов. В этом случае коэффициент скорости ниже 1.

Голубая кривая представляет идеализированного эко-водителя (тип 3), который отпустит педаль газа, как только увидит знак ограничения скорости. Его замедление — наименьшее из типов драйверов. Скорость эко-водителя соответствует нормативной скорости.Наконец, для этого случая коэффициент скорости строго равен 1.

Когда водитель обнаруживает изменение в разделении скорости, ситуация представляет собой «событие анализа / действия» со следующими параметрами:

• входные параметры: начальная скорость, местный уклон и поворот, видимость,

• параметры действия: определение знака скорости, начальное положение замедления, выбор продолжительности и интенсивности торможения,

• параметров последствий: быть на проектных скорость до достижения знака скорости или нет, необходимость торможения или нет.

Среда моделирования моделирует водителя с пропорциональным законом скорости, то есть крейсерская скорость водителя пропорциональна нормативной скорости. Поэтому для моделирования параметров комплексно определенного «события анализа / действия» было выбрано компенсировать сдвиги в положениях замедления с помощью параметра коэффициента скорости.

Статистически коэффициент скорости может использоваться моделями трафика для компенсации точной реальной изменчивости в поведении вождения, вариаций начальной скорости и показателей замедления, компенсируя вариации в мгновенном решении о замедлении и торможении.

Наконец, типы водителей будут связаны с несколькими типами транспортных средств в симуляциях без конкретной связи между типами водителей и транспортных средств.

Моделирование скоростного секционирования

Для оценки оптимизации скоростного секционирования в рамках моделирования учитываются три следующих сценария:

• Сценарий 1: в моделировании точка изменения скоростного сечения находится точно в том же месте, что и в экспериментальной ситуации,

• Сценарий 2: точка изменения скоростного сечения имплантирована в моделирование в оптимизированном расположении выше по потоку для эко-вождения,

• Сценарий 3: предварительное предупреждение моделируется путем добавления промежуточного снижения скорости вверх по течению на смоделированном участке дороги (с 80 км / ч до 60 км / ч, затем до 40 км / ч), тем самым улучшая экологичность -возможность вождения для большинства типов водителей.

Входные данные модели: данные о дорогах и транспортном потоке

Моделирование выполняется с потоком различных транспортных средств и основано на эксперименте, проведенном в Боснии и Герцеговине. Рассматриваемая экспериментальная дорога является двунаправленной, с очень небольшим количеством пересечений с местными грунтовыми дорогами, которые будут игнорироваться.

Анализируемая траектория такая же, как и в экспериментальной части (Kobiljaca / R442 / M-5). Соответствующие данные о дорожном движении были предоставлены службой дорожного обследования Федерации Боснии и Герцеговины.Среднегодовая посещаемость этого участка дороги (AADT) составляет 12 452 автомобиля. Данные предоставлены с помощью счетчиков STERELA и QLD-6CX i QLTC 10 (отмечены желтым и фиолетовым треугольниками на карте, рис. 5).

Карта сети магистральных дорог ФБР со специальной ссылкой на счетчики 523 и 585

Настройка имитации транспортного потока

OpenStreetMap используется для оценки смоделированной дорожной среды, обогащенной боснийским Случайные экспериментальные данные (рис.6). Протяженность маршрута 1189 метров, скоростная секция определяется расстановкой дорожных знаков. Таким образом, каждый моделируемый сегмент имеет собственное ограничение скорости относительно экспериментальных данных. Таким образом, ограничения скорости, используемые в имитационной модели, такие же, как и в реальных боснийских экспериментах.

Калибровка дороги на платформе транспортного средства

Ежедневное распределение трафика, использованное для моделирования, приведено в таблице 1 в соответствии со следующими классами транспортных средств: A1-мотоцикл; А2-личный автомобиль; А3-личный вагон с прицепом; A4-фургон с прицепом или без него; Б1-малолитражка; B2-средний грузовик; В3-тяжеловесный грузовой автомобиль; В4-большегрузный автомобиль с прицепом; C1-Автобус.Существенно преобладает класс личных автомобилей (А2).

Значения коэффициента скорости и скорости замедления фиксированы для четырех моделируемых типов водителей (Таблица 2).

Как указывалось ранее, фактор скорости направлен на учет достаточного разнообразия поведения при вождении с учетом выигрыша в оценке оптимизации секционирования скорости.Это позволяет соответствующему драйверу адаптироваться к текущей скорости соединения с помощью этого коэффициента, который имеет диапазон изменения от 0,70 до 1,35. Он напрямую меняет расчетную скорость дороги.

Рабочие условия моделирования

Моделирование микродорожного движения было запущено с комбинациями измеренного трафика, смоделированных водителей и измеренной дорожной инфраструктуры. Водители осознают геометрию дороги и ограничения скорости, а затем управляют транспортными средствами.

Динамика транспортных средств зависит от команд водителей, включая индивидуальные факторы скорости и замедления, уклон дороги и повороты, и, конечно же, от конкретных характеристик транспортного средства.Более того, каждое транспортное средство взаимодействует с другими в условиях несвободного потока. В качестве примера на рис.7 показано взаимодействие между разными парами транспортных средств и водителей.

Пример маршрутов, по которым следуют различные типы транспортных средств

В общем случае ограниченного движения моделирование транспортного потока основывается на следующем общем уравнении потока:

$$ q (k) = k \ times v (k) $$

(6)

Где: q — расход (транспортных средств / час), v — скорость (км / час), k — плотность (транспортных средств / километр).

Моделирование соответствует уравнениям и правилам HCM2010 [22].

Однако в неблагоприятной ситуации с неправильно установленными знаками скорости или правилами имитация дорожного движения может указать на заторы, как это можно увидеть на Рис. 8, где прослеживаются средние скорости.

Сегмент нашего маршрута и репрезентативные средние скорости

В следующем разделе моделирование поможет количественно оценить влияние изменений скоростного участка на плавность движения и расход топлива.В рамках каждого шага моделирования определяется расход топлива для перемещений автопарка (легковой, грузовой или автобусный) на всей расчетной площади (длиной один километр). В рамках сохраненного моделирования топливные модели выводятся как из эмпирических исследований, так и из теоретических уравнений. Окончательная форма модели потребления, используемой в данной работе, имеет следующий вид:

$$ F_ {i} = K_ {i1} \ times TT_ {i} + K_ {i2} \ times TDi \ times K_ {i3} \ times TSi $$

(7)

где:

• F _i = расход топлива на линии i , в литрах в час;

• T T _i = общий пробег в транспортно-километрах в час;

• T D _i = общая задержка автомобилей в часах в час;

• T S _i = общее количество остановок в полуколебаниях в час; и

• K _ij = коэффициенты модели, которые являются функциями крейсерской скорости ( V _i ) на каждом звене i .{2} $$

  (8)

  , где A _jk — коэффициенты регрессии.

  Выражение расхода топлива дано здесь в общем виде, однако на практике оно учитывает каждое транспортное средство, характеризующееся его классом, динамикой и соответствующим поведением водителя.

  Как работают поезда | HowStuffWorks

  Поезда преодолевают короткие расстояния или целые континенты и служат основным средством передвижения по всему миру.Также называемые железными дорогами или железными дорогами, поезда перевозят в своих автомобилях пассажиров или грузы, такие как сырье, материалы или готовую продукцию, а иногда и то и другое.

  Назад, до безумных идей таких людей, как братья Райт, Генри Форд и Готлиб Даймлер, у вас были ограниченные возможности для путешествий по городу и деревне. Мощеные дороги не всегда пересекали сельскую местность. Даже при наличии дорог конные повозки по-прежнему с трудом перемещали людей и товары, особенно в плохую погоду.Еще в 1550 году прагматичные немцы построили и использовали деревянные железнодорожные системы, рассуждая о том, что конные повозки и повозки могут легче и быстрее перемещаться по деревянным рельсам, чем по грунтовым дорогам. К концу 1700-х годов железные колеса и рельсы имели односкатные деревянные.

  Но только в 1797 году в Англии был изобретен паровоз, железная дорога в том виде, в каком мы ее знаем, начала формироваться. Stockton & Darlington Railroad Company в Англии стала первой государственной железной дорогой, которая перевозила пассажиров и грузы.Паровозы перевезли шесть угольных вагонов и до 450 пассажиров на расстояние 9 миль (14 километров) менее чем за час. Лошади просто не могли этого превзойти.

  За океаном компания B&O Railroad Company зарекомендовала себя как первая железнодорожная компания США в 1827 году. К 1860 году железнодорожные рабочие США проложили более 30 000 миль (48 280 километров) путей, что больше, чем во всем мире [источник: AAR ]. Железные дороги служили основным средством передвижения и позволяли дешево и легко доставлять припасы и товары даже для союзных и конфедеративных армий во время Гражданской войны.

  После Гражданской войны сеть железных дорог США снова расширилась, и в 1869 году была построена первая трансконтинентальная железная дорога в стране. Вдоль железнодорожных линий выросли города, и железная дорога ускорила расширение на запад. К началу 20 века на железных дорогах США протяженность путей составляла 254 000 миль (408 773 км). Тепловозы заменили паровые.

  Но к середине 20 века железные дороги США пришли в упадок. Развитая система автомагистралей между штатами и обширные федеральные правила сказались на поездах.Однако в условиях продолжающегося энергетического кризиса поезда, работающие на дизельном, а иногда и на биодизельном топливе, могут вернуть себе былую популярность среди пассажиров по мере продвижения в 21-м веке.

  Не сходите с рельсов. Не упустите возможность поговорить о железнодорожных технологиях, о том, как поезда перемещают людей и грузы, и о том, что ждет железнодорожные перевозки в будущем.