极端天气技术研究：局部强风引发车辆倾覆的运行安全性评价方法

局部强风，特别是在高层建筑周围的“建筑风”，被认为可能对附近运行的列车造成安全威胁，尤其是车辆倾覆的风险。当前，针对此类情况的评估方法尚未完全建立，因此需要研究和提出解决方案。本报告基于风洞研究，探讨了一种运行安全评估方法，重点关注车辆倾覆风险，并分析其应用场景。

方法与数据收集

研究首先通过风洞试验（图1）和数值流体分析（图2）进行，模拟两座相邻建筑引起的强风。  

• 风洞试验：模拟实际环境，测量风速分布和空气动力特性。  

• 数值流体分析：通过计算流体动力学（CFD）技术，分析两座建筑物产生的尾流风速分布（风速增加率）。

结果显示，分析能够准确再现风速分布，并明确了影响的大小和范围（图3）。  

接下来，开发了一种车辆行为分析方法，考虑了从风速分布估计的空气动力作用在运行车辆上的条件。研究发现，车辆从建筑物背风区进入强风区时，车轮载荷会减少（图4）。  

图1（模拟建筑的风洞试验）

图2（数字流体分析条件及分析结果）

图3（风速增加率评估结果示例）

图4（基于车辆行为分析车轮载荷变化示例）

关键发现与参数研究

通过参数研究，发现车辆在突然强风下的车轮载荷更容易减少。特别是当车辆以高速运行且空气动力升力时间小于约2秒时，车轮载荷减少的比例倾向于增加。这表明，风力突然增强对高速运行的列车安全构成更高风险。  

应用与对策

此方法可用于评估运行安全，并考虑在预期有局部强风的区域采取有效对策。例如：  

• 速度控制：降低列车在强风区域的运行速度，减少倾覆风险。  

• 安装防风栅栏：在高层建筑周围、隧道出口等区域设置防风设施，减弱风力影响。

研究特别指出，此方法适用于多种场景，如高层建筑周围、隧道出口和防风栅栏末端，这些区域通常是局部强风的高发地带。  

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