一种轨道车辆碰撞试验系统及其壁障车的制作方法

本申请涉及轨道车辆技术领域，具体地，涉及一种轨道车辆碰撞试验系统及其壁障车。

背景技术：

随着我国高速铁路运行速度的逐渐提升以及高铁路网的快速发展，轨道车辆的被动安全性成为行业内日益关注的关键技术。为了对轨道车辆的碰撞试验进行研究，现有轨道车辆的碰撞试验系统一般借鉴碰撞试验研究比较成熟的汽车碰撞试验，即，在开展轨道车辆碰撞试验时，在轨道线路末端建设钢筋混凝土建筑物作为固定壁障，采用真实的牵引机车作为动力源，推动测试车辆实现加速，然后撞击建设在线路末端的固定壁障完成碰撞试验。

但是，轨道车辆通常是几节，甚至是十几节车辆编组而成，就动车组而言单节车辆重量为60吨，并且至少八辆编组，因此，轨道车辆具有体积大、自身重量大的特点，轨道车辆在碰撞过程中瞬时冲击载荷非常大，作为轨道车辆碰撞试验用的固定壁障需要承受巨大的冲击载荷，因此，需要建设一个占地面积大且带有地基结构的钢筋混凝土建筑物作为固定壁障，建筑成本往往需要花费几千万元甚至上亿元，并且建设钢筋混凝土建筑物需要一个固定场地，导致建设成本较高且建设固定壁障的场地不能再做它用。

发明人发现，现有作为固定壁障的钢筋混凝土建筑物具有占地面积大和建设成本高的问题。

技术实现要素：

本申请实施例中提供了一种轨道车辆碰撞试验系统及其壁障车，该壁障车能够沿轨道移动且能够代替固定壁障，无需在轨道末端建设钢筋混凝土建筑物，因此，采用该壁障车能够解决现有钢筋混凝土建筑物具有占地面积大和建设成本高的问题。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种壁障车，该壁障车用于轨道车辆的碰撞试验，所述壁障车包括：

车体，所述车体的一端设置有用于进行碰撞试验的第一端墙；

第一走行部，所述第一走行部固定连接于所述车体底部且能够沿轨道运动；

以及第一制动系统，所述第一制动系统用于对所述第一走行部进行制动。

优选地，所述壁障车还包括设置于所述车体的质量重心调节机构，所述质量重心调节机构用于调节所述壁障车的重量和重心高度。

优选地，所述质量重心调节机构包括可调节地安装于所述车体的第一框架以及安装于所述第一框架的第一配重块。

优选地，所述车体还设置有与所述第一端墙相对设置的第二端墙、固定连接于所述第一端墙与所述第二端墙之间的第一侧墙、以及固定连接于所述第一端墙与所述第二端墙之间的第二侧墙；

所述第二侧墙与所述第一侧墙平行且相对设置，并在所述第一侧墙和所述第二侧墙之间形成用于安装所述第一框架的容置空间；

所述第一框架安装于所述第一侧墙和所述第二侧墙。

优选地，所述第一侧墙包括多个沿水平方向间隔设置的第一立柱、以及多个沿竖直方向间隔排列且与所述第一立柱均固定连接的第一横梁，所述第一横梁的一端连接所述第一端墙、且另一端连接所述第二端墙；

所述第二侧墙包括与所述第一立柱一一相对的第二立柱、以及与所述第一横梁一一相对且与所述第二立柱均固定连接的第二横梁，所述第二横梁的一端连接所述第一端墙、且另一端连接所述第二端墙；

所述第一框架的一端安装于所述第一横梁、且另一端安装于所述第二横梁。

优选地，所述第一横梁在朝向所述第二横梁的一侧表面设置有沿竖直方向排列的多个第一安装孔；

所述第二横梁在朝向所述第一横梁的一侧表面设置有沿竖直方向排列的多个第二安装孔；

所述第一框架在朝向所述第一横梁的一侧表面设置有与多个所述第一安装孔相对应的多个第三安装孔、且在朝向所述第二横梁的另一侧表面设置有与多个所述第二安装孔相对应的多个第四安装孔；

所述第一框架通过穿设于相对应的第一安装孔和第三安装孔的第一紧固件固定连接于所述第一横梁，并通过穿设于相对应的第二安装孔和第四安装孔中的第二紧固件固定连接于所述第二横梁。

优选地，所述第一配重块为钢板、钢块或铅块，且所述第一配重块上设置有第一固定通孔；

所述第一框架上设置有与所述第一固定通孔相对应的第一固定孔；

所述第一配重块通过穿设于所述第一固定通孔和所述第一固定孔的第三紧固件固定连接于所述第一框架。

优选地，所述车体还设置有固定连接于所述第一端墙和所述车体之间的多个第一加强件、以及固定连接于所述第二端墙和所述车体之间的多个第二加强件；

多个所述第一加强件用于增强所述第一端墙的强度；多个所述第二加强件用于增强所述第二端墙的强度。

优选地，所述车体在与所述第一端墙相对的另一端设置有第一连接结构；所述第一端墙在背离所述第二端墙的一侧表面设置有第一通孔、第一螺纹孔和第一t形槽中的至少一种。

优选地，所述第一连接结构为所述第二端墙在背离所述第一端墙的一侧表面设置的车钩、第二通孔、第二螺纹孔和第二t形槽中的至少一种。

优选地，所述车体上设置有用于控制所述第一制动系统动作的第一制动触发装置；所述车体在与所述第一端墙相对的另一端设置有第一连接结构。

优选地，所述第一制动触发装置为行程开关、突出于所述车体的拨杆或突出于所述车体的手柄。

优选地，所述第一走行部为转向架。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种轨道车辆碰撞试验系统，该轨道车辆碰撞试验系统包括如上述技术方案提供的任意一种壁障车。

本申请实施例提供了一种轨道车辆碰撞试验系统及其壁障车，在轨道车辆的碰撞试验过程中，能够采用该壁障车代替现有技术中用作固定壁障的钢筋混凝土建筑物，并且该壁障车的制造成本低，降低了碰撞试验系统的研建成本；同时，由于该壁障车设置有第一走行部，通过第一走行部能够使壁障车沿轨道进行移动，因此，在碰撞试验之前可以通过外接动力源将壁障车移动到试验位置，并在碰撞试验完成后还可以从试验位置移开，因此，无需占用土地面积且试验场地在壁障车移走后还可以继续重复使用。

综上所述，采用该壁障车能够解决现有钢筋混凝土建筑物具有占地面积大和建设成本高的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1a为本申请实施例提供的一种轨道车辆碰撞试验系统的结构示意图；

图1b为图1a中轨道车辆碰撞试验系统的俯视图；

图2为图1a中轨道车辆碰撞试验系统中试验台车与壁障车相撞时的示意图；

图3为图1a中轨道车辆碰撞试验系统的壁障车的一种结构示意图；

图4为图3中壁障车的a向结构示意图；

图5为图3中壁障车的第一端墙的b向结构示意图；

图6为图3中壁障车的第二端墙的c向结构示意图；

图7为图3中壁障车的第一端墙的d部分的局部放大图；

图8为图3中壁障车之间的连接结构示意图；

图9为图1a中轨道车辆碰撞试验系统的试验台车的一种结构示意图；

图10为图9中试验台车的e向结构示意图；

图11为在图9中试验台车上安装有试验件的结构示意图；

图12为图11中安装有试验件的试验台车的f部分的局部放大图；

图13为本发明实施例提供的一种轨道车辆碰撞试验方法的流程图。

附图标记：

1-碰撞试验系统；

2-轨道；

3-壁障车；31-车体；32-第一连接结构；33-第一走行部；34-第一制动系统；35-质量重心调节机构；36-螺栓；37-螺母；311-第一端墙；312-第二端墙；313-第一侧墙；314-第二侧墙；315-第一加强件；316-第二加强件；341-第一制动装置；342-第一制动缸；343-第一制动触发装置；351-第一框架；352-第一配重块；353-连接板；354-第三紧固件；3111-第一t形槽；3112-第一横向t形槽；3113-第一纵向t形槽；3121-第二通孔；3131-第一立柱；3132-第一横梁；3141-第二立柱；3142-第二横梁；

4-试验台车；41-底架；42-第二走行部；43-第二制动系统；44-质量调节机构；45-限位结构；46-安装座；47-第二连接结构；411-碰撞端墙；412-加强结构；431-第二制动装置；432-第二制动缸；433-第二制动触发装置；441第二配重块；442-固定件；451-限位柱；452-限位板；4521-第一支撑件；4522-第二支撑件；461-安装平面；462-第三加强件；4111第三t形槽；

5-动力源设备；

6-测试及数据采集设备；61-地面测试及数据采集设备；62-第一车载测试及数据采集设备；63-第二车载测试及数据采集设备；

7-同步触发装置；

8-试验件；81-试验件固定孔。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

上述轨道车辆可以为轨道客车、轨道货车、城轨列车、机车、有轨电车、动车组、高速铁路车辆等任何沿固定轨道行驶的车辆。轨道车辆的碰撞试验可以为两辆同类型的轨道车辆之间的碰撞试验、两辆不同类型的轨道车辆之间的碰撞试验，还可以对轨道车辆的各个零部件进行碰撞试验。

实施例一

本申请实施例提供了一种轨道车辆碰撞试验系统1，如图1a、图1b和图2结构所示，该碰撞试验系统1包括：

轨道2；该轨道2可以采用现有轨道车辆运行用的如单轨铁路、双轨铁路等任意轨道2，也可以采用专门为进行轨道车辆碰撞试验建设的铁路轨道：轨道；为了能够降低试验成本，可以采用现有的铁路轨道；

壁障车3，壁障车3能够沿轨道2运动；如图1a和图1b结构所示，壁障车3可以静止地停放于轨道2上，也可以沿轨道2运动；壁障车3可以通过改变壁障车3的质量来满足试验指标要求；壁障车3可以用作碰撞试验系统1中的刚性墙，也可以用作运动的轨道车辆；

试验台车4，试验台车4能够沿轨道2运动、且沿轨道2与壁障车3相对设置；如图1a和图1b结构所示，试验台车4能够沿轨道2运动，并且与壁障车3相对设置；试验台车4可以通过改变自身的质量来满足试验指标要求；

以及动力源设备5，动力源设备5与试验台车4和/或壁障车3之间可脱离地连接，用于驱动与其相连接的试验台车4和/或壁障车3运动，以使壁障车3和试验台车4以预定速度进行碰撞。动力源设备5可以为一个，当设置有一个动力源设备5时，动力源设备5与试验台车4连接，也可以与壁障车3连接，用于驱动与其相连接的试验台车4或壁障车3达到碰撞试验要求的预定速度后，可通过动力源设备5的制动系统减慢运行速度，与试验台车4或壁障车3自动脱离，以使试验台车4独立运行，并以预定速度与壁障车3在轨道2上进行碰撞，或使壁障车3独立运行，并以预定速度与试验台车4在轨道2上进行碰撞；动力源设备5还可以为两个，当设置有两个动力源设备5时，其中一个动力源设备5与试验台车4连接，另一个动力源设备5与壁障车3连接，通过两个动力源设备5分别对壁障车3和试验台车4进行驱动，使壁障车3和试验台车4分别达到碰撞试验要求的预定速度后，可通过动力源设备5的制动系统减慢运行速度，与试验台车4或壁障车3自动脱离使壁障车3和试验台车4独立运行，并在轨道2上以预定的速度发生相对碰撞。

采用本申请实施例中提供的轨道车辆碰撞试验系统1，由于该碰撞试验系统1中的壁障车3和试验台车4能够在轨道2上相对运动，并通过动力源设备5驱动试验台车4和/或壁障车3运动即可完成轨道车辆的碰撞试验，因此，该碰撞试验系统1能够采用壁障车3代替固定壁障，无需在轨道2末端建设作为固定壁障的钢筋混凝土建筑物，不需要占用单独场地且能够降低建设成本，并能够通过动力源设备5的驱动在现有轨道2上完成壁障车3和试验台车4的各种碰撞试验，在壁障车3的质量和试验台车4的质量相等且均较大时，如，将壁障车3的质量和试验台车4的质量分别设置为60吨时，即可模拟同等重量的轨道车辆之间碰撞的真实情况，能够真实地反映轨道车辆碰撞的实际情况，因此，采用上述轨道车辆碰撞试验系统1能够解决现有碰撞试验系统1的固定壁障占地面积大、建设成本高且不能真实反映轨道车辆之间碰撞的实际情况的问题。

在上述轨道车辆碰撞试验系统1中，壁障车3可以采用以下实施方式：

如图3和图4结构所示，用于轨道车辆碰撞试验系统1中的壁障车3可以包括车体31、第一走行部33以及第一制动系统34；

车体31，车体31朝向试验台车4的一端设置有用于进行碰撞试验的第一端墙311、且在背离试验台车4的另一端设置有第一连接结构32；如图3和图4结构所示，车体31在朝向试验台车4的一端设置有用于进行碰撞试验的第一端墙311，即，第一端墙311可以用作轨道车辆之间碰撞试验时的撞击面；同时，在车体31背离试验台车4的另一端设置有第二端墙312，第二端墙312也可以用作碰撞试验中的撞击面，还可以设置有用于连接动力源设备5的第一连接结构32，第一连接结构32可以为车钩，也可以为在设置有车钩的同时还设置有第二通孔3121、第二螺纹孔和第二t形槽中的一种或组合；通过第一连接结构32可以与机车等动力源设备5进行连接，通过动力源设备5可以驱动壁障车3沿轨道移动；如图8结构所示，也可以通过第一连接结构32将两个或多个壁障车3连接在一起；

第一走行部33，第一走行部33固定连接于车体31底部且能够沿轨道2运动；第一走行部33固定连接于车体31底部且能够沿轨道2运动，用于带动车体31沿轨道2运动；如图3结构所示，第一走行部33可以为转向架，通过转向架使壁障车3能够在动力源设备5的驱动下沿轨道2移动，使壁障车3能够沿轨道2移动到试验位置，并能够在碰撞试验完毕后沿轨道2离开试验位置，被拖动到空闲位置，使轨道2在碰撞试验之外的时间能够正常使用，壁障车3无需占用固定场地；

以及第一制动系统34，第一制动系统34用于对第一走行部33进行制动。如图3结构所示，车体31的底部设置有用于使壁障车3进行制动的第一制动系统34，通过第一制动系统34能够使壁障车3准确地停止于轨道2上的指定位置，方便碰撞试验的进行；一般情况下，第一制动系统34可以包括第一制动装置341、用于驱动第一制动装置341动作的第一制动缸342，在本发明实施例中，第一制动系统34还可以包括设置于车体31的第一制动触发装置343，通过激活第一制动触发装置343而使第一制动缸342与第一制动装置341连通，通过第一制动缸342的驱动使第一制动装置341开始动作以实现对壁障车3的第一走行部33进行制动。第一制动系统34可以为气动制动系统、液压制动系统或电磁制动系统；如图3结构所示，第一制动装置341可以为安装于第一走行部33的制动夹钳；第一制动缸342可以为制动风缸或制动油缸。

上述壁障车3在车体31的一端设置有用于进行碰撞试验的第一端墙311，在轨道车辆的碰撞试验过程中，可以采用该壁障车3的第一端墙311作为撞击面，因此，该壁障车3可以代替现有技术中用作固定壁障的钢筋混凝土建筑物；上述壁障车3可以采用废旧的轨道车辆进行改装制成或新造，因此，壁障车3的制造成本低；同时，由于该壁障车3在车体31的底部安装有第一走行部33，在第一连接结构32连接的动力源设备5的驱动下能够使壁障车3沿轨道2进行移动，可以选用现有的轨道2作为壁障车3的运动轨道，因此，该壁障车3既可以替代现有技术中的固定壁障，还可以移动，能够真实地反映轨道车辆之间的碰撞情况，并且使用灵活，无需占用固定场地，在碰撞试验完成后可以从轨道2上移开，该壁障车3和轨道2均可以多次重复使用，利用率高。

因此，上述壁障车3具有制造成本低、无需占用固定场地、能够重复利用且利用率高的特点，能够解决现有钢筋混凝土建筑物具有占地面积大和建设成本高的问题。

具体地，壁障车3还包括设置于车体31的质量重心调节机构35，质量重心调节机构35用于调节壁障车3的质量和重心高度。

由于壁障车3在车体31上设置有质量重心调节机构35，能够通过质量重心调节机构35调节壁障车3的总质量和重心高度，因此，在碰撞试验之前，可以通过质量重心调节机构35调节壁障车3的总质量和重心高度，进而能够调节壁障车3与试验台车4之间的质量比，以满足轨道车辆在碰撞试验过程中固定壁障的试验指标，使碰撞试验能够真实地反映质量较大的轨道车辆在碰撞过程中的试验结果，并便于后期对于轨道车辆的设计结构的改进和安全性的改善。

更进一步地，质量重心调节机构35包括可调节地安装于车体31的第一框架351以及安装于第一框架351的第一配重块352。如图3和图4结构所示，第一框架351可以通过周向和/或底部直接安装于车体31，第一框架351可以为托盘状结构、支架、板状结构等任意结构；第一框架351也可以通过螺栓36和螺母37等紧固件安装于车体31的第一侧墙313和第二侧墙314，或者通过螺栓36和螺母37等紧固件安装于车体31的第一端墙311和第二端墙312；第一配重块352可以通过第三紧固件354固定连接于第一框架351。第一框架351在车体31上的安装位置和高度均可以调节，进而调节第一配重块352的安装位置和高度，从而实现壁障车3的总质量和重心高度的调节。上述第一配重块352可以为钢板、钢块、铅块、铁块或钢筋混凝土块等质量较大的物体。

由于壁障车3在车体31上设置有质量重心调节机构35，并且质量重心调节机构35的第一框架351可以调节地安装于车体31上，第一框架351的安装高度和位置均可以调节，进而能够通过安装于车体31的第一框架351来调节第一配重块352的安装高度和位置，因此，壁障车3的总质量和重心位置能够通过调节第一框架351的安装高度和第一配重块352的数量进行改变，以使壁障车3的总质量和重心高度满足碰撞试验的要求。

同时，通过调节第一框架351的安装高度和第一配重块352的数量还能使壁障车3满足不同碰撞试验对固定壁障的要求，使上述壁障车3能够用于不同的轨道车辆的碰撞试验中，提高壁障车3的使用范围和利用效率。

为了能够真实地反映轨道车辆的碰撞试验结果，如图3和图4结构所示，车体31还设置有与第一端墙311相对设置的第二端墙312、固定连接于第一端墙311与第二端墙312之间的第一侧墙313、以及固定连接于第一端墙311与第二端墙312之间的第二侧墙314；

第一侧墙313可以包括多个沿水平方向间隔设置的第一立柱3131、以及多个沿竖直方向间隔排列且与第一立柱3131均固定连接的第一横梁3132，第一横梁3132的一端连接第一端墙311、且另一端连接第二端墙312；如图3和图4结构所示，第一侧墙313可以包括竖直且间隔设置于车体31的四个第一立柱3131、以及沿水平方向设置于第一立柱3131的五个第一横梁3132，并且第一横梁3132的两端分别连接第一端墙311和第二端墙312；交叉设置的第一立柱3131和第一横梁3132形成第一侧墙313；

第二侧墙314包括与第一立柱3131一一对应的第二立柱3141、以及与第一横梁3132一一对应且与第二立柱3141均固定连接的第二横梁3142，第二横梁3142的一端连接第一端墙311、且另一端连接第二端墙312；如图3和图4结构所示，第二侧墙314可以包括竖直且间隔设置于车体31的四个第二立柱3141、以及沿水平方向设置于第二立柱3141的五个第二横梁3142，并且第二横梁3142的两端分别连接第一端墙311和第二端墙312；交叉设置的第二立柱3141和第二横梁3142形成第二侧墙314；

如图4结构所示，第二侧墙314与第一侧墙313平行且相对设置，并在第一侧墙313和第二侧墙314之间形成用于安装第一框架351的容置空间；

第一框架351安装于第一侧墙313和第二侧墙314；如图3和图4结构所示，在第一侧墙313和第二侧墙314之间形成有用于安装第一框架351的容置空间；第一框架351的一端安装于第一横梁3132、且另一端安装于第二横梁3142。

上述壁障车3中的第一侧墙313和第二侧墙314均通过交叉设置的立柱和横梁构成，并通过第一侧墙313和第二侧墙314对车体31两端的第一端墙311与第二端墙312进行支撑和加强，能够提高第一端墙311和第二端墙312的结构强度和刚度，并使壁障车3的结构与现实中轨道车辆的结构相同，以提高轨道车辆碰撞试验的真实性，进而能够提高试验结果的准确性和可靠性。

在上述壁障车3中，形成第一侧墙313的第一立柱3131和第一横梁3132的数量、以及形成第二侧墙314的第二立柱3141和第二横梁3142的数量均不限于图4中结构所限，在实际设计、生产、制造和使用过程中，第一立柱3131的数量可以为四个，也可以为一个、两个、三个或多个，并且第一横梁3132的数量也可以为一个、两个、三个或多个；并且第一侧墙313和第二侧墙314的具体形成结构也不限于图3中的立柱和横梁交叉的结构形式，第一侧墙313和第二侧墙314也可以由钢板、水泥板等任意结构形式的零部件构成。

当第一框架351安装于第一侧墙313和第二侧墙314时，如图3和图4结构所示，第一横梁3132可以在朝向第二横梁3142的一侧表面设置有沿竖直方向排列的多个第一安装孔；第一安装孔可以为通孔、螺纹孔等；

第二横梁3142在朝向第一横梁3132的一侧表面设置有沿竖直方向排列的多个第二安装孔；第二安装孔可以与第一安装孔一一对应；

第一框架351在朝向第一横梁3132的一侧表面设置有与多个第一安装孔相对应的多个第三安装孔、且在朝向第二横梁3142的另一侧表面设置有与多个第二安装孔相对应的多个第四安装孔；

第一框架351通过穿设于相对应的第一安装孔和第三安装孔的第一紧固件固定连接于第一横梁3132，并通过穿设于相对应的第二安装孔和第四安装孔中的第二紧固件固定连接于第二横梁3142。

由于在第一框架351、第一横梁3132和第二横梁3142上设置有对应的安装孔，因此，能够通过紧固件将第一框架351安装于第一横梁3132和第二横梁3142上，并且通过设置的多个安装孔，可以调节第一框架351在第一横梁3132和第二横梁3142上的安装位置，便于调节壁障车3的总质量和重心高度。

上述第一配重块352可以为钢板、钢块、铅块、铁块或钢筋混凝土块等质量较大的物体，且为了方便将第一配重块352固定安装到第一框架351上，如图4结构所示，第一配重块352上设置有第一固定通孔，并在第一框架351上设置有与第一固定通孔相对应的第一固定孔，第一配重块352通过穿设于第一固定通孔和第一固定孔的第三紧固件354固定连接于第一框架351。第三紧固件354可以为螺栓36、螺钉、铆钉等紧固件。

由于第一配重块352通过第三紧固件354固定连接于第一框架351，因此，第一配重块352能够方便地安装于第一框架351上或方便地从第一框架351上拆卸下来；通过第一配重块352的拆装能够方便、灵活地改变数量，进而能够方便地调节壁障车3的总质量和重心高度。

在将多个第一配重块352安装于第一框架351时，为了提高第一配重块352安装于第一框架351的稳定性和可靠性，以及保证在碰撞试验过程中的安全性，在第一配重块352之间还设置有连接板353，使至少两个第三紧固件354均穿过连接板353，通过连接板353使多个第三紧固件354形成一体结构，并将第一配重块352固定安装于第一框架351，连接板353为长条形板状结构或方形板状结构，能够提高第一配重块352的稳定性和可靠性，并能提高碰撞试验的安全性。

如图3和图4结构所示，车体31还设置有固定连接于第一端墙311和车体31之间的多个第一加强件315、以及固定连接于第二端墙312和车体31之间的多个第二加强件316；多个第一加强件315用于增强第一端墙311的强度；多个第二加强件316用于增强第二端墙312的强度。在图3和图4中，第一加强件315和第二加强件316均为支撑柱，支撑柱的一端连接端墙、且另一端连接车体31，通过支撑柱加强端墙的结构强度和刚度，使第一端墙311在碰撞过程中具有足够的强度，以此来检验被碰撞的试验台车4等轨道车辆、安装于试验台车4的试验件8或者安装于壁障车3的试验件8的碰撞性能。第一加强件315和第二加强件316不仅可以为支撑柱，也可以为板状件或块状件，只要能起到加强端墙的结构强度的目的即可。

在上述壁障车3的各种实施例的基础上，如图3结构所示，车体31上还设置有用于控制第一制动系统34动作的第一制动触发装置343。第一制动触发装置343可以为行程开关、突出于车体31的拨杆或突出于车体31的手柄。

由于在车体31上还设置有控制第一制动系统34动作的第一制动触发装置343，能够通过对第一制动触发装置343的触发启动第一制动系统34中的第一制动缸342动作，以使第一制动缸342与第一制动装置341连通，通过第一制动缸342的驱动使第一制动装置341开始动作以实现对壁障车3的第一走行部33进行制动，以对壁障车3进行制动，因此，能够在碰撞试验过程中或壁障车3运动过程中通过第一制动系统34对壁障车3进行制动，以对壁障车3的速度和位置进行控制，并可防止危险的发生，有利于提高碰撞试验的安全性。

为了扩大轨道车辆碰撞试验系统1的使用范围和使用灵活性，第一端墙311在背离第二端墙312的一侧表面设置有第一通孔、第一螺纹孔和第一t形槽3111中的至少一种；如图5结构所示，第一端墙311的表面设置有第一t形槽3111，并且第一t形槽3111可以包括沿水平方向延伸的第一横向t形槽3312和沿竖直方向延伸的第一纵向t形槽3113，也可以只设置沿水平方向延伸的第一横向t形槽3312或沿竖直方向延伸的第一纵向t形槽3113，还可以在第一端墙311背离第二端墙312的表面设置与竖直方向成一定角度的第一t形槽3111，即，使第一t形槽3111的延伸方向与竖直方向之间形成夹角，夹角可以为0～90°之间的任意角度，如：30°、45°、60°、75°；并且第一端墙311的表面还可以设置有第一通孔和/或第一螺纹孔；图5中示出的只是一种第一t形槽3111的具体设置结构，在实际使用过程中，第一端墙311表面的具体结构可以根据实际需要进行设置；第一t形槽3111的具体结构可以参考图7，可以使螺栓36的螺栓头插入第一t形槽3111中，进而通过伸出第一t形槽3111的螺杆去安装试验件8、缓冲装置、检测装置或壁障车3等任意构件或装置；通过在第一端墙311表面设置的第一通孔、第一螺纹孔或第一t形槽3111能够增大壁障车3的使用范围。

第一连接结构32为第二端墙312在背离第一端墙311的一侧表面设置的车钩、第二通孔3121、第二螺纹孔和第二t形槽中的至少一种；如图3结构所示，第二端墙312的表面设置有车钩，通过车钩可以与机车等任意动力源设备5进行连接，以通过动力源设备5的驱动使壁障车3进行沿轨道2的移动；如图6结构所示，第二端墙312的表面设置有多个第二通孔3121，如图8结构所示还可以通过螺栓36和螺母37连接另一辆壁障车3，即，将两辆或多辆壁障车3连接起来形成壁障车组以增大作为固定壁障的壁障车组的总质量，还可以通过第二通孔3121连接其它零部件等任意构件或装置；并且第二通孔3121的设置结构和数量也不限于图6中所示，可以根据实际情况进行具体设置。

上述壁障车3可以用作轨道车辆碰撞试验系统1中的刚性壁障，并具有能够移动的优点，且可以用现有废旧轨道车辆改装制成或新造；与现有钢筋混凝土建筑物的固定壁障相比，具有制造成本低、无需占用固定场地且能够重复利用的特点。

在上述轨道车辆碰撞试验系统1和壁障车3的各种实施方式的基础上，试验台车4可以采用以下实施方式：

如图9和图10结构所示，试验台车4可以包括底架41、第二走行部42以及第二制动系统43；底架41在朝向壁障车3的一端设置有碰撞端墙411；第二走行部42安装于底架41的底部且能够沿轨道2运动；第二制动系统43用于对第二走行部42进行制动。如图9结构所示，第二制动系统43可以包括安装于第二走行部42的第二制动装置431和用于驱动第二制动装置431进行制动的第二制动缸432。第二制动系统43可以为气动制动系统、液压制动系统或电磁制动系统；如图9结构所示，第二制动装置431可以为安装于第二走行部42的制动夹钳；第二制动缸432可以为制动风缸或制动油缸。

上述试验台车4在动力源设备5的驱动下，能够通过第二走行部42沿轨道2运动，并通过设置在底架41一端的碰撞端墙411与上述壁障车3进行碰撞，以完成碰撞试验；试验台车4在动力源设备5的驱动下能够达到碰撞试验要求的预定速度和试验地点，并在碰撞试验完成后沿轨道2离开试验地点；所以，轨道2在碰撞试验完成后仍可以继续使用，而试验台车4和壁障车3可以在动力源设备5的驱动下离开轨道2，也可以重复利用；因此，能够提高轨道车辆碰撞试验系统1的灵活性和利用率。

如图9和图10结构所示，试验台车4还可以包括设置于底架41的质量调节机构44，质量调节机构44用于调节试验台车4的质量。

由于试验台车4在底架41上设置有质量调节机构44，能够通过质量调节机构44调节试验台车4的质量和重心高度，因此，在碰撞试验之前，可以通过质量调节机构44调节试验台车4的总质量和重心高度，进而能够调节壁障车3与试验台车4之间的质量比，以满足轨道车辆在碰撞试验过程中试验台车4的试验指标，使碰撞试验能够真实地反映质量较大的轨道车辆在碰撞过程中的试验结果，并便于后期对于轨道车辆的设计结构的改进和安全性的改善。

根据上述轨道车辆碰撞试验系统1的具体实施方式可知，壁障车3和试验台车4均能够根据实际试验条件改变其自身的质量，以模拟各种质量的轨道车辆之间的碰撞试验；根据动力学的动量定理可知，试验台车4和/或壁障车3上安装有试验件8，进行碰撞试验时，试验台车4的初始动能中的一部分动能在碰撞过程中还可以转化为试验件8的变形能，另一部分动能则转化为壁障车3和试验台车4的动能；在碰撞之后，壁障车3在获得一部分动能的情况下会出现后退运动的情况，试验台车4可能会出现被撞停、反向后退运动或继续向前运动的情况；碰撞之后出现的情况与碰撞时壁障车3的质量、试验台车4的质量、试验件8的吸能性能和试验台车4的撞击速度均有关。

在碰撞过程中，壁障车3、试验台车4以及试验件8吸收的动能均与试验台车4的质量和壁障车3的质量之比有关系；当发生完全塑性碰撞时，试验件8吸收的能量能够由下式计算得出：

在上式中，t1为试验台车4在碰撞之前的初始动能，m1为试验台车4和试验件8的总质量，m2为壁障车3的总质量，δt为碰撞过程中试验件8吸收的能量。

因此，通过上述计算公式可知，通过调整试验台车4和壁障车3的质量比，可以满足各种试验件8的碰撞试验需求，并且可以根据公式计算出壁障车3和试验台车4的后退距离，以掌握碰撞试验过程中的碰撞区域范围，便于在碰撞试验前将高速摄像机、应变片、光栅、传感器、加速度计等地面测试及数据采集设备61布置在碰撞区域范围内，以便于碰撞试验过程中各种数据的测试及采集。

如图9和图10结构所示，质量调节机构44包括固定连接于底架41的多个第二配重块441。

质量调节机构44可以包括固定连接于底架41的多个第二配重块441，多个第二配重块441可以整齐堆叠在底架41上，通过设置在底架41上的多个第二配重块441能够调节试验台车4的质量，使试验台车4与壁障车3的质量比达到试验指标；第二配重块441可以固定安装于底架41上，也可以与底架41一体成型；通过第二配重块441的数量增减可以模拟各种轨道车辆，以实现碰撞试验的准确性和真实性。

并且，第二配重块441可以与第一配重块352采用相同的材料制成，第二配重块441也可以为钢板、钢块、铅块、铁块或钢筋混凝土块等质量较大的物体。第一配重块352和第二配重块441的质量均可以为1吨、2吨、3吨、4吨、5吨。

由于第二配重块441的质量较大，并且在碰撞试验过程中，试验台车4的冲击载荷较大，为了提高碰撞试验的安全性，防止第二配重块441在较大冲击载荷的作用下损坏试验台车4、壁障车3或轨道2，如图9和图10结构所示，试验台车4还包括设置于底架41的限位结构45，限位结构45用于对第二配重块441进行限位，以将第二配重块441限位在底架41上。限位结构45可以包括沿第二配重块441周向设置的多个限位柱451，也可以包括设置于第二配重块441周向的多个限位板452，还可以由设置于第二配重块441周向的多个限位柱451和多个限位板452构成，目的是通过限位结构45对第二配重块441起到限位作用，使第二配重块441在碰撞过程中始终保持在底架41上。如图10结构所示，第二配重块441为长方体结构的钢板，限位结构45包括设置于第二配重块441两侧的多个限位柱451、以及设置于第二配重块441另外两侧的限位板452，同时，为了提高限位板452的结构强度，在限位板452背离第二配重块441的一侧设置有第一支撑件4521、第二支撑件4522或第三支撑件，第一支撑件4521和第二支撑件4522均可以为支柱，第三支撑件可以为支板；限位板452的支撑结构并不限于图中结构所限，每个限位板452可以采用任意组合的第一支撑件4521、第二支撑件4522或第三支撑件，也可以采用其它的支撑结构对其结构强度进行加强。

由于试验台车4还包括设置于底架41且对第二配重块441进行限位的限位结构45，通过限位结构45将第二配重块441保持在底架41上，以防止在碰撞过程中第二配重块441在冲击载荷的作用下脱离试验台车4而带来危险，因此，能够通过设置的限位结构45提高碰撞试验的安全性和稳定性。同理，为了能够使碰撞试验真实地反映轨道车辆碰撞时的真实结果，试验台车4还设置有用于增强碰撞端墙411的结构强度的加强结构412。加强结构412可以包括固定连接于碰撞端墙411与底架41的多个第三加强件。如图9、图10和图11结构所示，试验台车4在碰撞端墙411与底架41之间设置有用作加强结构412的多个支柱等第三加强件，加强结构412不限于支柱，也可以为加强肋等加强结构，只要能够增强碰撞端墙411的结构强度即可满足要求。

由于试验台车4设置有用于增强碰撞端墙411的结构强度的加强结构412，通过加强结构412能够增强碰撞端墙411的结构强度和刚度，使碰撞端墙411的结构强度和刚度能够达到轨道车辆端墙的真实强度和刚度，以确保碰撞试验结果的准确性和可靠性。

为了方便动力源设备5与试验台车4的连接，如图9和图10结构所示，试验台车4还包括设置于底架41且与碰撞端墙411相对设置的安装座46和/或第二连接结构47，安装座46和第二连接结构47均可用于与动力源设备5连接。如图9结构所示的试验台车4包括安装座46和安装于安装座46的第二连接结构47，安装座46可以用来与牵引电机系统、空气炮或液压炮等动力源设备5连接或承受动力载荷，而第二连接结构47可以为车钩等，用来与轨道机车、牵引电机系统等动力源设备5；但是，试验台车4也可以只设置安装座46或第二连接结构47，安装座46和第二连接结构47的设置可以根据碰撞试验的实际情况进行可选性替换安装。如图9结构所示，安装座46在背离碰撞端墙411的一端可以设置有安装平面461可以通过安装平面461来连接外置的动力源设备5或第二连接结构47；在安装座46背离安装平面461的一侧还可以设置有加强肋或支板等第三加强件462，第三加强件462的一端固定连接于底架41、另一端固定连接于安装座46，以通过第三加强件462对安装座46进行加强，使安装座46具有足够的结构强度，承受动力源设备5带来的驱动载荷；并且在底架41同时设置有安装座46和第二连接结构47时，第二连接结构47可脱离地安装于安装平面461。

由于试验台车4还包括安装座46和/或第二连接结构47，并且安装座46和第二连接结构47可以分别连接不同的动力源设备5，因此，试验台车4能够采用不同的动力源设备5进行驱动，便于适用于拥有不同动力源设备5的碰撞试验系统1，增加了试验台车4使用的灵活性，方便碰撞试验的进行。

同时，由于第二连接结构47可脱离地安装于安装座46的安装平面461，因此，可以根据碰撞试验的实际情况，将第二连接结构47安装于安装座46或者将第二连接结构47从安装座46上拆卸下来，在能够增加动力源设备5选择的情况下还提高了试验台车4使用时的灵活性。

上述轨道车辆碰撞试验系统不仅能够用于轨道车辆之间的碰撞试验，还可以对轨道车辆的各个零部件进行碰撞试验，为了方便对轨道车辆的各个零部件进行碰撞试验，碰撞端墙411在背离底架41的一侧表面设置有第三通孔、第三螺纹孔和第三t形槽4111中的至少一种。如图9、图11和图12的结构所示，碰撞端墙411在背离底架41的一侧表面设置有第三t形槽4111。碰撞端墙411在背离底架41的一侧表面还可以设置第三通孔或第三螺纹孔，也可以设置第三通孔、第三螺纹孔和第三t形槽4111中的任意组合，例如：可以同时设置有第三通孔和第三t形槽4111。同理，第三t形槽4111可以包括沿竖直方向延伸的第三t形槽4111和/或沿水平方向延伸的第三t形槽4111，还可以包括延伸方向与竖直方向成一定角度的第三t形槽4111。

由于碰撞端墙411在背离底架41的一侧表面设置有第三通孔、第三螺纹孔和第三t形槽4111中的至少一种，因此，在碰撞端墙411的一侧表面能够采用通过第三通孔、第三螺纹孔或第三t形槽4111的紧固件固定试验件8，如图12中螺栓36的螺栓头安装于第三t形槽4111内，并使螺杆穿过第三t形槽4111和试验件8上的固定孔81后与螺母37螺纹连接，进而将试验件8固定安装在碰撞端墙411的一侧表面，再通过试验台车4与壁障车3之间的碰撞，完成对试验件8的碰撞试验。

通过设置于碰撞端墙411的第三通孔、第三螺纹孔和第三t形槽4111可以将试验件8固定安装有碰撞端墙411，进而对试验件8进行碰撞试验，使轨道车辆碰撞试验系统1不仅能够实现轨道车辆之间的碰撞试验，而且还能对轨道车辆的各零部件进行碰撞试验，因此，扩大了轨道车辆碰撞试验系统1使用范围，也有利于提高轨道车辆碰撞试验系统1的利用率。

为了控制试验台车4的第二制动系统43，试验台车4还包括设置于底架41、且用于控制第二制动系统43动作的第二制动触发装置433。第二制动触发装置433可以为行程开关、突出于底架41的拨杆或突出于底架41的手柄。如图9和图10结构所示的第二制动触发装置433为突出于底架41的手柄。

由于试验台车4还设置有控制第二制动系统43动作的第二制动触发装置433，能够通过对第二制动触发装置433的触发使第二制动缸432进行动作以使第二制动缸432与第二制动装置431连通，通过第二制动缸432的驱动使第二制动装置431对第二走行部42进行制动，以对试验台车4进行制动，因此，能够在碰撞试验过程中或试验台车4运动过程中通过第二制动系统43对试验台车4进行制动，以对试验台车4的速度和位置进行控制，并可防止危险的发生，有利于提高碰撞试验的安全性。

上述轨道车辆碰撞试验系统1中的动力源设备5可以为轨道机车、牵引电机系统、空气炮或液压炮等。动力源设备5可以用于驱动上述壁障车3和/或试验台车4。动力源设备5还可以借助由位于高处的壁障车3或试验台车4的势能构成共同构成，即，轨道2的一端处于斜坡的顶端，而轨道2的另一端处于斜坡的底端，此时，在碰撞试验之前，将壁障车3或试验台车4设置于斜坡的顶端或中间位置，并由相关的设备推动或启动即可，此时，壁障车3或试验台车4具有较大的势能，减少了动力源设备5的动力供能需求，可以通过将势能转换为动能而使壁障车3或试验台车4达到预定速度。

上述各种轨道车辆碰撞试验系统1还可以包括用于获取碰撞试验过程中各种数据和图像的测试及数据采集设备6、以及设置于壁障车3或试验台车4的同步触发装置7，同步触发装置7用于在壁障车3与试验台车4碰撞的同时控制测试及数据采集设备6动作。同步触发装置7可以为金属弹片式压电开关。

如图1a和图1b结构所示，根据安装位置的不同，测试及数据采集设备6可以包括设置于轨道2上或撞击试验位置的附近区域的地面测试及数据采集设备61、安装于壁障车3上的第一车载测试及数据采集设备62以及安装于试验台车4上的第二车载测试及数据采集设备；地面测试及数据采集设备61、第一车载测试及数据采集设备62和第二车载测试及数据采集设备63均可以包括但不限于高速摄像机、应变片、光栅、传感器、加速度计等各种测试设备和数据采集设备。

上述第一走行部33和第二走行部42均可以采用转向架，如：双轴转向架、三轴转向架，也可以采用能够与轨道2形状配合且能沿轨道2滑动的滑槽，还可以采用其它的能够与轨道2相对运动的结构。

综上所述，本申请实施例提供的轨道车辆碰撞试验系统1通过动力源设备5的驱动，使壁障车3和/或试验台车4在轨道2上相对运动以完成碰撞试验，能够解决现有碰撞试验系统1的固定壁障占地面积大、建设成本高且不能真实反映轨道车辆之间碰撞的实际情况的问题。

实施例二

本申请实施例提供了一种采用上述实施例中任意一种轨道车辆碰撞试验系统1进行碰撞试验的试验方法，如图13的流程图所示，该试验方法包括以下步骤：

步骤s110，提供轨道2、壁障车3、试验台车4以及动力源设备5，并使壁障车3静止停放于轨道2上；

步骤s120，采用动力源设备5驱动试验台车4沿轨道2朝向壁障车3运动，以使试验台车4达到并保持预定速度；

步骤s130，试验台车4与动力源设备5脱离，并制动动力源设备5；

步骤s140，使试验台车4以预定速度撞击壁障车3，碰撞试验结束。

在试验台车4撞击壁障车3的瞬间，碰撞试验系统1中的同步触发装置7启动，碰撞试验系统1内所有的测试及数据采集设备6开始工作，测试并采集试验件8撞向壁障车3的碰撞过程；

撞击完成后，试验台车4、壁障车3分别以一定的速度同向或反向运动，或运行一段距离自动静止。当试验台车4、壁障车3运动速度较大时，或者超出了预设车辆制动行程开关位置时，试验台车4的第二制动触发装置433启动，试验台车4制动停车，壁障车3的第一制动触发装置343启动，壁障车3制动停车，撞击试验终止。

上述试验方法采用在轨道2上相对运动的壁障车3和试验台车4进行，在试验开始之前的准备过程中，可以通过动力源设备5，或机车，或人力驱动壁障车3沿轨道2运动，并使壁障车3移动到指定位置，然后，通过动力源设备5驱动试验台车4沿轨道2运动，并使试验台车4达到并保持碰撞试验要求的预定速度，试验台车4以预定速度撞击壁障车3完成碰撞试验；在上述试验中，虽然壁障车3在车辆碰撞过程中会有一定的运动，但其功能性等同于固定刚性墙，充当碰撞壁障。

在上述试验方法中，并不限于试验台车4以预定速度撞击静止的壁障车3的情况，还可以使壁障车3以预定速度撞击静止的试验台车4，或者使壁障车3和试验台车4均以预定速度相对运动而进行对撞。

通过上述试验方法，无需在轨道2的末端建设固定刚性墙体，可以采用质量较大的壁障车3作为碰撞壁障，在降低碰撞试验系统1研建成本的同时，也节约了固定壁障永久占用土地或线路的问题。

在具体试验过程中，上述试验方法还可以采用以下具体步骤进行：

确定壁障车3的质量和试验台车4的质量，并根据确定的质量分别对壁障车3和试验台车4进行配重；需要说明的是：在具体试验过程中，可以对轨道车辆进行碰撞试验，也可以对轨道车辆的某个部件进行碰撞试验，以对轨道车辆或其零部件进行测试；当对某个零部件进行碰撞测试时，可将欲测试的试验件8安装于试验台车4朝向壁障车3的一端，使试验台车4在撞击壁障车3的时候，试验件8在试验台车4的带动下首先撞击壁障车3；根据安装于试验台车4的试验件8，确定壁障车3的质量以及试验台车4的质量；

确定试验台车4撞击壁障车3时的撞击速度；在确定试验台车4撞击壁障车3时的撞击速度的过程中，可以根据试验件8的具体情况和动量定理，确定试验台车4撞击壁障车3时的撞击速度；

确定壁障车3和试验台车4在轨道2上的碰撞位置；

设置同步触发装置7、测试及数据采集设备6；如图1b结构所示，在轨道2的两侧碰撞位置附件设置有地面测试及数据采集设备61，同步触发装置7安装于试验台车4朝向壁障车3的一端；

采用动力源设备5驱动壁障车3沿轨道2运动，以使壁障车3静止停放于碰撞位置；

采用动力源设备5驱动试验台车4沿轨道2朝向壁障车3运动，并在试验台车4与壁障车3之间的距离达到预定距离时使动力源设备5与试验台车4脱离，且使试验台车4在到达碰撞位置时的速度为撞击速度；

试验台车4撞击壁障车3；

在试验台车4撞击壁障车3的同时，同步触发装置7启动且控制测试及数据采集设备6开始动作，以采集碰撞试验过程中的碰撞数据和图像；

待壁障车3和试验台车4均静止后，试验结束。

下面以采用上述轨道车辆碰撞试验系统1和试验方法进行碰撞试验的整个过程为例，详细讲述轨道车辆碰撞试验的整个过程：

第一步，根据轨道车辆碰撞试验的标准确定撞击速度、试验台车4的质量、壁障车3的质量等碰撞试验的技术指标，如：撞击速度为30km/h，壁障车3的质量位60吨，试验台车4的质量为20吨；

第二步，根据确定的技术指标，通过质量可以为2吨、3吨或5吨的单个配重块对壁障车3和试验台车4的质量进行调整，以使壁障车3和试验台车4的各项参数均满足试验指标，如，壁障车3的质量可以为60吨、100吨或200吨，试验台车4的质量可以为20吨、50吨或60吨；当试验台车4和壁障车3的设置为同等重量时，例如，均设置为60吨时，试验台车4的质量和壁障车3的质量相等且与真实的轨道车辆的质量相当，此时，壁障车3和试验台车4可以真实地模拟两列相同重量轨道列车车辆相对碰撞情形，真实地反映两列轨道车辆的碰撞情况；

第三步，采用轨道机车、人力或动力源设备5通过第一连接结构32与壁障车3连接，并驱动壁障车3到达碰撞试验指定的地点，并静止停放壁障车3；

第四步，采用动力源设备5驱动试验台车4沿轨道2朝向壁障车3运动，以使试验台车4达到并保持预定速度，例如将试验台车4加速至碰撞试验速度30km/h；

第五步：动力源设备5自身制动，并与试验台车4脱离，试验台车4继续以试验速度30km/h向壁障车3运动，撞向壁障车3，试验台车4与壁障车3碰撞瞬间可参考图2结构所示；

第六步：在试验台车4与壁障车3撞击的瞬间，触发安装于壁障车3和/或试验台车4的同步触发装置7，同步触发装置7控制测试及数据采集设备6动作，以对碰撞过程中的变形、位移、速度、加速度、受力等相关数据进行采集，以完成碰撞试验并达到试验测试目的；

第七步，撞击完成后，试验台车4、壁障车3分别以一定的速度同相或反向运动，或运行一段几米的距离自动静止下来。当试验台车4、壁障车3运动速度较大时，或者超出了预设车辆制动行程开关位置时，试验台车4的第二制动触发装置433启动，试验台车4制动停车，壁障车3的第一制动触发装置343启动，壁障车3制动停车，碰撞试验终止。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。