摘要：針對平豎重合曲線段存在幾何連續(xù)性衰減并引起列車運動狀態(tài)突變的現(xiàn)象,以三維曲線的Frenet標(biāo)架為基礎(chǔ),結(jié)合曲率、撓率建立三維車體運動狀態(tài)模型,得到了曲率、撓率與車體加速度、急動度的關(guān)系,并通過該模型從三維角度分析了三維曲線的幾何連續(xù)性等級對車體運動的影響;考慮幾何連續(xù)性對曲率、撓率的要求,提出以曲線曲率、撓率變化最小為目標(biāo)的線形選擇方法,利用三維歐拉曲線創(chuàng)建平豎重合段高階連續(xù)曲線。研究結(jié)果表明:傳統(tǒng)平豎重合段曲線連接點處幾何連續(xù)性存在衰減,僅為1階幾何連續(xù),曲率、撓率對列車加速度和急動度起主導(dǎo)作用,幾何連續(xù)性的衰減是豎向急動度突增的主要原因;二維設(shè)計曲線在起點處的豎向急動度為1.206~1.264 m·s^-3,超過乘客舒適性運動學(xué)閾值0.240 m·s^-3,難以實現(xiàn)二維線形的高階幾何連續(xù);提出的曲線設(shè)計方法對連接點處的曲率和撓率都有明確定義,容易在連接點處實現(xiàn)高階幾何連續(xù),且不存在幾何連續(xù)性衰減,曲線的曲率、撓率變化最小,可有效降低線形參數(shù)變化給車體運動帶來的不良影響;所建曲線的加速度與急動度在全程均連續(xù)且滿足運動學(xué)閾值,實現(xiàn)了2階幾何連續(xù),最大豎向急動度為0.149 m·s^-3,為閾值的62.0%,為二維設(shè)計的11.7%~12.3%,有效地改善了行車穩(wěn)定性與乘客舒適性;所建曲線路徑與二維設(shè)計相比變化小,在2%~3%坡度差時,水平、豎向坐標(biāo)差分別為0.907~2.305、1.085~2.498 m;所建曲線的設(shè)計參數(shù)同時也是車體運動狀態(tài)的計算參數(shù),從而可根據(jù)列車運行條件直接優(yōu)化線路的設(shè)計。