摘要：針對(duì)平豎重合曲線段存在幾何連續(xù)性衰減并引起列車運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)模型,得到了曲率、撓率與車體加速度、急動(dòng)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(jí)對(duì)車體運(yùn)動(dòng)的影響;考慮幾何連續(xù)性對(duì)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(diǎn)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(duì)列車加速度和急動(dòng)度起主導(dǎo)作用,幾何連續(xù)性的衰減是豎向急動(dòng)度突增的主要原因;二維設(shè)計(jì)曲線在起點(diǎn)處的豎向急動(dòng)度為1.206~1.264 m·s^-3,超過乘客舒適性運(yùn)動(dòng)學(xué)閾值0.240 m·s^-3,難以實(shí)現(xiàn)二維線形的高階幾何連續(xù);提出的曲線設(shè)計(jì)方法對(duì)連接點(diǎn)處的曲率和撓率都有明確定義,容易在連接點(diǎn)處實(shí)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(yùn)動(dòng)帶來的不良影響;所建曲線的加速度與急動(dòng)度在全程均連續(xù)且滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)閾值,實(shí)現(xiàn)了2階幾何連續(xù),最大豎向急動(dòng)度為0.149 m·s^-3,為閾值的62.0%,為二維設(shè)計(jì)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(jì)相比變化小,在2%~3%坡度差時(shí),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(jì)參數(shù)同時(shí)也是車體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的計(jì)算參數(shù),從而可根據(jù)列車運(yùn)行條件直接優(yōu)化線路的設(shè)計(jì)。