随着社会、经济以及科学技术的飞速发展,物流需求不断增长,铁路运输作为当前经济且高效的运输方式之一,仍时有重大安全事故发生。在实际的列车编组中,空、重车混编的现象非常普遍,由于空、重货车稳定性存在较大差异,空重混编列车中的空车更易发生车轮悬浮,列车运行安全问题进一步凸显。本文以空重混编列车作为主要研究对象,利用SIMPACK动力学软件,建立空、重货车动力学模型和13A型货车车钩缓冲器模型,再采用子结构法,建立了“重车+车钩+空车+车钩+重车”的“两重夹一空”短编组混编列车模型。通过仿真计算,比较了直线惰行工况下,均质短编组重车和均质短编组空车的垂向安全性能差异,以及“两重夹一空”短编组混编列车,在平直道惰行工况和平直道电制动工况下,空、重车的垂向安全性能差异。利用“两重夹一空”短编组混编列车模型,分析了不同断面类型坡道的坡度差,对中部空车和前、后部重车的垂向安全性能,以及车钩垂向动态响应的影响。最后,分析了电制动工况下,圆弧形竖曲线半径大小对“两重夹一空”短编组混编列车垂向安全性能的影响。仿真计算结果表明:1、平直道惰行工况下,均质短编组列车的垂向安全性能良好,没有出现脱轨或车轮悬浮的可能,且均质短编组重车的垂向安全性能比均质短编组空车好。2、平直道惰行工况下,“两重夹一空”短编组混编列车中部空车的轮重减载率最大值,比均质短编组空车的中部空车增加了15.5%。平直道电制动工况下,“两重夹一空”短编组混编列车的安全性指标,比惰行工况下均有所增大,稳定性指标变化不大。电制动工况下,前、后连挂车钩的水平中心线高度差均在安全范围内。3、电制动工况下,坡度差对“两重夹一空”短编组混编列车中部空车的垂向安全性能影响较为明显。其中,中部空车的轮重减载率最大值和车体垂向加速度最大值,随坡度差的增加而增大,坡度差从0增加到25‰的过程中,凹形下坡线路和凸形下坡线路中部空车的轮重减载率最大值,分别由0.351增加到0.538和0.636,分别增大了34.8%和44.8%,且在凸形下坡线路坡度差为20‰时达到0.609,超出允许限度范围,但没有超过危险限度值0.65。混编列车在经过坡度差在25‰以内的凹形下坡线路和凸形下坡线路时,前、后连挂车钩的水平中心线高度差始终在安全范围内。4、相同坡度差情况下,“两重夹一空”短编组混编列车的中部空车,在凸形下坡道的减载情况,比在凹形下坡道更严重,这可能是由于在凹形竖曲线断面下,车体产生指向轨面的离心加速度,而在凸形竖曲线断面下,车体产生离开轨面的离心加速度。因此,凸形下坡道对行车安全影响更大。5、圆弧形竖曲线半径大小,对“两重夹一空”短编组混编列车中,空、重车的垂向安全性能影响较小,在设计线路时,应综合考虑车辆安全性能和施工养护成本。