在瞬态风荷载及轮轨激励同时作用下,列车会产生复杂的受迫振动,严重时可导致脱轨或倾覆。因此研究车辆在瞬态风荷载下的动力学性能,找出瞬态风荷载对车辆系统振动的影响,并提出针对性的限速方案,对预防大风下的行车事故,确保运行安全具有重要的工程应用价值。建立了从测风站选取、风速数据处理、列车瞬态风荷载计算、列车动态动力学性能分析,到工程限速制定的瞬态风荷载下列车运行安全性研究的方法。根据现场实测风场数据的处理,得到风场风速剖面；采用DES数值模拟方法,结合实测风场风速剖面计算了列车在瞬态风荷载下的气动性能；根据运动物体的风谱计算了列车在不同运行情况下受到的瞬态风荷载；结合列车空气动力学和列车系统动力学,建立了车辆在瞬态风荷载和轮轨激励下的动力学模型,得到了车辆的脱轨系数和轮重减载率等,提出了列车在不同运行条件下的限速准则。提出了一种针对强非线性系统的最小二乘分析方法。采用现场实测的方法测量了距地高度最高为70m的现场风速数据,采用本方法,得到了现场风剖面廓线指数和表面粗糙度值。结果表明,所测风场风剖面指数为0.14。提出了线路周围测风站选址方法,得到了线路周围的风速相关性曲线。根据现场测得的风剖面特征参数,采用基于DES的数值模拟计算方法系统地研究了路堤迎风面和背风面不同斜率对路堤周围风速的影响,研究了山体不同间距、山体斜率、山体半径对峡谷风的影响。研究结果表明：路堤迎风面斜率对路堤上风速的影响较小,而背风侧对风速影响较大；峡谷风都存在着增速效应,并与入口风速特征关系较小。基于上述研究,得到了线路周围的风速相关性曲线；提出了线路周围测风站选址方法,并得到了测风站实测风速与远方实际来流风速及列车所处位置处风速的关系曲线,为将来测风站的安装及风速数据处理奠定了基础。采用数值模拟计算及理论推导的方法得到了平稳风下车辆受到的瞬态脉动风荷载,采用数值模拟计算的方法得到了列车出隧道遭遇横风时的气动性能。针对列车受到的平稳风下的瞬态风荷载：首先基于DES的数值模拟方法得到了列车在横风下的气动特性,在此基础上根据运动物体的风谱函数,结合气动导纳和权函数计算了列车受到的瞬态风荷载,研究结果表明,头车受到的风荷载最大,尾车次之,中间车最小。研究了列车出隧道遭遇横风时的瞬态气动性能,结果表明,列车刚出隧道时,受到的气动侧向力、升力,以及侧滚力矩、俯仰力矩和偏转力矩都会发生突变,个别甚至呈现类似正弦波的较大幅值波动,之后气动力变化趋于平稳。研究了瞬态波动风荷载及轮轨激励下车辆的动力学性能,得到了车辆在瞬态风荷载下的动态响应及轨道线路横向稳定性系数。研究成果表明：随着车速的提高,车辆受到轮轨激励的影响急剧增大；在瞬态突变风荷载作用下车辆的动力学性能也会发生突变,尤其是出隧道遭遇横风时,车辆更容易发生倾覆；同时研究了侧滚力矩、俯仰力矩和偏转力矩对车辆动力学性能的影响,研究结果表明：偏转力矩和俯仰力矩对车辆的脱轨系数和轮重减载率影响较小,车辆的动力学性能基本上仅受到侧向力、升力及侧滚力矩的影响。计算了瞬态风荷载作用下,当车速和风速不同时,列车分别在直线、曲线上运行的动力学性能,提出了列车在明线上运行及出隧道口时的工程限速方案,可直接用于指导列车在大风下的安全运行。