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中欧集装箱多式联运服务网络设计

铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2217-2228页

作者：艾子妍张旭武旭北京交通大学交通运输学院北京100044 中国民航工程咨询有限公司北京100621

中欧运输通道和运输方式不断发展完善,海运、中欧班列及多种运输方式联运等构成了中欧间集装箱运输服务网络。货主在选择运输服务时,一直关注货物运输的费用与时效性,由于中欧间运输距离长,节点多,节点作业时长还存在很大的不确定性。同... 详细信息

中欧运输通道和运输方式不断发展完善,海运、中欧班列及多种运输方式联运等构成了中欧间集装箱运输服务网络。货主在选择运输服务时,一直关注货物运输的费用与时效性,由于中欧间运输距离长,节点多,节点作业时长还存在很大的不确定性。同时,随着全球对碳排放问题的重视,运输服务产生的碳排放也成为货主考虑的因素。综合考虑运输费用、时间和碳排放的影响,并关注节点作业时间的不确定性,解决中欧集装箱多式联运服务网络设计问题具有非常重要的现实意义。建立最小化运输费用、运输时间和运输碳排放量的多目标多式联运服务网络设计模型,并在模型中引入不确定性时间变量。由于节点作业时间样本数据有限,通过Box-Muller变换生成随机数丰富数据,并减少不可观测的误差,运用蒙特卡洛模拟对运输时间进行不确定性统计,描述总运输时间的统计特征。基于多目标的Pareto最优思想,设计了快速非支配排序遗传算法求解最优运输服务方案。以天津至汉堡的中欧集装箱运输为实例,根据实际调研结果确定各项相关参数设定,进行模型和算法验证,求解得到多式联运运输方案的Pareto最优解集。结果显示不同的运输服务方案其运输费用、运输时间、碳排放量各有差异,并且符合Pareto最优解集定义,证明了研究提出的考虑不确定性的多目标服务网络设计建模及算法的正确性和可行性,研究成果可为货主提供选择符合其需求的不同运输服务优化方案。

关键词：多式联运服务网络设计多目标规划时间不确定性快速非支配排序遗传算法

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杭州湾铁路大桥钢轨伸缩调节器设置纵坡研究

铁道工程学报 2024年第8期41卷 57-60,66页

作者：张建李大成张志超中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:高速铁路采用大跨度斜拉桥和长联连续梁的工况越来越多,钢轨伸缩调节器对确保行车安全发挥了重要作用。钢轨伸缩调节器对线路纵坡比较敏感,为保证线路安全、提高动车组列车平稳性并降低工程投资,本文对南通至宁波高速铁路杭州... 详细信息

研究目的:高速铁路采用大跨度斜拉桥和长联连续梁的工况越来越多,钢轨伸缩调节器对确保行车安全发挥了重要作用。钢轨伸缩调节器对线路纵坡比较敏感,为保证线路安全、提高动车组列车平稳性并降低工程投资,本文对南通至宁波高速铁路杭州湾跨海大桥钢轨伸缩调节器设置坡度进行研究,为项目技术决策提供支撑。研究结论:(1)静动力学分析表明,线路纵坡对钢轨伸缩调节器的尖轨纵向位移影响较小,12‰坡道条件下轨道、桥梁各项动力指标均满足规范限值,设置钢轨伸缩调节器可行;(2)建议设置实时在线监测系统,为科学维护钢轨伸缩调节器提供依据;(3)本研究结果对优化铁路大跨桥梁伸缩调节器设置方案、降低工程投资具有积极意义。

关键词：跨海大桥钢轨伸缩调节器线路纵坡静力分析动力分析

基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法

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中国铁道科学 2024年第3期45卷 26-37页

作者：王广帅中国铁路设计集团有限公司测绘地理信息研究院天津300251 天津市轨道交通导航定位及时空大数据技术重点实验室天津300251

针对无人机影像场景复杂、视角差异大、异物遮挡多,因而难以实现影像钢轨线高精度自动提取的问题,提出基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法。在传统U-net网络基础上增加并行的空洞空间金字塔模块(Atrous Spatial Pyramid... 详细信息

针对无人机影像场景复杂、视角差异大、异物遮挡多,因而难以实现影像钢轨线高精度自动提取的问题,提出基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法。在传统U-net网络基础上增加并行的空洞空间金字塔模块(Atrous Spatial Pyramid Pooling,ASPP)及卷积注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM),以增强网络对不同尺度的邻域信息的获取能力,有效提升对钢轨的分割性能;再通过基于RANSAC最小二乘拟合的像素编组及邻域钢轨线串联,实现完整钢轨矢量线的高精度提取。结果表明:与Unet及Deeplab v3+2种经典模型相比,所提方法针对多视角无人机影像钢轨分割的交并比分别提升2.09%和1.98%,综合能力评价指标分别提升1.50和1.42;钢轨线提取完整度达到了90.7%,优于U-net模型的83.3%;钢轨线提取的误差平均值约0.58像素,中误差约0.77像素,实现了亚像素级的钢轨线提取。该方法能够满足无人机多视角影像中钢轨线提取的自动化、完整性以及高精度应用的需求。

关键词：无人机影像钢轨线提取空洞空间金字塔注意力机制 U-net

高速铁路0.01~1 m波段高低轨道不平顺特性分析

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 891-900页

作者：陈宪麦彭良坤孙宪夫魏子龙杨飞董春敏中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

随着我国高速铁路发展规模的不断扩大及运营速度的不断提升,轨道短波不平顺引起的振动与噪声问题日益严重。深入研究高速铁路短波不平顺的时域、频域与时频域特征,对精准掌握高速铁路轨道短波平顺状态及其引起的车-轨系统振动、伤损等... 详细信息

随着我国高速铁路发展规模的不断扩大及运营速度的不断提升,轨道短波不平顺引起的振动与噪声问题日益严重。深入研究高速铁路短波不平顺的时域、频域与时频域特征,对精准掌握高速铁路轨道短波平顺状态及其引起的车-轨系统振动、伤损等一系列问题具有重要的参考价值。以某高速铁路实测0.01~1 m波段轨面高低不平顺数据为研究对象,经过数据预处理剔除异常值并消除趋势项后,对实测不平顺数据进行时域分析,得到该高铁线路短波不平顺数据的统计与分布特性。采用平均周期图法计算该高铁线路轨道短波不平顺功率谱密度,应用非线性最小二乘拟合优化算法进行拟合,提出高速铁路轨道短波不平顺谱。从时频域角度对该段数据进行经验模态分解与希尔伯特变换,分析该高铁线路短波不平顺的希尔伯特谱与边际谱。研究结果表明:该高铁线路轨道短波不平顺数据各统计量幅值都较小,且近似服从正态分布;该高铁线路轨道短波不平顺功率谱密度存在与钢轨波磨有关的多个周期性成分,提出的高速铁路短波不平顺谱函数能够很好地对实测功率谱密度进行拟合,且拟合效果优于经典的SATO建议的短波谱与50 kg/m钢轨的短波谱;对该高铁线路轨道可能存在的短波病害进行识别与定位,时频域分析的方法可以较好地应用于高速铁路轨道平顺性的分析与日常的管理维护。

关键词：短波不平顺时域分析轨道谱拟合希尔伯特变换

基于实车试验的大跨度桥梁轨道静态长波高低不平顺验收标准验证

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铁道学报 2024年第1期46卷 120-128页

作者：李国龙孙宪夫高彦嵩杨飞高芒芒柯在田中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司科技和信息化部北京100844

由于温度、施工偏差、二期恒载等因素影响,高速铁路大跨度桥梁成桥线形与设计线形存在较大差异,且矢距差法不适用于大跨度桥梁和地基大面积沉降等区域的轨道线形验收。针对速度为250 km/h的高速铁路有砟轨道大跨度桥梁,基于轨道高低不... 详细信息

由于温度、施工偏差、二期恒载等因素影响,高速铁路大跨度桥梁成桥线形与设计线形存在较大差异,且矢距差法不适用于大跨度桥梁和地基大面积沉降等区域的轨道线形验收。针对速度为250 km/h的高速铁路有砟轨道大跨度桥梁,基于轨道高低不平顺不同弦测值与车体垂向振动加速度之间的相关性,提出高低不平顺60 m弦测值与车体垂向振动加速度之间的关联关系,进而给出桥上轨道静态高低长波不平顺60 m中点弦测值10 mm的验收限值建议,最后在某主跨为672 m的高速铁路斜拉桥上预设“四峰三谷”形式的轨道高低不平顺并进行实车验证,证明此限值建议的合理性。结果表明:对于速度为250 km/h的高速铁路,车体垂向振动加速度与不平顺60 m弦测值之间呈线性关系;大跨度桥梁温度变形显著,整体表现为桥面高程与温度成反相关关系,但桥梁温度变形主要表现为长波不平顺;预设的60 m余弦波形式的轨道高低不平顺主要影响行车舒适性,对安全性影响较小,且列车速度在275 km/h及以下时,产生的车体垂向振动加速度最大值为0.98 m/s2,舒适性指标最大为2.47,评价为“优秀”,接近优秀/良好分界线。

关键词：高速铁路大跨度桥梁预设不平顺实车试验轨道静态长波高低不平顺 60 m中点弦测法车体垂向加速度

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宝兰客专第三系泥岩物性参数与力学特性研究

铁道工程学报 2024年第8期41卷 30-38页

作者：靳宝成王新东贺思悦符亚鹏何永旺史先伟中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 极端环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室西安710043

研究目的:膨胀性地层中隧道施工是一个较难的工程问题,本文以宝兰客专北二十里铺隧道的膨胀性及地下水情况测试为基础,对泥岩膨胀特性等展开深入的研究,有利于明确泥岩膨胀对隧道内轨道变形的影响,完善隧道设计理论。研究结论:(1)第三... 详细信息

研究目的:膨胀性地层中隧道施工是一个较难的工程问题,本文以宝兰客专北二十里铺隧道的膨胀性及地下水情况测试为基础,对泥岩膨胀特性等展开深入的研究,有利于明确泥岩膨胀对隧道内轨道变形的影响,完善隧道设计理论。研究结论:(1)第三系泥岩具有弱膨胀性;(2)膨胀岩的弹性模量和单轴抗压强度、单轴抗拉强度、三轴抗压强度在浸水后都呈现出明显的降低,随着浸泡时间的增加,各强度降低的速率逐渐下降;(3)单轴压缩试验表明,平均单轴抗压强度由29.18 MPa减少为4.65 MPa,衰减了84%,平均弹性模量由2.32 GPa减小为0.85 GPa,减小了63%;巴西劈裂试验表明,膨胀岩的平均抗拉强度由2.66 MPa减少为0.36 MPa,衰减了86.5%;三轴压缩试验表明,随着浸水时间的不断增加,膨胀岩的内聚力出现大幅的降低,尤其是在浸水初期下降迅速,由5.82 MPa降至1.34 MPa,减小了77%,膨胀岩的内摩擦角虽有所降低,但下降幅度不大,浸水15 d内总共降低4.07%;(4)本研究成果可为类似膨胀性泥岩铁路隧道设计提供参考。

关键词：宝兰客专膨胀性地层第三系泥岩三轴抗压强度单轴抗压强度

道岔护轨间隔和翼轨间隔限值合理性分析与优化

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交通运输工程学报 2024年第2期24卷 102-111页

作者：王璞赵振华葛晶马俊琦王树国刘孝寒中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 铁科(北京)轨道装备技术有限公司北京102202 柏林工业大学设计建造环境学院柏林13355

针对近年来多次出现的普速铁路道岔护轨位置脱轨问题,研究了脱轨过程与机理,分析了目前护轨间隔、翼轨间隔限值与计算方法的合理性;在全国范围内选取19个车站、124组道岔开展了系统的现场试验研究,探讨了护轨间隔、翼轨间隔限值的优化... 详细信息

针对近年来多次出现的普速铁路道岔护轨位置脱轨问题,研究了脱轨过程与机理,分析了目前护轨间隔、翼轨间隔限值与计算方法的合理性;在全国范围内选取19个车站、124组道岔开展了系统的现场试验研究,探讨了护轨间隔、翼轨间隔限值的优化方法。研究结果表明:道岔护轨位置脱轨的主要原因为车轮冲击护轨开口段导致护轨螺栓松动、护轨低头、顶部磨耗,最终造成车轮爬上护轨脱轨;现场养护维修中,护轨、翼轨间隔分布较离散,合格率较低,为68.97%~73.83%;目前的翼轨间隔限值安全裕量较大,可适当放松,为现场维修提供方便;与同号码复式交分道岔相比,单开道岔护轨开口段轮轨冲击概率略小;随着道岔号码的增大,护轨开口段冲击概率呈减小趋势;目前的护轨间隔限值设置可将车轮冲击直向护轨以及侧向护轨跟端开口段的概率控制在12%以内,但并不能有效防止侧向护轨趾端开口段的轮轨冲击,概率仍高达53.85%~75.00%;实际养护维修过程中,建议将护轨间隔限值修改为1365 mm,可满足大部分主型道岔的需求,有效减少和避免护轨趾端开口段的轮轨冲击。

关键词：铁道工程普速铁路道岔脱轨机理护轨间隔翼轨间隔现场试验

基于均衡性和能力利用的高速铁路标杆车运行图编制方法研究

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铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2162-2171页

作者：夏铭泽李博张博张新中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司中国铁路列车运行图技术中心北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司运输部北京100844

高速铁路标杆车的服务品质对于提高铁路客运产品的竞争力具有重要意义,在现场实际编图过程中,高速铁路标杆车须优先铺画,因此标杆车运行图的编制结果决定了整个列车运行图的框架。为了提高高速铁路标杆车的服务品质,考虑标杆车区间运行... 详细信息

高速铁路标杆车的服务品质对于提高铁路客运产品的竞争力具有重要意义,在现场实际编图过程中,高速铁路标杆车须优先铺画,因此标杆车运行图的编制结果决定了整个列车运行图的框架。为了提高高速铁路标杆车的服务品质,考虑标杆车区间运行时分约束、交路接续时间约束等编图基本约束,结合标杆车始发时间约束、成组约束等特殊约束,基于事件活动网络构建以OD服务均衡性和能力利用为目标的整数线性规划模型。设计分阶段迭代求解算法框架,嵌套商业求解器进行求解,第1阶段为不考虑安全间隔时间约束的标杆车分组问题,以OD服务均衡性为目标进行求解;第2阶段以求解得到的标杆车分组为输入,增加安全间隔时间约束,以能力利用为目标进行求解。最后以京广高速铁路为案例,使用实际编图参数,运用优化求解器ILOG CPLEX进行求解,验证模型的有效性和可行性。实验结果表明:优化模型可以在较短时间内高效求解,与实际图对比,上下行OD服务均衡性分别提升38.2%和51.7%,能力损失降低50%,针对不同规模的算例,在200 s内均能得到最优解。针对不同交路接续时间,得出限制标杆车在北京西站的交路接续时间在45 min以内,不会对OD服务均衡性和能力利用造成较大影响。研究结果可为高速铁路标杆车运行图编制及优化提供参考。

关键词：铁路运输列车运行图整数规划模型标杆车多目标优化

高速铁路大跨度桥梁轨道静态长波不平顺设计控制参数研究

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铁道学报 2024年第4期46卷 177-183页

作者：陈良江孙宗磊严爱国郭远航杨得旺中国铁路经济规划研究院有限公司北京100038 中国国家铁路集团有限公司工程设计鉴定中心北京100844 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室湖北武汉430063

我国现行高速铁路设计、验收规范中,采用300 m基线150 m矢距差法对轨道长波不平顺性进行评价。对于大跨度桥梁,受温度变化、混凝土收缩徐变等多种因素影响,桥上轨道线形随温度变化而发生动态变化,仍沿用规范的评价方法,难以与桥梁固有... 详细信息

我国现行高速铁路设计、验收规范中,采用300 m基线150 m矢距差法对轨道长波不平顺性进行评价。对于大跨度桥梁,受温度变化、混凝土收缩徐变等多种因素影响,桥上轨道线形随温度变化而发生动态变化,仍沿用规范的评价方法,难以与桥梁固有变形特性相适应。通过分析我国现行高速列车敏感波长,结合多座大桥运营监测结果及不同弦长的有效测量范围,确定选用60 m中点弦测法评价大跨桥梁轨道长波不平顺性;通过仿真及实测手段,得到列车速度为250、300、350 km/h时60 m中点弦测法平顺性控制限值。多座高速铁路大跨度桥梁工程实践表明,60 m中点弦测法适用性较好,可供今后高速铁路大跨度桥梁设计、验收参考。

关键词：高速铁路大跨度桥梁长波不平顺中点弦测法