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铁路路基病害探地雷达智能识别方法

地球物理学进展 2024年

作者：杨洋赵广茂张志厚张天一吴艳霞黄丽敏舒永正 Rohit Shrestha 西南交通大学地球科学与环境工程学院中国铁路设计集团有限公司

随着铁路线路服役期的增长，路基结构会因施工缺陷、养护不当、地质灾害和混凝土结构老化等因素出现病害。车载探地雷达技术是检测铁路路基病害的有效手段。然而，目前雷达数据的解译主要依赖人工识别，不仅效率低下，且主观性强。此外... 详细信息

随着铁路线路服役期的增长，路基结构会因施工缺陷、养护不当、地质灾害和混凝土结构老化等因素出现病害。车载探地雷达技术是检测铁路路基病害的有效手段。然而，目前雷达数据的解译主要依赖人工识别，不仅效率低下，且主观性强。此外，也有少量智能识别方法得到了应用，但其识别精度通常难以满足实际工程的需求。鉴于此，本文提出了一种基于半监督深度学习方法识别路基病害。首先，针对病害体数据集中样本不平衡问题，研究了基于生成对抗网络模型的数据扩充方法，并采用少量优质化病害样本进行病害图谱智能化扩充；其次，基于YOLOv5网络对已有少量样本进行监督学习，获得病害识别的初始网络模型，再对智能化扩充样本进行识别标注，从而实现了病害体样本的类型平衡；最后，利用较完备数据集进行训练，提升智能模型识别精度。实验结果表明，模型精度最高可达94.53%，相比未扩充数据集的监督学习模型准确率提升了23.85%。表明本文所提出的智能新方法能够更大程度挖掘模型潜在学习能力，进而提高路基病害的识别精度。这对于铁路路基病害检测具有较强的工业应用价值。

关键词：病害检测探地雷达 YOLO GAN 半监督学习

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

桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道早期开裂行为研究

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铁道学报 2024年第3期46卷 41-49页

作者：张凯元强李秋义黄庭杰左胜浩黄志斌中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 东南沿海铁路福建有限责任公司福建福州350001

以桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道为研究对象,基于混凝土早期性能发展基本理论,利用Ansys建立三维温度场与应力场分析模型,考虑养护方法、拆模龄期、拆模温度与钢筋直径等参数影响,对双块式无砟轨道早期开裂行为进行数值模拟。结果表明:无... 详细信息

以桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道为研究对象,基于混凝土早期性能发展基本理论,利用Ansys建立三维温度场与应力场分析模型,考虑养护方法、拆模龄期、拆模温度与钢筋直径等参数影响,对双块式无砟轨道早期开裂行为进行数值模拟。结果表明:无砟道床不同位置处混凝土主拉应力整体呈循环上升趋势;拆模前后混凝土应力时程曲线波动程度差异较大,拆模后4 h内道床混凝土主拉应力时程曲线出现明显增长。合理选用养护方式可有效降低道床板早期开裂风险;伴随着拆模龄期的延长与拆模温度的升高,拆模后无砟道床4 h内温度改变量与道床混凝土开裂风险均呈降低趋势;相同配筋率下,减小钢筋直径可降低桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道早期开裂风险。

关键词：桥上双块式无砟轨道早期温度场早期开裂数值模拟

基于粒子群算法的复杂山区铁路土方调配与取弃土场选址协同优化

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1202-1212页

作者：吕春妍蒲浩宋陶然李伟彭利辉钟晶徐占军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 中国中铁股份有限公司北京100039 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 湖南中大设计院有限公司湖南长沙410018

复杂山区铁路线路土方调配及取弃土场选址对铁路项目的成本、工期、安全性、环境影响程度等产生长久深远影响,二者之间存在着复杂关联耦合关系。然而,既有方法忽略了上述联系,难以实现铁路线路土方调配与取弃土场选址协同优化。对于复... 详细信息

复杂山区铁路线路土方调配及取弃土场选址对铁路项目的成本、工期、安全性、环境影响程度等产生长久深远影响,二者之间存在着复杂关联耦合关系。然而,既有方法忽略了上述联系,难以实现铁路线路土方调配与取弃土场选址协同优化。对于复杂山区铁路线路,构建了融合调配段落划分点、土方调配量、取弃土场的统一自变量集合,考虑了土方调配、取弃土场选址复杂约束,以土方调配成本、取弃土场建设成本及便道建设成本的综合费用为目标函数,集成综合基础信息子系统、土方调配优化子系统与取弃土场选址优化子系统,建立了土方调配与取弃土场选址的协同优化模型。为求解此协同优化模型,提出一种基于粒子群算法的累进求解策略。首先根据线路划分土方调配段落,进入土方调配优化子系统求得土方调配解,借助移动窗口法构建取弃土场备选池,进入取弃土场选址优化子系统求得取弃土场址解;其次,基于粒子群算法通过更新线路土方调配段落划分来累进迭代寻求最优解。以某复杂山区铁路为例,对铁路线路土方调配及取弃土场选址协同优化模型进行案例验证,与人工方案相比,最终机选最优方案可节省13.77%的综合费用。测试结果表明本方法的有效性,可提高铁路土方调配与取弃土场选址求解效率,为设计人员提供参考。

关键词：铁路线路土方调配取弃土场选址协同优化累进求解算法

隧道弃渣场格宾生态挡墙碳排放分析及减碳技术

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铁道标准设计 2024年第6期68卷 114-120页

作者：邓锡保宋欣马蕾梦醒刘建友张振波陈亚东中国铁路广州局集团有限公司广州510080 国家铁路局工程质量监督中心北京100038 北京城建设计发展集团股份有限公司北京100037 中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055 石家庄铁道大学石家庄050043 京张城际铁路有限公司北京102199

针对公路及铁路建设中隧道工程大量弃渣对周围环境的影响,为维持弃渣场稳定建造混凝土挡墙的碳排放等问题,分析格宾生态挡墙的优点,采用碳排放因子法,针对某案例计算格宾生态挡墙与传统混凝土挡墙的碳排放量,分析参数对碳排放量的影响,... 详细信息

针对公路及铁路建设中隧道工程大量弃渣对周围环境的影响,为维持弃渣场稳定建造混凝土挡墙的碳排放等问题,分析格宾生态挡墙的优点,采用碳排放因子法,针对某案例计算格宾生态挡墙与传统混凝土挡墙的碳排放量,分析参数对碳排放量的影响,并给出了在新建梅州至龙川铁路项目应用格宾生态挡墙的前景。主要结论如下:(1)格宾生态挡墙具有安全耐久、透水性好、生态环保、经济效益高、施工便捷特点;(2)在隧道弃渣采集方便的前提下,弃渣场采用格宾生态挡墙碳排放量仅为传统混凝土挡墙的12%,极大减少了碳排放量;(3)随着弃渣运输距离、混凝土运输距离、材料用量等参数增加,两种方案的碳排放总量均会增加;(4)新建梅州至龙川铁路弃渣场格宾生态挡墙材料全部来源于隧道弃渣,预计较传统混凝土挡墙方案可减少7.74×10^(5)t碳排放量。

关键词：隧道弃渣场格宾生态挡墙混凝土挡墙碳排放因子减碳技术

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艰险山区铁路工程建设管理协同度评价研究

铁道工程学报 2024年第1期41卷 114-119页

作者：张飞涟何媛媛刘斌王小兰吴喆班新林中南大学长沙410075 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081

研究目的:随着铁路工程建设规模不断扩大,其所面临的建设环境更具复杂性、艰险性,对铁路工程建设管理协同性提出更高的要求。本文提出科学的艰险山区铁路工程建设管理协同度评价模型,可为艰险山区铁路工程建设管理协同度评价提供一定的... 详细信息

研究目的:随着铁路工程建设规模不断扩大,其所面临的建设环境更具复杂性、艰险性,对铁路工程建设管理协同性提出更高的要求。本文提出科学的艰险山区铁路工程建设管理协同度评价模型,可为艰险山区铁路工程建设管理协同度评价提供一定的借鉴和参考。研究结论:(1)基于协同理论和物理-事理-人理(WSR)要素分析法,构建了艰险山区铁路工程建设管理协同度评价指标体系;(2)采用改进的模糊层次分析法(FAHP)法和基于熵值法的专家赋权法以组合赋权的方式对评价指标赋权,并结合熵值理论,构建了基于协同熵的协同度评价模型;(3)对某艰险山区铁路工程建设项目的协同度进行评价,验证了该评价模型的科学性和可行性;(4)本研究成果主要应用于艰险山区铁路工程建设协同管理领域。

关键词：艰险山区铁路工程协同度评价协同熵

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基准排放因子更新对隧道需风量的影响研究

西南交通大学学报 2024年第1期59卷 113-120页

作者：王旭王明年严涛于丽中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 国铁川藏科创中心(成都)有限公司四川成都610213 川藏铁路技术创新中心有限公司四川成都610213 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为解决交通车辆持续更新导致的城市隧道内通风系统设计浪费和运营闲置,研究基准排放因子更新对隧道需风量的影响,并建立2种应对车辆更新的基准排放因子计算方法.首先,通过理论分析明确需风量计算式中随时间更新的关键参数为基准排放因子... 详细信息

为解决交通车辆持续更新导致的城市隧道内通风系统设计浪费和运营闲置,研究基准排放因子更新对隧道需风量的影响,并建立2种应对车辆更新的基准排放因子计算方法.首先,通过理论分析明确需风量计算式中随时间更新的关键参数为基准排放因子;随后,根据定量分析得到基准排放因子和纵坡-车速系数更新对需风量的影响;最后,结合国外理念和实际设计经验,提出2种考虑时间更新的基准排放因子计算方法.研究结果表明:我国道路隧道通风设计规范在制定基准排放因子时参考了世界道路协会(PIARC)通风报告,并分析得到了参考理由;与2000年相比,2021年的CO、NOx和PM基准排放限值分别降低了81.6%、76.7%和97.9%;建立了使用机动车污染物排放限值作为基准排放因子的最不利设计方法,计算出2018年各污染物基准排放因子(CO为0.0011 m^(3)/(辆·km),PM为0.4610 m^(2)/(辆·km)),相比于2014年《细则》分别降低84.3%和77.0%.建立并验证了基准排放因子计算方法,为城市道路隧道通风系统设计提供参考.

关键词：城市道路隧道通风设计需风量基准排放因子排放清单

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三峡工程蓄水运用20年综合效益发挥与展望

长江科学院院报 2024年第6期41卷 1-9页

作者：胡兴娥曹瑞中国长江三峡集团有限公司流域枢纽运行管理中心湖北宜昌443133 中国长江三峡集团有限公司高坝大库运行安全湖北省重点实验室湖北宜昌443133

三峡工程自2003年蓄水发电至今已运行20 a,初步设计主要功能全部实现,并适应运行条件变化和发展需求持续优化运行方式,防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面发挥。截至2023年底,三峡工程累计拦洪运用66次,拦蓄洪水超2 088亿m^(3)... 详细信息

三峡工程自2003年蓄水发电至今已运行20 a,初步设计主要功能全部实现,并适应运行条件变化和发展需求持续优化运行方式,防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面发挥。截至2023年底,三峡工程累计拦洪运用66次,拦蓄洪水超2 088亿m^(3),确保了荆江河段防洪安全,极大减轻了长江中下游防洪压力;累计发出清洁电能超16 600亿kW·h,相当于节约标准煤5.1亿t,减少二氧化碳排放13.3亿t;极大改善了库区与长江中游航道条件,累计通过货运量超20亿t,有力促进了长江航运快速发展;枯水期累计向下游补水约3 400亿m^(3),有效保障了长江中下游供水安全;生态调度成效显著,四大家鱼资源量明显恢复。为了应对频发的极端水文事件带来的风险和挑战,确保三峡工程长期安全运行和持续发挥巨大综合效益,从推进气象水文预报技术研究与应用、三峡水库调度运行方案优化、创新成果转化运用、智慧化管理等方面提出了下一步工作展望。

关键词：三峡工程综合效益防洪发电航运水资源利用

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国铁集团确立2024年主要工作

施工企业管理 2024年第3期 25-26页

作者：中国国家铁路集团有限公司中国国家铁路集团有限公司

2024年主要工作目标：铁路安全保持持续稳定；国家铁路完成旅客发送量38.55亿人次，同比增长4.7%；国家铁路完成货物发送量39.31亿吨；全面完成国家铁路投资任务，高质量推进国家重点工程，投产新线1000公里以上；完成运输总收入1万亿...

2024年主要工作目标：铁路安全保持持续稳定；国家铁路完成旅客发送量38.55亿人次，同比增长4.7%；国家铁路完成货物发送量39.31亿吨；全面完成国家铁路投资任务，高质量推进国家重点工程，投产新线1000公里以上；完成运输总收入1万亿元，同比增收359亿元、增长3.7%；坚持绿色发展，务实稳妥推进铁路碳达峰、碳中和。

关键词：