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多网融合下市域铁路互联互通关键技术研究

铁道工程学报 2024年第6期41卷 93-97页

作者：蔡君君中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:近年来国内各大都市圈市域铁路建设呈现加快趋势,多网融合发展方向不明确,主要技术标准、互联互通、运营管理等方面存在差异,为市域铁路建成后功能和效益的发挥带来了阻碍和不确定性。本文研究多网融合模式下市域铁路互联互通... 详细信息

研究目的:近年来国内各大都市圈市域铁路建设呈现加快趋势,多网融合发展方向不明确,主要技术标准、互联互通、运营管理等方面存在差异,为市域铁路建成后功能和效益的发挥带来了阻碍和不确定性。本文研究多网融合模式下市域铁路互联互通关键技术,以期为市域铁路互联互通实施提供全面的技术支撑。研究结论:(1)互联互通运营的车辆应兼容,可通过车辆统型、统一车辆编组等方式实现,限界应具有一致性或包容性;(2)土建工程基础设施标准应具备兼容性,满足其他轨道交通列车下线运营条件;(3)供电系统、通信系统、信号系统和站台门系统等方面应具备一致性或兼容性,也可通过机电设备不同制式、系统间转换等方式实现;(4)统筹考虑市域铁路与其他轨道交通在行车组织、运营管理、票务管理和安检系统等方面做到协调统一;(5)本研究成果对轨道交通多网融合下市域(郊)铁路的建设和一体化运营具有一定参考意义。

关键词：市域铁路互联互通多网融合关键技术

基于PHM系统的CR400BF-G型动车组牵引变流器滤网视情清洁研究

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铁道机车车辆 2024年第5期44卷 140-146页

作者：高志强中国铁路北京局集团有限公司车辆部北京100860

根据CR400BF-G型动车组牵引变流器报警逻辑,结合牵引变流器冷却液进、出口温度监控的经验阈值,提出了不同温度环境下的牵引变流器冷却系统滤网视情维修模型,并选取两列动车组进行了试点验证。对试点动车组牵引变流器冷却系统滤网状态、... 详细信息

根据CR400BF-G型动车组牵引变流器报警逻辑,结合牵引变流器冷却液进、出口温度监控的经验阈值,提出了不同温度环境下的牵引变流器冷却系统滤网视情维修模型,并选取两列动车组进行了试点验证。对试点动车组牵引变流器冷却系统滤网状态、冷却液出口温度、冷却液进口温度、箱内冷却液温度、箱内空气温度数据进行跟踪分析,验证提出的视情维修模型可行,且设定的阈值有优化空间;数据分析显示冬季条件下,牵引变流器滤网脏堵程度达到约70%时,其冷却系统性能逐渐下降;冷却液进、出口温度,箱内冷却液及箱内空气温度随滤网脏堵程度的变化规律基本一致,可在模型优化时增加箱内冷却液及箱内温度监控逻辑。

关键词：故障预测与健康管理(PHM) CR400BF-G型滤网视情维修

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高速地铁隧道洞口及风井对压力波的影响研究

铁道工程学报 2024年第4期41卷 90-95,101页

作者：那艳玲牟野叶天震卜永和江崇旭中国铁路设计集团有限公司天津300308 天津大学天津300350

研究目的:地铁车辆由明线高速驶入隧道洞口和经过中间风井时,由于断面突变引起车厢内部压力剧烈波动,导致乘客不舒适,为解决该问题,本文使用三维可压缩黏性流体N-S方程和RNG k-ε两方程模型,研究不同中间风井位置和采取不同形式洞口缓... 详细信息

研究目的:地铁车辆由明线高速驶入隧道洞口和经过中间风井时,由于断面突变引起车厢内部压力剧烈波动,导致乘客不舒适,为解决该问题,本文使用三维可压缩黏性流体N-S方程和RNG k-ε两方程模型,研究不同中间风井位置和采取不同形式洞口缓冲结构工况对地铁隧道的空气动力学效应的影响。研究结论:(1)中间风井位置的不合理设置会导致膨胀波叠加使车厢内压力梯度不满足要求,可根据列车长度、列车运行速度等因素计算出中间风井的合理位置;(2)隧道洞口采取断面扩大型和喇叭型缓冲结构分别能使车厢表面压力梯度最大值下降29.3%和38.2%;(3)按照现行标准中人体舒适性的考核指标进行评价,140 km/h高速磁浮列车系统隧道口缓冲结构缓压段的长度设置为2倍的隧道断面水力直径更合理;(4)本文研究可以为优化高速地铁列车驶入隧道洞口时的气动效应问题提供参考。

关键词：高速地铁列车空气动力学压力波风井位置缓冲结构

基于实测弓网接触力的高速铁路接触线疲劳寿命研究

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中国铁道科学 2024年第4期45卷 168-179页

作者：李向东韦友春代林峰北京铁科英迈技术有限公司北京100081 中国国家铁路集团有限公司工电部北京100089 中国铁路成都局集团有限公司重庆供电段重庆400053

针对传统仿真计算方法得到的弓网接触力不能用于准确分析实际运营时复杂环境因素影响下的接触线疲劳寿命问题,在接触线受力分析基础上,借助高速综合检测车并基于弓网等效质量模型,通过采集的弓网垂向接触力、补偿加速度和气动抬升力得... 详细信息

针对传统仿真计算方法得到的弓网接触力不能用于准确分析实际运营时复杂环境因素影响下的接触线疲劳寿命问题,在接触线受力分析基础上,借助高速综合检测车并基于弓网等效质量模型,通过采集的弓网垂向接触力、补偿加速度和气动抬升力得到弓网接触力实测数据,再采用雨流计数法对其进行压缩、提取峰谷值、循环计数等处理;在此基础上,结合接触线材料特性得到接触线疲劳寿命及单弓运行下上下行接触线的安全运行年限,对比分析单弓运行、双弓运行及检修前后弓网接触力对接触线疲劳寿命的影响。结果表明:线路各锚段内接触线疲劳寿命差异较大,通常定位点或吊弦处等质量负荷集中处的接触线疲劳寿命较低;单弓运行下接触线最小安全运行年限为13.05 a,双弓运行为10.03 a,小于单弓运行;接触网检修后,单弓运行下最小安全运行年限提升为17.78 a,整体运行安全年限在17.78~28.38 a之间。

关键词：高速铁路接触线疲劳寿命雨流计数法弓网接触力

基于多源检测数据融合的高速铁路路基沉降诊断研究

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铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 396-405页

作者：赵文博杨飞支洋尤明熙胡伟松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工电部北京100844 中国铁路北京局集团有限公司工务部北京100086

高速铁路路基区段受环境变化、地下水开采等因素影响,可能会产生较大幅度的沉降,其中不均匀沉降对高速铁路运行安全、舒适和耐久性影响较大,因此,快速、有效地诊断运营高速铁路路基沉降非常重要。基于列车轨道动态检测数据、车载晃车仪... 详细信息

高速铁路路基区段受环境变化、地下水开采等因素影响,可能会产生较大幅度的沉降,其中不均匀沉降对高速铁路运行安全、舒适和耐久性影响较大,因此,快速、有效地诊断运营高速铁路路基沉降非常重要。基于列车轨道动态检测数据、车载晃车仪检测数据、台账信息等多源数据,研究不均匀沉降区段的轨道不平顺波长、幅值特征,建立轨道不平顺特征、列车运行速度和列车加速度之间的关联;同时,充分发挥不同数据源的优势,提取波长因子、幅值因子、车体动力响应因子、竖曲线因子、劣化率因子等能够反映路基不均匀沉降特征的指标。利用多源异构数据融合方法,统一各指标当量值,确定各指标融合权重,最终构建高速铁路路基沉降综合评价指标,建立相应计算公式。研究结果表明,路基不均匀沉降会引起较大幅值的轨道几何长波不平顺,进而导致车体加速度超限,并可以通过车载式晃车仪检测;同一区段轨道长波不平顺呈现趋势劣化时能侧面反映沉降的发生,但竖曲线是预先设计的坡度,对路基沉降诊断有一定干扰。路基沉降综合评价指标可以采用百分制,根据现场实践经验,以超过60分作为沉降发生的评判标准。通过3条高速铁路的实际验证,表明本方法能够有效发现路基沉降区段,及时提示工务部门精准维修。

关键词：路基沉降多源数据融合动态检测晃车仪

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CR400BF平台动车组故障预警预测研究

铁道机车车辆 2024年第2期44卷 113-118页

作者：廖小东宋文彬谢名源高原中国铁路上海局集团有限公司高铁运维技术中心上海200071 中国铁路上海局集团有限公司车辆部上海200071

根据动车组运维现场实际需求,基于动车组状态参数监控标准、车载报故障逻辑,以及现场重点故障特征等信息,建立故障预警预测模型,制定预警预测故障代码及故障处置建议措施。依托动车组故障预测与健康管理系统开展模型试用,验证了模型的... 详细信息

根据动车组运维现场实际需求,基于动车组状态参数监控标准、车载报故障逻辑,以及现场重点故障特征等信息,建立故障预警预测模型,制定预警预测故障代码及故障处置建议措施。依托动车组故障预测与健康管理系统开展模型试用,验证了模型的可行性和适用性。通过开展CR400BF平台动车组故障预警预测研究,为动车组的远程监控提供了有力的技术支撑,有效降低了动车组的运行安全风险,保障了动车组的运行秩序。

关键词：动车组故障预警预测模型验证

特大铁路钢梁桥调平垫片用Q235钢的C-N-O-S多元共渗及组织性能演变

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金属热处理 2024年第5期49卷 260-266页

作者：张敏敏王殿堂李江涛王忠军张纪兵张强魏胜民张琪李建国中国铁路济南局集团有限公司科学技术研究所山东济南250001 中国铁路济南局集团有限公司工务部山东济南250001 中国铁路济南局集团有限公司科信部山东济南250001 中国铁路济南局集团有限公司聊城工务段山东聊城252004 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081

为有效延长钢梁桥Q235钢调平垫片的服役寿命,采用C-N-O-S多元共渗技术进行改性处理,研究了不同参数耦合对改性层组织、硬度、耐磨性及耐候性的影响。结果表明,改性层多层结构与共渗温度有关,在640℃与650℃之间存在临界值,临界温度以下... 详细信息

为有效延长钢梁桥Q235钢调平垫片的服役寿命,采用C-N-O-S多元共渗技术进行改性处理,研究了不同参数耦合对改性层组织、硬度、耐磨性及耐候性的影响。结果表明,改性层多层结构与共渗温度有关,在640℃与650℃之间存在临界值,临界温度以下由化合物层、扩散层及氧化层组成,当超过临界温度时,由化合物层和氧化层组成。改性层厚度受共渗温度、氨气及催渗剂影响机制不同,共渗温度及氨气流量对渗层各层结构均有影响,扩散层受催渗剂流量作用明显;改性层硬度是基材的2~3倍,三层结构渗层硬度由表层向基材不断降低;两层结构化合物层的硬度均匀,在界面区硬度陡降。改性层摩擦因数最低为0.2468,约为基材的1/3。改性层自腐蚀电位最高达-0.4845 V,自腐蚀电流密度最低为1.187×10-6 mA/cm2,较基体降低2个数量级。

关键词：铁路钢梁桥调平钢垫片服役寿命多元共渗组织性能

高速铁路不同轨下基础无砟轨道不平顺谱的构建及对比分析

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2840-2855页

作者：刁洪宝欧燕强支洋赵钢杨飞中国铁道科学研究院北京100081 中国铁路南宁局集团有限公司桂林高铁基础设施段广西桂林541000 中国国家铁路集团有限公司工电部北京100844 中国国家铁路集团有限公司铁路基础设施检测中心北京100081 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

为将高速铁路轨道谱细化以应用到不同工况动力学分析中,基于10条设计速度为350 km/h的典型高速线路轨道不平顺动态检测数据及谱构建算法,对高速线路不同轨下基础无砟轨道谱进行构建分析。首先,对动态检测数据进行预处理,并对不同窗函数... 详细信息

为将高速铁路轨道谱细化以应用到不同工况动力学分析中,基于10条设计速度为350 km/h的典型高速线路轨道不平顺动态检测数据及谱构建算法,对高速线路不同轨下基础无砟轨道谱进行构建分析。首先,对动态检测数据进行预处理,并对不同窗函数、参数模型估计阶数及谱估计算法进行对比分析,选用新矩形窗的改进周期图法计算各类轨道谱,分析谱概率分布特征,提出谱峰自动识别剔除算法并对比不同阶数多项式拟合模型以对随机谱线进行表征,构建CRTSⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型板式及双块式高速铁路路基、桥梁、隧道地段轨道谱,并对各类型不同波段无砟轨道几何状态进行对比分析。研究结果表明:路基、桥梁地段Ⅲ型板线路轨道不平顺状态最优,其次为Ⅱ型板线路、Ⅰ型板线路,双块式随机不平顺状态最差;隧道地段Ⅱ型板线路轨道不平顺状态比双块式的好。

关键词：高速铁路轨道不平顺功率谱密度无砟轨道谱估计方法

津潍高铁东营黄河公铁两用斜拉桥钢桥面板典型细节的疲劳性能研究

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铁道标准设计 2024年

作者：李永兴中国铁路设计集团有限公司

津潍高铁东营黄河桥采用孔跨为(90+210+600+255+105) m连续钢桁公铁两用斜拉桥，下层承载双线高速铁路，上层运行双向六车道一级公路，公路和铁路桥面均采用密布横梁体系的正交异性钢桥面板。相对于铁路桥面，公路桥面的正交异性桥面板... 详细信息

津潍高铁东营黄河桥采用孔跨为(90+210+600+255+105) m连续钢桁公铁两用斜拉桥，下层承载双线高速铁路，上层运行双向六车道一级公路，公路和铁路桥面均采用密布横梁体系的正交异性钢桥面板。相对于铁路桥面，公路桥面的正交异性桥面板直接承受车辆荷载的作用，车辆荷载在桥面上的布置灵活多样，应力传递复杂，构造不当极易引起疲劳裂纹。为深化对公路桥面典型焊缝疲劳性能的认识，以天津至潍坊高速铁路黄河特大桥为背景，采用精细化有限元模型并结合应力外推法，对公路钢桥面板的典型焊缝细节进行疲劳性能研究，并对钢桥面板的顶板厚度、横梁间距以及桥面铺装层的厚度进行参数分析。研究结果表明，车辆轮载对正交异性桥面板不同易损细节的影响区域有所不同，总体来说轮载纵桥向影响区域为1～4倍横隔板间距，横桥向影响区域为3～4倍U肋间距；其次，纵肋对接焊缝的最大应力与横隔板的间距密切相关，在正交异性桥面板的设计中，建议将该位置所在的横隔板间距适当减小，以降低其疲劳应力幅；另外，在不同的疲劳易损细节中，横隔板弧形开口处疲劳安全储备相对较低，设计者应精心选择该位置的切口几何尺寸；增加钢桥面顶板厚度和铺装层厚度对纵肋-顶板连接焊缝的最大应力有显著降低作用，当顶板厚度由16mm增加至20mm时，该细节处的疲劳应力下降幅度达53%。当铺装层厚度由40mm增加至100mm时，疲劳应力幅下降69%。

关键词：高速铁路公铁两用桥斜拉桥公路桥面钢桥面板焊缝疲劳性能车辆荷载