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基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统架构及关键技术

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中国铁道科学 2024年第1期45卷 162-177页

作者：陈冲贾利民赵天宇王得勇吴命利蔡明华北电力大学国家能源交通融合发展研究院北京102206 北京交通大学交通运输学院北京100044 北京能高自动化技术股份有限公司北京100044 北京交通大学电气工程学院北京100044

为解决非电气化铁路采用110 kV/220 kV强网传统方案构建电气化铁路牵引供电系统难度大、成本高的问题,提出一种基于储能的以风、光等新能源为主体的新型牵引供电系统。分别从储能技术类别、工作原理、数学模型和典型应用等方面对新型牵... 详细信息

为解决非电气化铁路采用110 kV/220 kV强网传统方案构建电气化铁路牵引供电系统难度大、成本高的问题,提出一种基于储能的以风、光等新能源为主体的新型牵引供电系统。分别从储能技术类别、工作原理、数学模型和典型应用等方面对新型牵引供电系统进行总结,阐明适配新型牵引供电系统的储能技术属性,阐述新型牵引供电系统内涵、特征和形态,并建立新型牵引供电系统的电气拓扑、测控平台、监控网络和管控逻辑架构;面向新型牵引供电系统源-荷随机强波动特征,从整体视角论述组分相互作用机理、系统稳定运行机制、能量流均衡机制和系统效能涌现机理,以及规划与优化配置、电能高效变换、能量自洽调度、效能评估和性能保持等关键技术。结果表明:建立基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统,可实现非电气化铁路的绿色低碳、弹性自洽、经济高效的电气化升级;为后续开展“理论研究-仿真验证-试验验证-评估优化”循环迭代的闭环研究提供参考借鉴。

关键词：新型牵引供电系统储能技术新能源非电气化铁路绿色弹性

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基于排队论的跨摄像头乘客轨迹识别方法

山东科学 2024年第5期 62-68页

作者：文泽宁曾红波牛凌卢恺赵忠浩中国铁路设计集团有限公司华南分公司深圳地铁运营集团有限公司北交智慧(山东)智能技术有限公司交控科技股份有限公司北京交通大学交通运输学院

目前摄像头监控视频群组中采用遍历查找搜索全部摄像头视频，或者拓扑网查找重复搜索，导致人员追踪查找效率低、准确性差，为解决这一问题，提出了一种基于排队论和顶点加权有向图的高效选择监控摄像机视频的方法。该方法借鉴排队论理... 详细信息

目前摄像头监控视频群组中采用遍历查找搜索全部摄像头视频，或者拓扑网查找重复搜索，导致人员追踪查找效率低、准确性差，为解决这一问题，提出了一种基于排队论和顶点加权有向图的高效选择监控摄像机视频的方法。该方法借鉴排队论理论的原理，将摄像头视为顶点，并构建了一个加权有向图。通过计算权值，能够确定最优的监控路径，同时考虑了摄像头之间的连接和权值。这一方法的关键优势在于高效地选择监控摄像机视频。此外，将城市轨道交通节点目标乘客的最优运动路径与人员追踪相结合，采用了顶点加权有向图的思想，提高了识别的准确性和效率。研究结果表明，通过将排队论和顶点加权有向图理论应用于人员追踪领域，为解决实际问题和提升系统性能提供了一种创新的方法。这一方法对于提升监控系统性能和人员追踪能力具有重要意义。

关键词：排队论顶点加权轨迹识别跨摄像头追踪

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氢燃料在铁路运输领域的应用可行性分析及前景展望

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上海节能 2024年第5期 784-793页

作者：伍赛特上海汽车集团股份有限公司

从氢燃料的特性出发,概要介绍燃料电池的分类与优劣势,将氢作为燃料的内燃机与燃气轮机的技术特点。重点阐述燃料电池机车的研究现状,对现阶段使用氢燃料的上述几类动力装置的前景进行分析。就目前而言,燃料电池机车作为一类采用新能源... 详细信息

从氢燃料的特性出发,概要介绍燃料电池的分类与优劣势,将氢作为燃料的内燃机与燃气轮机的技术特点。重点阐述燃料电池机车的研究现状,对现阶段使用氢燃料的上述几类动力装置的前景进行分析。就目前而言,燃料电池机车作为一类采用新能源的自给式机车,以其较好的优势,可作为内燃机车的有效替代车型,在调车及工程作业行业发挥重要作用,在隧道数量较多的西南地区能得到充分利用。考虑到燃料电池自身只能用于发电却无法进行能量储存,由燃料电池及储能元件组合而成的燃料电池混合动力机车具有更好的发展前景。以氢作为燃料的内燃机车及燃气轮机车可作为替代方案,进一步推动氢燃料在铁路运输领域的应用及发展。

关键词：燃料电池内燃机车电力机车燃气轮机铁路运输

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基于探地雷达的隧道衬砌空洞检测方法

铁道建筑 2024年第2期64卷 98-101页

作者：张永恒徐海泽王耀东朱力强曹源苏广思中南大学交通运输工程学院长沙410083 北京交通大学载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室北京100044 中国铁路郑州局集团有限公司郑州450052 中国神华能源股份有限公司北京100011

隧道衬砌内部空洞等病害检测已经成为隧道检修人员的主要工作之一。本文提出一种将探地雷达与深度学习相结合的隧道衬砌空洞检测方法,通过雷达探测和仿真模拟,得到大量衬砌雷达图像,并对图像进行标注和制作数据集。基于YOLOv5(You Only ... 详细信息

隧道衬砌内部空洞等病害检测已经成为隧道检修人员的主要工作之一。本文提出一种将探地雷达与深度学习相结合的隧道衬砌空洞检测方法,通过雷达探测和仿真模拟,得到大量衬砌雷达图像,并对图像进行标注和制作数据集。基于YOLOv5(You Only Look Once version 5)目标检测模型,结合数据集目标特征,提出一种检测衬砌空洞的算法,引入特征融合模块提高网络感受野,并采用K-means聚类算法提高检测准确率。通过现场检测,本文的检测方法准确率达到了97.7%,准确可靠,可在工程中进行应用。

关键词：隧道衬砌病害空洞智能检测探地雷达深度学习试验研究

光伏和储能植入铁路牵引供电系统的拓扑架构与控制策略研究综述

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电工技术学报 2024年

作者：陈冲贾利民赵天宇邵晨虎王扬慧华北电力大学国家能源交通融合发展研究院北京交通大学交通运输学院北京能高自动化技术股份有限公司国网浙江省电力有限公司泰顺县供电公司

为引导铁路牵引供电趋于绿色低碳、弹性自洽发展，开展了光伏和储能植入铁路牵引供电系统的分析、归纳、总结和展望工作，以期对形成以新能源为主体的铁路新型牵引供电系统体系有一定裨益。首先，按照三相式、单相式、两相式、同相式、... 详细信息

为引导铁路牵引供电趋于绿色低碳、弹性自洽发展，开展了光伏和储能植入铁路牵引供电系统的分析、归纳、总结和展望工作，以期对形成以新能源为主体的铁路新型牵引供电系统体系有一定裨益。首先，按照三相式、单相式、两相式、同相式、直流式5种接入方案系统地归纳了光伏和储能植入铁路的拓扑架构，并从不同维度对比了不同拓扑结构技术特点；其次，以能量层和变流层两个视角系统地阐述了光伏植入、储能植入、光伏和储能协同3种情况下的光伏与储能植入铁路牵引供电系统的控制策略；最后，从电气拓扑、能量管理、变流控制3个方面展望了光伏与储能植入的铁路牵引供电系统。

关键词：光伏储能技术拓扑架构控制策略铁路牵引供电

气动载荷下高速列车设备舱裙板非稳态振动疲劳强度研究

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振动与冲击 2024年第9期43卷 36-42页

作者：程亚军杨明智刘乐天于春洋李凡松中南大学交通运输工程学院长沙410075 中车长春轨道客车股份有限公司长春130062 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031

高速列车设备舱裙板对改善列车空气动力学性能起到重要作用,裙板除受到振动载荷外,还承受气动载荷。随着运行速度的不断提高,裙板承受的气动载荷愈发强烈,为保证高速列车的正常运行,对裙板的疲劳评估尤为重要。该文针对裙板在气动载荷... 详细信息

高速列车设备舱裙板对改善列车空气动力学性能起到重要作用,裙板除受到振动载荷外,还承受气动载荷。随着运行速度的不断提高,裙板承受的气动载荷愈发强烈,为保证高速列车的正常运行,对裙板的疲劳评估尤为重要。该文针对裙板在气动载荷作用下的非稳态振动特性,以实测气动载荷作为输入利用有限元仿真获取脉冲响应函数,采用时域卷积积分方法计算加速度测点位置加速度,对比试验数据进行模型验证,对比结果显示总体误差小于10%。再采用该方法计算关注单元动应力,通过振动疲劳强度分析方法进行评估,评估结果显示裙板疲劳强度可以满足速度为400 km/h列车的需求。

关键词：振动疲劳强度非稳态裙板气动载荷

基于Petri网的高铁快运医药冷链作业流程优化及仿真

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铁道运输与经济 2024年第8期46卷 126-135,160页

作者：黄宝静陈诚周凌云张路瑶朱金丁凌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 北京交通大学交通运输学院北京100044 中铁快运股份有限公司市场部北京100055 廊坊经济技术开发区管理委员会河北廊坊065001

药品及医疗器械是高铁快运冷链业务的主要品类,目前既有的高铁快运医药冷链作业流程耗时较长、作业效率较低、运作成本较高,制约了铁路开拓医药冷链物流市场。以北京至上海高铁快运医药冷链全过程作业为例,基于Petri网对该作业流程进行... 详细信息

药品及医疗器械是高铁快运冷链业务的主要品类,目前既有的高铁快运医药冷链作业流程耗时较长、作业效率较低、运作成本较高,制约了铁路开拓医药冷链物流市场。以北京至上海高铁快运医药冷链全过程作业为例,基于Petri网对该作业流程进行建模,通过引入仿真工具对影响高铁快运医药冷链业务作业效率的因素进行诊断;根据诊断结果,提出前置冰板预冷环节、并行化提货作业与装箱准备环节、简化及并行化货物卸车与配送准备环节3大对策,构建优化后的高铁快运医药冷链作业模型,并对优化后的作业流程进行仿真分析。仿真结果表明,优化后的高铁快运医药冷链平均作业时间从1124.06min缩短至903.90min,作业时间减少220.16min。高铁快运医药冷链业务流程的优化研究,有助于铁路降本增效,提高自身竞争力。

关键词：高铁快运医药冷链 Petri网模型作业流程优化仿真分析

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铁路车轮传感器测速系统改进方案研究

铁道技术监督 2024年第6期52卷 16-21页

作者：罗奕凯张煜民黄厚钦中国铁路南宁局集团有限公司95306货运物流服务中心广西南宁530029 广西沿海铁路股份有限公司钦州车务段广西钦州535019

采用铁路车轮传感器测速系统测量列车运行速度时,得到的速度数据存在滞后性,影响铁路货运计量及安全监测设备应用的可靠性,降低铁路货物运输安全的物防、技防能力。集成加速度补偿法和Holt双参数指数平滑法,运用列车运行过程中的历史速... 详细信息

采用铁路车轮传感器测速系统测量列车运行速度时,得到的速度数据存在滞后性,影响铁路货运计量及安全监测设备应用的可靠性,降低铁路货物运输安全的物防、技防能力。集成加速度补偿法和Holt双参数指数平滑法,运用列车运行过程中的历史速度形成的短期数列,能够较为准确地预测列车速度,提高预测结果的准确度。介绍车轮传感器工作原理,在详细分析加速度补偿铁路车轮传感器法、指数平滑法、Holt双参数指数平滑法等预测法优缺点的基础上,研究提出基于加速度补偿和Holt双参数指数平滑法的铁路车轮传感器测速系统改进方案。提取南宁南站某测点1天的列车速度原始数据,验证测速系统改进方案。验证结果表明,改进方案可以有效缩短滞后效应,降低测量数据与实际列车速度的误差。

关键词：货运安全测速系统车轮传感器加速度补偿法指数平滑法

运输结构调整影响下铁路货运增量潜力评估研究

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交通科技与管理 2024年第10期 174-176页

作者：张文海王书培缪明励苏交科集团股份有限公司

文章采用松弛变量度（Slacks Based Measure, SBM）的数据非径向包络分析方法，针对性地处理决策单元输入冗余和输出不足两大预设问题。通过SBM模型，计算铁路运输部门的增量潜力。研究结果表明，铁路货运增长现状受到运输政策、铁路里... 详细信息

文章采用松弛变量度（Slacks Based Measure, SBM）的数据非径向包络分析方法，针对性地处理决策单元输入冗余和输出不足两大预设问题。通过SBM模型，计算铁路运输部门的增量潜力。研究结果表明，铁路货运增长现状受到运输政策、铁路里程、机车和货车持有量等因素的影响；铁路货运能力在部分地区和线路过剩，而在某些地区则紧张；同时，铁路货运量的增长空间逐渐缩小，而铁路货物周转量能够更全面地反映全国铁路运力需求；由于运输结构调整政策以大宗商品运输为重心，加剧了铁路运输网络的失衡。

关键词：运输结构调整铁路货运货运增量潜力