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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

中小无车承运人集中化运输合作——基于时间策略的视角

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中国管理科学 2024年

作者：刘舰方希荣张双枣兰州交通大学交通运输学院兰州交通大学高原铁路运输智慧管控铁路行业重点实验室

本文运用合作博弈理论研究了独立的无车承运人间通过集中化运输的合作问题。综合考虑了运能限制，运力现货市场价格，能力浪费惩罚等复杂情境，构建了基于时间策略的无车承运人联合集结成本分摊合作博弈模型。同现有的研究不同，该模型... 详细信息

本文运用合作博弈理论研究了独立的无车承运人间通过集中化运输的合作问题。综合考虑了运能限制，运力现货市场价格，能力浪费惩罚等复杂情境，构建了基于时间策略的无车承运人联合集结成本分摊合作博弈模型。同现有的研究不同，该模型的特征函数是基于联盟规模变化而建立的多值函数。研究显示，基于时间策略的最优决策在不同条件的触发下，将进一步分化为四种基本的集结发车策略，并形成相应的四类联盟。进一步研究了运力现货市场价格和能力浪费惩罚的变化对形成最终联盟的影响和适应范围。发现了随着联盟规模的扩大，大联盟形成的规律。并由此预测了大联盟形成的可能类型和可能路径。最后，从近视和远视的视角，分别运用核心和远视稳定集研究了比例分配方案对于形成稳定大联盟的促进激励作用。

关键词：集中化运输时间策略合作博弈分配大联盟稳定性

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温度作用下大跨度斜拉桥长波不平顺限值研究

铁道工程学报 2024年第3期41卷 59-64,72页

作者：戴公连肖尧王芬饶惠明中南大学长沙410075 东南沿海铁路福建有限责任公司福州350013

研究目的:为研究大跨度斜拉桥在温度作用下的变形及其引起的长波不平顺对列车运行的影响,以泉州湾跨海钢混结合梁斜拉桥为研究对象,在其主梁截面布置温度传感器以监测主梁温度变化,利用ANSYS软件分析实测温度作用下的斜拉桥主梁竖向变形... 详细信息

研究目的:为研究大跨度斜拉桥在温度作用下的变形及其引起的长波不平顺对列车运行的影响,以泉州湾跨海钢混结合梁斜拉桥为研究对象,在其主梁截面布置温度传感器以监测主梁温度变化,利用ANSYS软件分析实测温度作用下的斜拉桥主梁竖向变形,将温度变形与轨道不平顺叠加且基于弹性系统动力学总势能不变值原理建立考虑该长波不平顺的车桥耦合模型,以研究长波不平顺对列车动力响应的影响、弦测法对其进行评价的适配性,以及温度变形极限条件下的对应限值。研究结论:(1)温度监测系统共收集了1年的温度数据,将其分解为均匀温度和线性温差后,对应的温度变化范围分别为[5.82°C,37.51°C]和[2.36°C,29.94°C],主梁主跨跨中的最大竖向位移为28.6 mm,最小竖向位移为14.1 mm;(2)相比于未考虑温度作用,考虑了温度作用引起的长波不平顺的车桥耦合振动模型得到的列车轮重减载率、竖向加速度和竖向舒适度指标均有一定增大,竖向加速度增幅最为明显;(3)考虑了因列车运行引起的桥梁动态位移的影响后,60 m弦中点弦测法依然能够很好地体现列车振动响应,与车体竖向加速度响应相关性最好;(4)通过分析60 m弦的不平顺计算结果并进行验证,可知桥塔附近是双线行车时会车的危险位置;(5)在温度变形极限条件下列车的竖向加速度达到规范限值,对应的60 m弦矢度限值为7.22 mm;(6)本研究成果可为大跨度斜拉桥长波不平顺的评测方法选取及限值要求提供参考。

关键词：斜拉桥车桥耦合温度变形长波不平顺弦测法

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电力线路跨越铁路断线路线冲击力仿真研究

铁道工程学报 2024年第7期41卷 25-33页

作者：孙继星杨加生王鑫胡凯旋赵鹏飞穆清丛显成北京交通大学北京100044 中国铁路建设管理有限公司北京100038 中国铁路设计集团有限公司天津300308 京津冀城际铁路投资有限公司廊坊065001

研究目的:跨越铁路的电力线路在风载荷及覆冰作用下会出现断线落线情况,威胁铁路的运行安全。本文针对该问题开展研究,建立了柔性导线结构断线模型,得到了跨越铁路的电力线路断线路线冲击暂态过程,获得了挂线点高度、交叉角度对断线冲... 详细信息

研究目的:跨越铁路的电力线路在风载荷及覆冰作用下会出现断线落线情况,威胁铁路的运行安全。本文针对该问题开展研究,建立了柔性导线结构断线模型,得到了跨越铁路的电力线路断线路线冲击暂态过程,获得了挂线点高度、交叉角度对断线冲击力及冲击应力的影响规律。研究结论:(1)断线冲击力随着挂线点升高而增大,对于35 kV电力导线,挂线点高度为120 m时,碰撞力幅值接近20 kN;(2)断线冲击力随着电力线路与铁路线路的交叉角度的增加而减小,交叉角度从15°增加至90°时,碰撞力减小近50%;(3)结合本文的研究方法,计算获得京张铁路110 kV电力线路断线与防护结构的冲击力13 kN,35 kV电力线路断线落线碰撞力8.4 kN,该数据设计了防护结构的横梁布局,同时上述成果可为电力线路防护棚洞强度设计提供数据支持。

关键词：输电走廊电气化铁路导线最大断线力防护棚洞

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基于PMC指数模型的铁路绿色施工政策研究

铁道工程学报 2024年第3期41卷 124-129页

作者：李占平魏强陈艳春王辉牛衍亮石家庄铁道大学石家庄050043 中国国家铁路集团有限公司北京100844

研究目的:铁路绿色施工政策是落地铁路可持续发展,打造生态铁路的方向引领与实施保障。铁路绿色施工政策的量化研究可以为政策的制定、修订、完善与优化提供重要的数据决策依据。本文借助ROSTCM6.0文本挖掘工具及PMC指数模型,旨在科学... 详细信息

研究目的:铁路绿色施工政策是落地铁路可持续发展,打造生态铁路的方向引领与实施保障。铁路绿色施工政策的量化研究可以为政策的制定、修订、完善与优化提供重要的数据决策依据。本文借助ROSTCM6.0文本挖掘工具及PMC指数模型,旨在科学合理地评价我国当前铁路绿色施工相关政策的效果与优劣,为铁路绿色施工政策的高质量制定提供决策支持。研究结论:(1)选取7项铁路绿色施工政策作为研究样本,验证了PMC指数模型在评价铁路绿色施工政策的实用性与可靠性,结果与实际情况符合度较高,表明该模型可为铁路绿色施工政策评价提供借鉴价值;(2)各项政策的PMC指数等级可以有效判断该项政策的优劣,明确政策现状及优化方向;(3)本研究结果可为相关部委及公司制定、优化铁路绿色施工政策提供参考和借鉴。

关键词：铁路绿色施工政策 PMC指数模型政策评价文本挖掘

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城际铁路桥上新型双块式无砟轨道力学特性

铁道工程学报 2024年第2期41卷 44-49页

作者：王伟华高梓航张乾中国铁路设计集团有限公司天津300308 北京交通大学北京100044

研究目的:为优化城际铁路无砟轨道结构设计,本文提出一种桥上新型双块式无砟轨道结构。该结构采用单层道床板形式,同时配以新型角钢-双块式轨枕。通过建立桥上新型双块式无砟轨道空间耦合力学模型,分析典型荷载作用下轨道静力学特性与... 详细信息

研究目的:为优化城际铁路无砟轨道结构设计,本文提出一种桥上新型双块式无砟轨道结构。该结构采用单层道床板形式,同时配以新型角钢-双块式轨枕。通过建立桥上新型双块式无砟轨道空间耦合力学模型,分析典型荷载作用下轨道静力学特性与动力学响应。研究结论:(1)角钢-双块式轨枕与道床板连接良好,在承受荷载作用时,角钢、轨枕与道床板协同变形,且角钢和轨枕的受力均不超过其材料的极限强度;(2)新型双块式无砟轨道在承受列车荷载、温度梯度荷载及整体温度荷载作用时,道床板的受力及变形情况较好,结构强度满足城际铁路设计要求;(3)新型双块式无砟轨道可以给列车提供平顺稳定的运行面,列车动力响应较小,安全性与平稳性指标均小于限值;(4)单层无砟道床可以提供足够的支承刚度,钢轨垂向位移较小,且由于道床板与梁面连接紧密,道床板动力响应较小;(5)本研究结论可为城际铁路轨道结构的优化设计提供理论支撑。

关键词：城际铁路新型双块式无砟轨道角钢-双块式轨枕静动力分析

基于自动提钩的驼峰溜放部分纵断面设计优化研究

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铁道学报 2024年第7期46卷 15-22页

作者：张红亮杨俊杰邱星莫斯贤张雨晴北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学智能铁路研究院北京100044

相比人工提钩,自动提钩技术具有更快的响应速度、更精确的控制能力,能够适应更高的推峰速度,可以提升驼峰的解体作业效率。而更高的推峰速度意味着更大的车组初始动能、更短的车组溜放间隔时间,同时也对驼峰溜放部分纵断面提出了新的要... 详细信息

相比人工提钩,自动提钩技术具有更快的响应速度、更精确的控制能力,能够适应更高的推峰速度,可以提升驼峰的解体作业效率。而更高的推峰速度意味着更大的车组初始动能、更短的车组溜放间隔时间,同时也对驼峰溜放部分纵断面提出了新的要求。为研究自动提钩技术对驼峰溜放部分纵断面的影响,本文以推峰速度最大、累计加权溜放时间最小、优化区域高度最低为优化目标,以坡段数量、坡度、变坡点坐标为决策变量,以变坡点位置、分路道岔最大允许入口速度、优化区域末端最小速度等为约束条件,构建基于自动提钩的驼峰溜放部分纵断面设计多目标优化模型,并设计求解算法。仿真计算结果显示,与既有方法相比,本文提出的优化模型中的纵断面方案,推峰速度提高9.5%,累计加权溜放时间减少6.0%,优化区域高度降低4.6%,驼峰总体作业效率提升7.6%,平均制动能耗降低约151 kJ/辆。研究内容可为自动提钩技术的驼峰纵断面改造提供理论依据。

关键词：驼峰自动提钩纵断面设计多目标优化

融合麻雀搜索与长短时记忆的疆煤铁路外运量预测

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交通运输系统工程与信息 2024年

作者：李海军张晓洋高如虎魏德华陈晓明兰州交通大学交通运输学院兰州交通大学高原铁路运输智慧管控铁路行业重点实验室

为了准确预测新疆煤炭铁路外运量，提出一种融合麻雀搜索算法与长短时记忆网络的（SSA-LSTM）预测模型，模型引入麻雀搜索算法对LSTM模型的超参数进行优化，以提高模型预测性能。以2015-2022年新疆煤炭铁路外运量数据为基础，综合考虑... 详细信息

为了准确预测新疆煤炭铁路外运量，提出一种融合麻雀搜索算法与长短时记忆网络的（SSA-LSTM）预测模型，模型引入麻雀搜索算法对LSTM模型的超参数进行优化，以提高模型预测性能。以2015-2022年新疆煤炭铁路外运量数据为基础，综合考虑经济、运输等多种因素，对各影响因素的灰色关联度进行计算，验证所选因素与预测指标具有较强的关联度。对影响因素中的GDP数据进行消费者价格指数（CPI）处理，并将处理后的数据输入模型进行预测，最后应用该模型对未来新疆煤炭初、近、远期铁路外运量进行预测。研究结果表明，SSA-LSTM模型的预测效果显著优于BP神经网络和传统LSTM模型，平均绝对百分比误差（MAPE）为0.88%，均方根误差（RMSE）为49.9。同时，与未经CPI处理的预测相比，经过CPI处理后预测误差更小，MAPE和RMSE分别降低了75.8%和56.2%。本文为新疆煤炭铁路外运量预测提供了一种有效方法，为疆煤外运通道设计提供了重要数据支撑。

关键词：铁路运输疆煤铁路外运量 SSA-LSTM模型灰色关联分析预测

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基于特征聚类的轨道不平顺潜在病害辨识

铁道工程学报 2024年第5期41卷 1-5,27页

作者：王英杰楚杭陈云峰时瑾张雨潇北京交通大学北京100044 中国铁路兰州局集团有限公司兰州730000

研究目的:轨道不平顺潜在病害隐蔽性强,对其准确合理辨识是开展预防修策略下线路养护维修作业的前提。本文以轨检数据为基础,分别构造了以轨道质量指数(TQI)和轨道不平顺幅值为对象的潜在病害辨识指标。在此基础上,基于k-means++聚类算... 详细信息

研究目的:轨道不平顺潜在病害隐蔽性强,对其准确合理辨识是开展预防修策略下线路养护维修作业的前提。本文以轨检数据为基础,分别构造了以轨道质量指数(TQI)和轨道不平顺幅值为对象的潜在病害辨识指标。在此基础上,基于k-means++聚类算法和手肘法通过判定样本最佳聚类簇数实现潜在病害的识别及定位。依托某有砟铁路动检数据对所提轨道不平顺潜在病害辨识方法进行了验证。研究结论:(1)对于均值管理来说,在16 km连续轨道区段上2处区段单元潜在病害被准确识别,其历史最大TQI值分别约为5.5 mm、5.3 mm,且潜在病害定位结果与实际里程基本吻合;(2)对于峰值管理来说,在500 m连续轨道区段上2处局部不平顺潜在病害也被准确识别,其历史最大幅值约为3 mm、3.3 mm,潜在病害定位结果与实际里程基本吻合;(3)本研究成果可与大机捣固作业、人工精调作业相结合,为预防修策略下的潜在病害整治提供辅助参考。

关键词：轨道不平顺潜在病害特征聚类 k-means++ 辨识