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基于EtherCAT的数字化电子实验平台设计与实现

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计算机应用与软件 2024年第6期41卷 29-33页

作者：万燕英陈泽涛广州铁路职业技术学院信息工程学院广东广州510430

针对传统电子实验教学中手工测量和记录数据存在误差、指导教师难以同时顾及众多学生的问题,设计基于EtherCAT的数字化实验平台。借助EtherCAT实现一主多从平台的快速组网,利用STM32F4和LAN9252搭建实验台终端对实验数据进行采集和传输... 详细信息

针对传统电子实验教学中手工测量和记录数据存在误差、指导教师难以同时顾及众多学生的问题,设计基于EtherCAT的数字化实验平台。借助EtherCAT实现一主多从平台的快速组网,利用STM32F4和LAN9252搭建实验台终端对实验数据进行采集和传输,并设计终端的图形向导软件给予学生全程指导。测试结果表明,实验平台通信实时、可靠,数据采集准确,可为学生提供一对一的辅助指导,为实现电子实验数字化教学、提高实验教学质量提供一种新的方式。

关键词：实验教学实验平台数字化 EtherCAT 数据采集图形向导

基于数字图像相关的地聚物混凝土轨枕的力学性能分析

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铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 116-124页

作者：韩宜康王俊逸张睿哲井国庆南京铁道职业技术学院江苏南京210031 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

随着混凝土轨枕在我国的广泛应用,混凝土的生产带来大量的能源消耗和碳排放。地聚物作为一种新型低碳材料,能在节能减碳的同时消耗矿渣和粉煤灰等固废。目前,针对地聚物应用于铁路轨枕的相关研究,如混合使用水泥与粉煤灰、矿渣的地聚物... 详细信息

随着混凝土轨枕在我国的广泛应用,混凝土的生产带来大量的能源消耗和碳排放。地聚物作为一种新型低碳材料,能在节能减碳的同时消耗矿渣和粉煤灰等固废。目前,针对地聚物应用于铁路轨枕的相关研究,如混合使用水泥与粉煤灰、矿渣的地聚物混凝土轨枕及其裂缝扩展特性的研究还比较有限。本文设计2种配合比的地聚物混凝土并制造成轨枕,使用数字图像相关(Digital Image Correlation)技术,在轨下截面的三点弯曲实验下分析2种配合比下轨枕挠度、裂缝扩展特性及裂缝宽度发展规律。研究结果表明,2种配合比地聚物混凝土轨枕的抗弯承载力均高于普通混凝土轨枕。相比于普通混凝土轨枕,地聚物混凝土轨枕在较低的静荷载作用下挠度较大,但随着荷载的增加轨枕挠度的增长速度较慢,刚度损失较小,弹性阶段延续的荷载区间更长,这种特征在配合比为Geo50的地聚物混凝土轨枕上更为显著。2种配合比的轨枕微裂纹萌生的荷载相近,分别为130 kN和120 kN。在较低荷载下2种轨枕裂缝扩展相差不大,在较高荷载下配合比为Geo100的地聚物轨枕的裂缝发展加快,裂缝宽度值和增长速度都大于Geo50。配合比为Geo100的地聚物混凝土轨枕主要表现为受弯正截面破坏,配合比为Geo50的地聚物混凝土轨枕主要表现为受剪斜拉破坏。掺入部分水泥代替矿渣和粉煤灰的地聚物能使所制成轨枕在较高的荷载下保持更高刚度和更缓慢的裂缝扩展速度,该方案有助于推动地聚物应用于混凝土轨枕,促进铁路双碳战略贯彻与实施。

关键词：数字图像相关技术(DIC) 地聚物地聚物混凝土轨枕裂缝三点抗弯试验

特大型顺层古滑坡复活变形特征分析及变形预测研究

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大地测量与地球动力学 2024年第2期44卷 189-194,208页

作者：陈明明陕西铁路工程职业技术学院铁道运输学院陕西渭南714000

为有效掌握古滑坡复活特征及其变形规律,基于滑坡区现场调查成果,首先开展其复活变形特征分析,再利用WPT-ROA-RVM-CT模型进行滑坡变形预测研究。结果表明,在强降雨或持续降雨后,滑坡地表裂缝较为发育,具有张剪性质,且滑坡呈明显推移式特... 详细信息

为有效掌握古滑坡复活特征及其变形规律,基于滑坡区现场调查成果,首先开展其复活变形特征分析,再利用WPT-ROA-RVM-CT模型进行滑坡变形预测研究。结果表明,在强降雨或持续降雨后,滑坡地表裂缝较为发育,具有张剪性质,且滑坡呈明显推移式特征,即滑坡中、后缘变形明显大于前缘,变形方向具有逆时针变化规律,充分说明古滑坡复活变形特征显著。同时,通过变形预测,验证WPT-ROA-RVM-CT模型具有较高的预测精度,并经外推预测,得到滑坡后续变形速率均为正值且较大,判断滑坡后续变形还会进一步增加,具有较大失稳风险,需尽快开展灾害防治研究。

关键词：古滑坡变形特征地表裂缝变形预测相关向量机

重载铁路基床级配碎石动弹性模量及颗粒破碎试验研究

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自然灾害学报 2024年第3期33卷 226-234页

作者：龙尧张同文肖源杰张家生湖南高速铁路职业技术学院铁道工程学院湖南衡阳421002 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

针对级配碎石的动力特性以及颗粒破碎性质,采用室内动三轴试验,研究其在循环荷载作用下循环应力比(cyclic stress ratio,CSR)、围压以及加载次数对累积动应变、动弹性模量、颗粒形状系数和颗粒破碎的影响。研究结果表明,不同CSR条件下,... 详细信息

针对级配碎石的动力特性以及颗粒破碎性质,采用室内动三轴试验,研究其在循环荷载作用下循环应力比(cyclic stress ratio,CSR)、围压以及加载次数对累积动应变、动弹性模量、颗粒形状系数和颗粒破碎的影响。研究结果表明,不同CSR条件下,加载次数达到10000次时,累积动应变基本完成。随着加载次数的增加,不同CSR下的动弹性模量逐渐减小,滞回圈面积逐渐增加后保持稳定。低围压下,CSR对动弹性模量影响不显著,动弹性模量增加幅度较少;高围压下,动弹性模量随着CSR的增加而增长较大。循环荷载作用下,颗粒破碎方式主要为研磨;颗粒粒径越大,试验后的颗粒形状系数球度越大,颗粒越靠近球形,其轮廓线越圆滑。当CSR小于0.3时,影响颗粒破碎的主要因素为动应力大小,而围压影响不显著;当CSR大于0.3时,颗粒破碎主要因素受动应力和围压共同影响。

关键词：级配碎石动弹性模量循环应力比颗粒破碎形状系数

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基于出行费用的城市轨道交通补贴优化模型

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 354-362页

作者：汪晴邓连波刘康妮徐光明南京邮电大学现代邮政学院江苏南京210003 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 广州铁路职业技术学院运输物流学院广东广州510430

城市轨道交通作为国家重大基础设施,是国民经济大动脉,在经济社会发展中的地位和作用极其重要。科学合理地定价和补贴是保障城市轨道交通健康发展、提升系统整体和多方主体效益的重要手段。基于此,深入揭示乘客出行需求、企业运行计划... 详细信息

城市轨道交通作为国家重大基础设施,是国民经济大动脉,在经济社会发展中的地位和作用极其重要。科学合理地定价和补贴是保障城市轨道交通健康发展、提升系统整体和多方主体效益的重要手段。基于此,深入揭示乘客出行需求、企业运行计划和政府政策实施之间的多方主体博弈关系和利益需求,从城市轨道交通运营系统出发,并考虑补贴的公平性,构建了以社会福利最大化为目标的补贴优化模型,并融合票价和客流出行里程对补贴的影响。依据补贴优化模型特点,设计相应的启发式求解算法。以长沙地铁2号线为例,分析所提基于出行费用的补贴方案对客流出行行为和运营系统的影响,验证优化模型及算法的可行性。此外,以固定补贴方案为比较对象,研究结果表明:1)相比于固定补贴方案,基于出行费用的补贴方案对运营企业起到一定的激励作用,能够吸引更多的客流出行,提高运营效益,同时降低所需的补贴额度;2)2种补贴方案下客流集中度存在差异,基于出行费用的补贴方案较固定补贴方案下的客流分布更为均衡,更能体现补贴的公平性。基于出行费用的补贴方案综合考虑了乘客出行距离和票价,补贴分配符合“递远递增”的规律,体现了补贴的公平性,并有利于补贴资源的合理分配,研究成果可以为公共交通“合理补贴”方案的制定和实施提供理论支持和决策依据。

关键词：城市轨道交通社会福利出行费用补贴系数服务频率

季冻区无砟轨道损伤变形及其对车轨动力响应的影响研究

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1828-1842页

作者：马理超吴少培王健壹李得洋王剑锋李国芳兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 包头铁道职业技术学院铁道机车车辆系内蒙古包头014060

为探究季冻区无砟轨道损伤变形对行车安全性和轨道服役性能的影响规律,以我国季冻区典型无砟轨道结构为研究对象,基于有限元方法和混凝土塑性损伤本构理论,建立考虑结构配筋的CRTS III型板式无砟轨道精细化非线性分析模型,研究路基冻胀... 详细信息

为探究季冻区无砟轨道损伤变形对行车安全性和轨道服役性能的影响规律,以我国季冻区典型无砟轨道结构为研究对象,基于有限元方法和混凝土塑性损伤本构理论,建立考虑结构配筋的CRTS III型板式无砟轨道精细化非线性分析模型,研究路基冻胀作用下轨道结构的变形和损伤规律;结合多体动力学方法,建立高速车辆-轨道-路基耦合系统动力学模型,分析路基冻胀变形作用下高速铁路车-线-路基耦合系统动力响应。结果表明:冻胀位置对轨道结构伤损变形和离缝的产生和发展影响显著;当冻胀发生在底座板凹槽中间位置时,离缝值最大,当冻胀发生在底座板凹槽位置时,钢轨位移最大;当冻胀发生在底座板伸缩缝位置时,底座板最早产生宏观裂纹;轨道结构的变形损伤和层间离缝随着冻胀幅值增加、冻胀波长减小而增加;底座板相较于其他轨道结构更容易产生损伤,建议将底座板底面波脚产生裂纹的冻胀量作为控制标准;路基不均匀冻胀会加剧轮轨动态相互作用,进而对行车安全性和轨道服役性能产生不良影响;高速铁路的轮轨垂向动力响应随着路基冻胀幅值的增加而增大;20 m冻胀波长以下的冻胀变形及其幅值增大对车轨动力响应影响尤为严重,应予以重视。研究结论以期为季冻区高速铁路路基段基础结构动态性能演变及服役安全提供理论基础和工程指导。

关键词：高速铁路无砟轨道塑性损伤冻胀变形轮轨关系耦合振动

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高速铁路列车到达追踪间隔的优化研究

铁道运输与经济 2024年第6期46卷 8-16页

作者：辛亚江陕西铁路工程职业技术学院铁道运输学院陕西渭南714000

高速铁路列车到达追踪间隔时间是制约列车追踪间隔时间的主要因素。为缩短列车到达追踪间隔时间,在阐述其定义的基础上,分析列车到达追踪运行过程中后车制动和前车进站运行、CTC系统作业的时空和时序关系。参照列车追踪间隔的定义,采用... 详细信息

高速铁路列车到达追踪间隔时间是制约列车追踪间隔时间的主要因素。为缩短列车到达追踪间隔时间,在阐述其定义的基础上,分析列车到达追踪运行过程中后车制动和前车进站运行、CTC系统作业的时空和时序关系。参照列车追踪间隔的定义,采用提前减速的方法,提出基于目标速度的列车到达追踪间隔时间的优化策略,根据前车进站后的运行时间、CTC办理接车进路时间与后车制动时间的大小关系,分2种情况建模分析列车追踪进站过程,推导出列车到达追踪间隔时间的优化算法。最后,用软件仿真分析不同线路条件、不同列车制动性能和不同咽喉区长度下优化后的列车到达追踪间隔时间,结果表明该策略能有效缩短高速铁路列车到达追踪间隔时间,从而为高速铁路缩短列车追踪间隔提供一定的参考。

关键词：高速铁路列车追踪间隔时间列车到达追踪间隔时间提前减速目标速度

基于运营成本的城际铁路列车编组和停站方案综合优化研究

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铁道运输与经济 2024年第3期46卷 36-42页

作者：何红广州铁路职业技术学院运输物流学院广东广州510430

针对城际铁路开通初期客流时空分布不均衡导致的单一列车编组模式造成运能浪费的问题,从列车运营成本出发,研究多种停站模式的大小编组列车开行方案。以列车运营成本最小化为目标函数,以大小编组列车的开行列数、列车停站方案为决策变量... 详细信息

针对城际铁路开通初期客流时空分布不均衡导致的单一列车编组模式造成运能浪费的问题,从列车运营成本出发,研究多种停站模式的大小编组列车开行方案。以列车运营成本最小化为目标函数,以大小编组列车的开行列数、列车停站方案为决策变量,综合考虑列车区间断面满载率、OD服务频率等约束条件,构建大小编组列车开行方案模型;采用遗传算法求解,得到全日大小编组列车开行方案。以广清城际铁路和广州东环城际铁路为例,与现行列车开行方案相比,多停站模式的大小编组列车开行方案可使列车运营成本减少59%,日断面满载率平均值由0.288 8提高到0.866 5,说明采用多停站模式的大小编组列车开行方案能够有效降低列车运营成本,提高断面满载率。

关键词：城际铁路客流特征停站方案运营成本大小编组

系统方法论视域下学生党员底线思维培育问题研究

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系统科学学报 2024年第1期32卷 59-64页

作者：李小艳广州铁路职业技术学院马克思主义学院广东广州510430

系统方法论由于适应了复杂、多样、变化的认知情境,被誉为“解决当代复杂问题的钥匙”。高校学生党员底线思维培育是一项涉及面广、内容复杂、影响因素多的复杂巨系统工程。我们要树牢系统观念,全面理解底线思维的科学内涵及其核心特征... 详细信息

系统方法论由于适应了复杂、多样、变化的认知情境,被誉为“解决当代复杂问题的钥匙”。高校学生党员底线思维培育是一项涉及面广、内容复杂、影响因素多的复杂巨系统工程。我们要树牢系统观念,全面理解底线思维的科学内涵及其核心特征;坚持系统导向,统筹把握新形势下学生党员底线思维能力培育的内容体系;善用系统方法,创新建构学生党员底线思维培育的路径体系。

关键词：系统方法论底线思维党员培育