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智能高速铁路“模数驱动、轴面协同”理论研究及应用

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铁道学报 2025年第1期47卷 1-10页

作者：王同军李平王万齐中国国家铁路集团有限公司北京100844 中国铁道科学研究院集团有限公司科技和信息化部(总工室) 北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081

当前围绕中国国家铁路集团有限公司发布的智能高速铁路体系架构1.0内容,国内多条新建高速铁路线路积极开展技术创新,并投入到实际工程应用中。为进一步推进中国高速铁路智能化建设,从智能高速铁路建设发展运营宏观层面,以智能高速铁路... 详细信息

当前围绕中国国家铁路集团有限公司发布的智能高速铁路体系架构1.0内容,国内多条新建高速铁路线路积极开展技术创新,并投入到实际工程应用中。为进一步推进中国高速铁路智能化建设,从智能高速铁路建设发展运营宏观层面,以智能高速铁路多专业全要素为研究内容,以整体综合能效为目标,提出“模数驱动、轴面协同”的智能高速铁路复杂巨系统工程管理理论,设计包含多专业协同、需求为中心、与外部环境互动、全生命周期动态最优等多种要素在内的系统最优化方法,形成模数一体化驱动、全生命周期协同、全要素管理的系统管理机制,构建基于“模数一体、轴面协同”的系统总体效能最优化模型,为智能高速铁路设计、建造、运营全生命周期管理提供理论和技术指导。同时,分析福厦高速铁路在建设过程中在“模数驱动、轴面协同”理论指导下构建的业务应用体系架构,总结最新的实践应用成果,为大量既有运营高速铁路的智能化升级提供指导和借鉴,以提高国内整个高速铁路网的智能化水平。

关键词：智能高速铁路模数驱动、轴面协同理论复杂巨系统智能化应用

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磁齿轮水冷系统设计计算研究

机械设计与研究 2025年第01期 13-19页

作者：吴先峰李高盛刘瑞霞曹菡罗帅国家电投集团科学技术研究院有限公司

温升是影响磁齿轮性能的关键因素，水冷则是目前降低温升的主要手段之一。水冷计算经验公式种类繁多且相关参数选取较为模糊。为确保磁齿轮水冷系统设计可靠，文章从经验公式和有限元仿真两个角度对某型号磁齿轮水道进行热力和水力计算... 详细信息

温升是影响磁齿轮性能的关键因素，水冷则是目前降低温升的主要手段之一。水冷计算经验公式种类繁多且相关参数选取较为模糊。为确保磁齿轮水冷系统设计可靠，文章从经验公式和有限元仿真两个角度对某型号磁齿轮水道进行热力和水力计算，并对二者进行比较分析。结果如下：对于Re>10～4的常规水冷结构，利用努塞尔数相似准数方程式进行对流换热系数计算较为准确；对于焊接而成的不规则水冷结构，应用海澄-威廉姆斯公式计算沿程水力损失更为准确；180°转弯工况下水道局部阻力系数与折弯开口面积有关，当A2/A1在0.9～1.1范围内变化时，局部阻力系数与手册基本一致，当A2/A1有限元仿真结果对水道出口急剧缩小工况下设计注意事项，不同设计条件下出口局部阻力系数变化进行了说明。该研究结果对于类似设计有借鉴意义。

关键词：水冷努塞尔数对流换热系数海澄-威廉姆斯公式局部阻力系数

基于MRSE-CNN的电力系统多任务暂态稳定自适应评估

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电力自动化设备 2025年第2期45卷 167-175页

作者：吴俊勇史法顺李栌苏赵鹏杰张若愚北京交通大学电气工程学院北京100044 国家电网山西省电力公司山西太原030021 中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京100038

为解决暂态功角与暂态电压一体化评估中可靠性不足、在线更新耗时过长的问题,提出多任务暂态稳定自适应评估方法。利用变步长二分法从时间维度上构建暂态功角与暂态电压的稳定边界;提出一种融合多尺度残差挤压激励机制的多任务卷积神经... 详细信息

为解决暂态功角与暂态电压一体化评估中可靠性不足、在线更新耗时过长的问题,提出多任务暂态稳定自适应评估方法。利用变步长二分法从时间维度上构建暂态功角与暂态电压的稳定边界;提出一种融合多尺度残差挤压激励机制的多任务卷积神经网络,该网络直接面向量测数据,仅需3个采样点即可完成输入特征与稳定边界的映射,在保证快速性的基础上实现了高精度的边界拟合;通过引入自适应动态权重的Huber损失函数进一步增强模型在实际应用中的可靠性;在线应用时,通过迁移学习实现模型在负荷、拓扑、新能源3个维度下的自适应更新。在改进的IEEE 39节点系统中的验证结果表明,所提方法不仅兼顾快速性、准确性与可靠性,而且在未知场景下具备快速更新的能力。

关键词：暂态稳定评估暂态功角稳定暂态电压稳定极限切除时间自适应动态权重迁移学习

高压纯氢环境对X80管线钢焊接接头氢脆敏感性的影响

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石油与天然气化工 2025年第1期54卷 118-124页

作者：王鹏涛崔崇孙晨鲁仰辉刘伟杨志文国家电投集团科学技术研究院有限公司安科工程技术研究院(北京)有限公司

目的研究高压纯氢环境对X80管线钢焊接接头氢脆敏感性的影响,为天然气管道掺氢焊接工艺提供参考。方法采用冲击试验和慢应变速率拉伸试验,结合SEM断口分析及塑性指标计算,研究了6.3 MPa高压纯氢环境中X80管线钢焊接接头氢脆敏感性。结果... 详细信息

目的研究高压纯氢环境对X80管线钢焊接接头氢脆敏感性的影响,为天然气管道掺氢焊接工艺提供参考。方法采用冲击试验和慢应变速率拉伸试验,结合SEM断口分析及塑性指标计算,研究了6.3 MPa高压纯氢环境中X80管线钢焊接接头氢脆敏感性。结果(1)6.3 MPa纯氢环境下X80管线钢热影响区和焊缝的强度和塑性指标均有所下降,表现出一定的氢脆敏感性;(2)试样断口边缘出现脆性断裂的解理形貌,韧性断裂向脆性断裂转变;(3)塑性指标比值及延伸率下降率计算结果表明,相比于热影响区,6.3 MPa纯氢环境下焊缝的氢脆敏感性更高。结论在6.3 MPa高压纯氢环境中,X80管线钢焊接接头抗氢脆敏感性显著下降,断面收缩率、延伸率和抗拉强度均低于常压空气环境。

关键词：高压纯氢环境 X80管线钢焊接接头氢脆冲击试验拉伸试验

非隔离型低压柔性潮流转供装置共模电流直接闭环抑制策略

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电工技术学报 2025年第1期40卷 152-163,177页

作者：曹晓军何晋伟乔学博韩俊飞王成山天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 南方电网科学研究院有限责任公司广州510663 中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京100038

非隔离型低压柔性潮流转供装置具有可主动调节配电网潮流、改善电能质量等功能,因其高效率、低成本、高功率密度等优势受到了高度关注。但多端变流器脉宽调制及动态耦合效应会产生复杂共模环流,影响系统安全稳定。为了克服这一难题,提... 详细信息

非隔离型低压柔性潮流转供装置具有可主动调节配电网潮流、改善电能质量等功能,因其高效率、低成本、高功率密度等优势受到了高度关注。但多端变流器脉宽调制及动态耦合效应会产生复杂共模环流,影响系统安全稳定。为了克服这一难题,提出一种基于开关周期平均共模电压直接调制的共模环流指定谐波闭环抑制策略。首先,建立非隔离型柔性潮流转供装置的精准共模电路模型,分析阻抗和主导次共模环流特性,揭示了开关周期平均共模电压和共模环流的关联性;其次,通过双侧变流器零矢量协调分配实现了等效平均共模电压的精准调节,在不影响差模电流动态调节的基础上实现了指定次共模环流的闭环抑制调控;最后,通过实验验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：平均共模电压共模电流抑制共模回路三次谐波零矢量

雅鲁藏布江中上游流域土地沙化时空演变特征分析与归因识别

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水土保持通报 2025年第1期45卷 105-113,404页

作者：吕振豫王鹏翔董义阳梁犁丽翟然杨恒刘琨中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京101199

[目的]对雅鲁藏布江中上游流域土地沙化时空演变特征与归因进行分析和识别,为该区生态修复与保护、促进生态系统良性循环提供科学支撑。[方法]本研究采用改进的基于植被-地表反射率-土壤湿度(NDVI-Albedo-Wet)三维空间的荒漠化差值指数... 详细信息

[目的]对雅鲁藏布江中上游流域土地沙化时空演变特征与归因进行分析和识别,为该区生态修复与保护、促进生态系统良性循环提供科学支撑。[方法]本研究采用改进的基于植被-地表反射率-土壤湿度(NDVI-Albedo-Wet)三维空间的荒漠化差值指数方法,开展雅鲁藏布江中上游流域1990-2020年土地沙化时空演变的监测分析,在此基础上,分别采用主成分分析方法和地理探测器方法,从时序变化和空间分异两个方面进行土地沙化的归因识别。[结果]雅鲁藏布江中上游流域沙化土地总面积由1990年的3.48×10^(4) km^(2)减少至2020年的1.67×10^(4 )km^(2),但部分区域沙化程度增强,集中在研究区西部的萨嘎县、吉隆县片区和东南部的康马县、琼结县等;空间分布上,研究区沙化土地呈现出“自西向东”沿干流河道带状分布的特点,且集中在微坡、缓坡地形以及草地和未利用地上。1990-2020年研究区土地沙化逆转主要受人类活动因子的影响,主成分因子贡献率约59.1%;而沙化土地的空间分异则从1990年的与高程和风速等自然地理要素相依性为主,转变为2020年的受自然及社会经济因素等多驱动因子的协同,且各驱动因子对沙化土地空间分布的影响力呈双因子增强和非线性增强。[结论]雅鲁藏布江中上游流域土地沙化总体缓解的同时局部仍有加剧,建议进一步加强雅鲁藏布江源区生态修复与保护、加强河道左右岸10 km范围的沙源治理和植被培育。

关键词：雅鲁藏布江土地沙化遥感解译驱动因子

“双碳”背景下燃煤电厂CO2在线监测技术应用研究

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应用化工 2025年第01期 73-79页

作者：王新培韦飞马修元宣添星国电环境保护研究院有限公司国家能源集团科学技术研究院有限公司

选取3台不同类型的燃煤电厂，搭建了不同种类的5套系统，分别从原理、设计、性能指标等方面开展对比分析，总结。结果表明，CO2在线监测系统的设计应重点考虑监测断面的技术条件，优先选择满足前4后2或全断面流速相对均方根≤0.15的监... 详细信息

选取3台不同类型的燃煤电厂，搭建了不同种类的5套系统，分别从原理、设计、性能指标等方面开展对比分析，总结。结果表明，CO2在线监测系统的设计应重点考虑监测断面的技术条件，优先选择满足前4后2或全断面流速相对均方根≤0.15的监测点。通过流场试验和数值模拟来确定合适的测量位置和流量测量装置；稀释法+NDIR、抽取冷干法+NDIR和抽取冷干法+TDLAS系统的CO2性能指标均能满足标准要求，其中抽取冷干法+TDLAS系统性能最佳；线测量和准面测量流量计在满足监测断面要求时，相对误差可控制在±2%以内；NDIR与TDLAS、国产与进口系统的CO2浓度相对偏差均在3%以下，但碳排放速率的相对偏差可达15%左右。研究成果为燃煤电厂这类重点排放源企业如何选择合适的CO2在线监测系统提供了参考与指导，具有重要的理论研究和工程应用价值。

关键词：二氧化碳碳排放流量计相对偏差相对均方根

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复杂环境下隧道智能综合量测机器人研发与应用

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中国铁路 2025年第02期 35-43页

作者：常凯王建盛王巍赵泽乾范继斌中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所中国铁道科学研究院集团有限公司国铁川藏科创中心(成都)有限公司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中国铁道科学研究院集团有限公司科学技术信息研究所

随着我国西部地区铁路建设规模的不断扩大，隧道工程在复杂环境下的施工量测需求日益增长。针对铁路隧道施工，尤其是在复杂环境下的监控测量需求，通过现场调研、产品设计、测试应用等方法，研发一种智能综合量测机器人。该机器人集成... 详细信息

随着我国西部地区铁路建设规模的不断扩大，隧道工程在复杂环境下的施工量测需求日益增长。针对铁路隧道施工，尤其是在复杂环境下的监控测量需求，通过现场调研、产品设计、测试应用等方法，研发一种智能综合量测机器人。该机器人集成了运动系统与精准控制、高精度自主定位、智能量测与数据处理、三维扫描检测和有害气体监测等多项先进技术，在铁路隧道工程的应用测试中，验证了性能可靠性和工效优越性。研究结果显示，综合量测机器人的设计能够在极端复杂气候和环境下稳定运行，满足隧道施工对设站、定位、测量、监测、检测和监理等功能需求，在提升隧道施工量测效率、减少人为操作误差离散性、增强作业安全性方面更有优势。分析经济效益发现，机器人在人工成本和作业时间上展现出长期的良好成本优势。

关键词：隧道施工监控测量机器人少人化智能化

基于MBSE的铁路系统RAMS分析技术研究综述

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铁道运输与经济 2025年第2期47卷 68-78,88页

作者：陈家旭张景昱方兴王铭铭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

随着铁路系统的发展,其功能结构高度复杂、各专业强耦合关联、故障动态重构等特点愈发突出,传统RAMS分析技术在铁路系统应用显现出了一定的局限性,无法充分应对系统复杂性和动态变化的需求。通过对铁路系统RAMS内涵研究以及国内外应用... 详细信息

随着铁路系统的发展,其功能结构高度复杂、各专业强耦合关联、故障动态重构等特点愈发突出,传统RAMS分析技术在铁路系统应用显现出了一定的局限性,无法充分应对系统复杂性和动态变化的需求。通过对铁路系统RAMS内涵研究以及国内外应用现状总结分析,梳理了铁路传统RAMS分析方法面临的主要问题。在分析MBSE关键技术及在铁路系统应用现状的基础上,针对MBSE可构建多维度和多角度系统模型的特点,提出了基于MBSE的铁路系统RAMS分析技术总体思路,明确了系统MBSE建模与RAMS分析的集成流程,并详细阐释了基于MBSE的铁路运营任务RAMS需求分析、系统功能设计与RAMS集成分析、基于列车群运行的RAMS仿真验证等关键技术,为系统全面、客观准确地开展铁路系统RAMS分析评估、仿真计算提供了理论方法支撑。

关键词：铁路系统基于模型的系统工程(MBSE) 可靠性、可用性、可维护性、安全性(RAMS) 模型驱动系统集成

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