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考虑磁饱和的永磁电磁混合悬浮系统磁力计算方法

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交通运输工程学报 2025年

作者：申璐张立伟修三木张孟磊刘涛北京交通大学电气工程学院深圳市长龙铁路电子工程有限公司

为了提高永磁电磁混合悬浮系统磁力计算的准确性和效率，综合考虑解析法计算速度快和有限元法计算精度高的优势，基于等效面电流法，将系统中的永磁体等效为电磁线圈，进而建立了永磁电磁混合悬浮系统的纯电磁线圈等效模型；基于电磁线... 详细信息

为了提高永磁电磁混合悬浮系统磁力计算的准确性和效率，综合考虑解析法计算速度快和有限元法计算精度高的优势，基于等效面电流法，将系统中的永磁体等效为电磁线圈，进而建立了永磁电磁混合悬浮系统的纯电磁线圈等效模型；基于电磁线圈电感的电流-磁链表达式，即非线性磁饱和模型和虚位移能量平衡法，推导适用于永磁电磁混合悬浮系统的磁力解析表达式；基于有限元仿真结果拟合各参数变量-气隙方程，确定了考虑磁饱和的永磁电磁混合悬浮系统磁力计算方法。分析结果表明：电磁线圈电感的非线性磁饱和模型可以有效表示磁饱和对于磁力计算的影响；流过永磁电磁混合悬浮系统电磁线圈电流分别为0、2.0、8.5和17.0A时，永磁电磁混合悬浮系统利用传统解析计算公式得到的磁力计算结果与传统有限元仿真结果的平均偏差分别为32.87%、20.02%、29.05%和25.67%，考虑磁饱和的磁力计算方法与传统有限元仿真结果的平均偏差分别为1.68%、1.64%、1.58%和1.37%，与试验测量的平均偏差为1.66%、1.77%、0.91%和1.35%，相比于传统解析计算公式，本文所述方法极大提高了磁力计算的准确性，与传统有限元仿真法相比，计算任务量成倍减少，计算效率极大提升，可通过较少任务的有限元仿真得到远高于传统解析公式准确性的磁力计算结果。

关键词：轨道交通磁饱和有限元法永磁电磁混合悬浮系统方程拟合

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空预器控制系统可靠性提升研究

机电信息 2025年第1期 8-11页

作者：陈昱昕广东粤电靖海发电有限公司广东揭阳515223

空预器在火力发电机组中扮演着重要角色,对于机组安全稳定可靠运行起着关键作用。现结合某火力发电厂发生的三个空预器异常事故案例进行深入剖析,探讨并总结提升空预器控制系统运行可靠性的相关举措,从原理上入手,在电气控制回路、相关... 详细信息

空预器在火力发电机组中扮演着重要角色,对于机组安全稳定可靠运行起着关键作用。现结合某火力发电厂发生的三个空预器异常事故案例进行深入剖析,探讨并总结提升空预器控制系统运行可靠性的相关举措,从原理上入手,在电气控制回路、相关判断逻辑和设备运行环境三个方面提出了切实可行的措施,从而能够全方位实现空预器控制系统可靠性提升。

关键词：火力发电机组空预器控制系统可靠性

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高效率高紧凑性垂直硅基光栅耦合器研究

光子学报 2025年

作者：段宁李聪聪袁征难师晨曦马丁琪曹鹏飞闫格兰州大学信息科学与工程学院兰州空间技术物理研究所兰州真空设备有限责任公司

聚焦于硅基光电子芯片光学接口的设计，以实现高耦合效率、低制造成本和高集成度的目标。采用形状优化逆向设计算法，结合动态参数更新机制，利用参数化剖面和加噪处理，快速生成初始设计方案。通过降余弦衰减策略调节参数更新率，加快... 详细信息

聚焦于硅基光电子芯片光学接口的设计，以实现高耦合效率、低制造成本和高集成度的目标。采用形状优化逆向设计算法，结合动态参数更新机制，利用参数化剖面和加噪处理，快速生成初始设计方案。通过降余弦衰减策略调节参数更新率，加快光栅耦合器优化收敛过程，有效降低计算成本并提高设计效率。设计出无需额外材料层的紧凑型光栅耦合器。光栅区长度为18μm，在100 nm线宽条件下，在1 550 nm波长下实现了-0.85 dB的单端口仿真耦合效率和28 nm的3 dB带宽。在10 nm刻蚀深度制备误差的情况下，实验单端口峰值耦合效率达到了-3.62 dB。对比于近期报道的光栅耦合器，在无需额外材料层的情况下，实现了220 nm硅层厚度的SOI平台上目前所知最高的耦合效率。此研究开发出一种高效率、低成本，兼具紧凑结构的光学接口，可为实现硅光芯片间的互联提供有效的解决方案。

关键词：集成光学硅基光栅耦合器形状优化逆向设计光学接口设计动态参数更新逆向设计

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一种新的长大埋深隧道围岩分级方法研究

铁道勘察 2025年

作者：马元中国铁路设计集团有限公司

长大深埋隧道的勘察设计精度常受地形及地表条件限制，导致围岩分级准确率不佳，进而遗漏不良地质风险，造成大量变更。因此，需要研究一种能够克服外部条件限制，又能够客观量化的围岩分级和开挖预警的方法。分析全国128座隧道的36821... 详细信息

长大深埋隧道的勘察设计精度常受地形及地表条件限制，导致围岩分级准确率不佳，进而遗漏不良地质风险，造成大量变更。因此，需要研究一种能够克服外部条件限制，又能够客观量化的围岩分级和开挖预警的方法。分析全国128座隧道的36821个电阻率及围岩分级样本相关性，并以东北某高铁隧道勘察为例，研究一种基于卡尼亚电阻率的新的围岩分级方法。通过测量相互垂直的电场和磁场，计算得到地下岩石电阻率，研究建立卡尼亚电阻率与岩体完整性相关关系；通过归一化电阻率，规避不同区域地质特性差异导致的物性参数标准不同等问题。通过对比验证，本方法获得的围岩分级、风险预警与施工图设计及实际开挖情况较为一致。研究结果表明，基于卡尼亚电阻率计算而得的岩体完整性系数Kr可以作为评价深埋隧道硬质围岩完整程度及开挖风险预警的量化指标。

关键词：高速铁路埋深隧道围岩分级综合勘察大地电磁卡尼亚电阻率归一化法

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荷载变化对高铁水下盾构隧道力学响应的影响

铁道勘察 2025年

作者：王帅中国铁路设计集团有限公司

为掌握高铁水下盾构隧道在变化荷载作用下的力学行为，利用有限元方法对隧道在不同埋深和水深条件下的内力和变形进行理论计算和分析，系统总结内力和变形的分布特征变化规律、量化表征关系以及相关的敏感性变化特点。研究表明，横断面... 详细信息

为掌握高铁水下盾构隧道在变化荷载作用下的力学行为，利用有限元方法对隧道在不同埋深和水深条件下的内力和变形进行理论计算和分析，系统总结内力和变形的分布特征变化规律、量化表征关系以及相关的敏感性变化特点。研究表明，横断面上的内力和变形分布特征主要受埋深变化影响，且不同位置的内力和变形水平变化规律各异。内力和变形与荷载呈正相关，同时横断面上内力和变形最大值与荷载基本为线性关系；除最大轴力、负弯矩以及最小变形外，其余内力与变形的最大值和最小值出现位置均不受荷载变化影响。典型位置内力和变形量均可用荷载的二元线性函数表示，相较之下轴力对水深变化更敏感，而弯矩、剪力和变形量则对埋深变化更敏感。各位置内力对荷载变化的敏感度基本关于拱腰连线对称。相较于水位变化，冲淤变化对水下盾构隧道结构受力更为不利。

关键词：高速铁路水下盾构隧道数值计算内力变形量化关系敏感性

大型枢纽地下站内GSM-R系统设计方案研究

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铁道通信信号 2025年

作者：邵一哲中国铁路设计集团有限公司

大型枢纽地下站是未来铁路建设的必然产物，也是全国铁路网络的核心要点。在进行大型枢纽地下站的GSM-R系统设计时，需考虑复杂地下站台房屋建筑结构对GSM-R网络信号的传播衰耗影响，复杂环境下工程实施的难度，以及广大乘客对美观舒适... 详细信息

大型枢纽地下站是未来铁路建设的必然产物，也是全国铁路网络的核心要点。在进行大型枢纽地下站的GSM-R系统设计时，需考虑复杂地下站台房屋建筑结构对GSM-R网络信号的传播衰耗影响，复杂环境下工程实施的难度，以及广大乘客对美观舒适乘车环境的实际需求。针对全封闭钢筋混凝土屏蔽罩加钢化玻璃开关门的站台形式，结合全封闭屏蔽罩内（轨行区域）、全封闭屏蔽罩外（站台上）、地下咽喉区等不同区域的建筑结构特点，对比不同无线终端设备选型，结合终端设备电气性能参数、Okumura-Hata传播模型进行站内GSM-R系统覆盖场强计算分析，列举3种无线中继设备组网方式，从实施难度、建设成本、应用经验等方面比选出最优的带屏蔽罩的大型城市枢纽地下站内GSM-R系统覆盖方案，为其他大型城市枢纽地下站内的GSM-R系统设计优化提供一定的参考。

关键词：大型枢纽地下站 GSM-R系统屏蔽罩 Okumura-Hata传播模型场强计算

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基于YOLOv5的轻量化管道漏磁信号检测

智能计算机与应用 2025年第1期 211-217页

作者：柴万昊杨弘道朱康梁君华卿粼波吴晓红四川大学电子信息学院达州帝泰克检测设备有限公司

石油天然气主要通过管道的方式进行运输，而油气管道会因各种内外因素导致缺陷的产生。为了实现对管道缺陷分布的精确定位，并且易于在边缘端进行部署，本文改进了YOLOv5网络。为了降低网络参数量，将YOLOv5的主干网络替换成更加轻量化... 详细信息

石油天然气主要通过管道的方式进行运输，而油气管道会因各种内外因素导致缺陷的产生。为了实现对管道缺陷分布的精确定位，并且易于在边缘端进行部署，本文改进了YOLOv5网络。为了降低网络参数量，将YOLOv5的主干网络替换成更加轻量化的MobileNetv3,并且优化了部分卷积的通道数；为了充分利用到真实框和预测框之间向量角度等信息，将SIoU作为YOLOv5的损失函数；最后将CARAFE上采样算子引入网络中，来获取较大的感受野。结果表明，改进后的算法相较于原始算法，参数量减少了79.8%,模型大小减少了77.4%,mAP提高了0.8%,在轻量化的同时提升了检测精度。

关键词：油气管道漏磁信号 YOLOv5 轻量化

基于CFD方法的跨海铁路斜拉桥桥塔气动外形优化研究

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铁道建筑 2025年

作者：陈金铭陶宇姜巍钟进坤吕朋朋宁波市市域铁路投资发展有限公司西南交通大学土木工程学院

为优化桥塔的气动外形，以某跨海铁路斜拉桥桥塔为研究对象，针对直角倒角、圆弧倒角两种倒角类型，基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)分析顺桥向、横桥向风力加载时桥塔断面的阻力系数，同时提出弧边比的定义，研... 详细信息

为优化桥塔的气动外形，以某跨海铁路斜拉桥桥塔为研究对象，针对直角倒角、圆弧倒角两种倒角类型，基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)分析顺桥向、横桥向风力加载时桥塔断面的阻力系数，同时提出弧边比的定义，研究不同比值下阻力系数变化的规律，并归纳总结出弧边比的取值准则。结果表明：设置圆弧倒角的桥塔典型断面的气动特性更优；根据阻力系数随弧边比变化的规律，弧边比的取值应不小于3/10，同时宽高比小于3/10的矩形断面，圆弧倒角的气动优化作用较弱；基于弧边比的取值准则对桥塔典型断面的气动外形进行优化，塔顶、上部、下部断面的综合优化率分别为5.87%、9.38%和3.20%。

关键词：铁路斜拉桥桥塔计算流体力学气动外形弧边比

25Hz相敏轨道电路智能监测系统的设计与应用

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铁道通信信号 2025年

作者：许岭李振锋刘平安中国铁路郑州局集团有限公司

针对25Hz相敏轨道电路室外设备电气特性参数采集方法不完整的问题，研发了一款可实时在线监测室内外设备电气特性参数的智能监测系统。介绍该系统的构成、工作原理，分析了系统安全性及模拟试验情况；阐述参数采集模块的设计思路，采集... 详细信息

针对25Hz相敏轨道电路室外设备电气特性参数采集方法不完整的问题，研发了一款可实时在线监测室内外设备电气特性参数的智能监测系统。介绍该系统的构成、工作原理，分析了系统安全性及模拟试验情况；阐述参数采集模块的设计思路，采集点的设置原则及应用，通信软件模块的功能等设计要点；给出了系统的故障分析诊断原则，通过实时在线的监测数据，可自动对轨道电路状态进行实时分析，并给出分析报告，对超出设定阈值和逻辑运算输出报警信息。试验结果表明：25Hz相敏轨道电路智能监测系统可以准确监测轨道电路的运行状态，并自动进行分析，输出报警，从而提高运输效率，保证运输安全。

关键词： 25Hz相敏轨道电路实时智能检测故障诊断数据分析