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基于BIM技术的隧道洞口二三维同步设计方法研究

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铁道标准设计 2024年第1期68卷 138-145页

作者：徐博轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院) 西安710043

为解决设计人员完成隧道洞口二维设计文件后还需耗费额外时间进行BIM翻模的问题,提高隧道洞口设计质量,实现精细化设计目标。基于Bentley OpenRailDesigner CE软件对地形与线路中线支持的特性,结合隧道洞口设计流程与习惯,提出基于中心... 详细信息

为解决设计人员完成隧道洞口二维设计文件后还需耗费额外时间进行BIM翻模的问题,提高隧道洞口设计质量,实现精细化设计目标。基于Bentley OpenRailDesigner CE软件对地形与线路中线支持的特性,结合隧道洞口设计流程与习惯,提出基于中心数据库的隧道洞口二、三维同步设计方法;利用数字地形高程生成网格化地形模型,基于三维线路中线定位动态剖切地形模型生成横、纵断面,参数化驱动洞门设计模板图元,选取与地形适应的洞门类型并确定洞口位置;通过二三维互动的参数化交互方式设计边仰坡开挖及支护参数、明洞回填高度与坡度、端墙式洞门结构参数、洞口截水沟及超前大管棚设计参数;最后,通过这些设计参数同步生成三维BIM模型与二维设计图纸,并统计相关工程数量。利用C#、C++API接口研发了“隧道洞口二三维同步设计系统”。通过在西十、西康高铁项目中应用表明,该方法与系统符合设计习惯,能够实现隧道洞口工程的二维与三维设计与成果输出,在后续项目中具有推广应用价值。

关键词：隧道洞口 BIM OpenRailDesigner 设计方法参数化数量计算

基于CDEGS软件的高土壤电阻率地区主变电所接地网设计

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城市轨道交通研究 2024年第7期27卷 328-331页

作者：曹建设轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院) 西安710043

[目的]为解决高土壤电阻率地区主变电所接地电阻难以降低的问题,有必要对高土壤电阻率地区主变电所的接地网设计进行研究。[方法]结合该主变电所的地理位置条件及土壤电阻率特点,通过单一变量法确定了水平接地体的合理数量;基于CDEGS仿... 详细信息

[目的]为解决高土壤电阻率地区主变电所接地电阻难以降低的问题,有必要对高土壤电阻率地区主变电所的接地网设计进行研究。[方法]结合该主变电所的地理位置条件及土壤电阻率特点,通过单一变量法确定了水平接地体的合理数量;基于CDEGS仿真软件分析了水平接地体按指数非均匀布置时,接触电势、跨步电压及接地电阻的改善效果;提出了降低接地电阻的优化措施。[结果及结论]当水平接地网导体数量增加到一定程度后,导体的边际效应会大幅下降;垂直接地极对降低该主变电所的接地电阻作用不大,设计中不建议采用;采用深井接地极后,主变电所的接触电势、跨步电压均大幅降低,接地电阻也降至0.5Ω以下,均满足规范要求。

关键词：城市轨道交通主变电所接地网高土壤电阻率

基于工程限速和尽端式车站布置的广珠澳高铁速度目标值研究

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铁道标准设计 2024年第6期68卷 20-30页

作者：姬燕男轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院) 西安710043 陕西省铁道及地下交通工程重点实验室(中铁一院) 西安710043

高速铁路速度目标值对线路走向、工程投资、运营效果等影响较大。随着600 km/h磁浮列车下线、成渝中线高铁400 km/h标准的研究和推进,我国高铁技术正向集成化和高速化方向进一步发展。更高速度等级的高铁对线路平顺性、动车组加减速性... 详细信息

高速铁路速度目标值对线路走向、工程投资、运营效果等影响较大。随着600 km/h磁浮列车下线、成渝中线高铁400 km/h标准的研究和推进,我国高铁技术正向集成化和高速化方向进一步发展。更高速度等级的高铁对线路平顺性、动车组加减速性能、列控系统等提出了更高的要求。但与此同时,高速铁路大多引入发达城市主城区,受建构筑物及拆迁、站间距等工程控制,采用大曲线半径和较高速度目标值工程投资过大,且实际运营亦无法达速。广珠澳高速铁路是粤港澳大湾区内珠江东岸南北向重要的高铁通道,北端广州北至白云机场段距离仅为17.7 km,建构筑物林立;南端珠海鹤洲至横琴段距离仅为22.3 km,且横琴站为线路尽端式车站,所有列车均需在横琴站起停车。功能定位的重要性与工程条件的局限性相互矛盾,需合理确定其速度目标值。首先,结合400 km/h高铁创新发展技术分析得出,广珠澳高铁通道若采用400 km/h方案较350 km/h方案旅行时间仅节省2 min,工程投资需增加13.2亿元,路网协调匹配性差且存在技术风险;其次,从路网协调匹配性、工程投资、运营效果、客流影响、经济效益等方面对广珠澳高铁采用250,300,350 km/h三个速度目标值方案进行比选,得出广珠澳高铁通道宜采用350 km/h速度目标值方案;进而,根据工程条件并结合列车模拟牵引计算,分别研究得出广州北至白云机场段宜采用梯级限速200 km/h方案、鹤洲至横琴段宜采用350 km/h方案,由于所有列车均需在横琴站起停车,横琴进站端可采用小曲线半径改善线路引入条件、节省工程投资。研究结论有力地支撑了广珠澳高铁选择更合理的建设方案,同时为其他类似项目提供了思路和借鉴。

关键词：高速铁路速度目标值工程限速尽端式车站 V-S曲线阶级限速工程设置

铁路地理地质数据“本体域-变化域-状态域”三域关联的集成表达模型

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第6期49卷 1018-1027页

作者：张利国丁雨淋朱庆陈曦李函侃郭永欣王玮西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756 轨道交通工程信息化国家重点实验室陕西西安710043

面向铁路全生命周期沿线地理地质环境精准感知需求,针对持续变化的铁路地理与地质数据长期以来各自独立表达、分散管理、难以深度融合等问题,提出了铁路地理地质数据“本体域-变化域-状态域”三域关联的集成表达模型,首先,以地理地质环... 详细信息

面向铁路全生命周期沿线地理地质环境精准感知需求,针对持续变化的铁路地理与地质数据长期以来各自独立表达、分散管理、难以深度融合等问题,提出了铁路地理地质数据“本体域-变化域-状态域”三域关联的集成表达模型,首先,以地理地质环境要素“时空变化”链式关联为中心,定义了时空变化的参与者(要素)、驱动力(事件)和呈现模式(过程),然后,定义了状态级-实体级-过程级多层次时空变化关联关系,构建了轴面一体的铁路地理地质数据知识图谱,描述了“状态域-变化域-本体域”纵向映射轴“、对象-事件-过程”横向关联面之间的轴面关联关系,提出了知识图谱引导的“状态级-实体级-过程级”时空变化多域关联。以铁路高陡边坡施工典型应用为例,分析了该模型的可行性,进一步证明其重要意义和巨大应用潜力。

关键词：铁路地理地质环境铁路地理地质数据多域关联知识图谱时空变化

基于Bentley平台的铁路工程BIM设计关键共性技术研究

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铁道标准设计 2024年第5期68卷 22-28页

作者：何守旺轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院) 西安710043 中国铁建BIM工程实验室(中铁一院) 西安710043

铁路工程站前、站后各专业在开展BIM设计研发工作中存在研发进度不均衡、基础功能重复开发、应用标准不统一等问题,针对铁路工程BIM设计的基础、共性技术进行研究,并提出完成相关API库与程序开发的技术方案。通过对铁路线路空间位置计算... 详细信息

铁路工程站前、站后各专业在开展BIM设计研发工作中存在研发进度不均衡、基础功能重复开发、应用标准不统一等问题,针对铁路工程BIM设计的基础、共性技术进行研究,并提出完成相关API库与程序开发的技术方案。通过对铁路线路空间位置计算API库、基于线路中线的BIM模型构件布设与拼装、基于最小设计单元的专业结构树、BIM模型构件非几何信息添加、BIM模型剖切5项关键共性技术的研究,以Bentley平台为依托,采用C++/CLI混编和WebService技术,构建铁路线路空间位置计算API库与通用函数库,以最小设计单元的方式建立了专业结构树,利用.NET API二次开发接口,研发了铁路工程BIM设计辅助工具。该API库已在专业BIM设计系统研发中进行了集成与调用,辅助工具已在BIM设计中进行了应用。应用表明,该技术方案可提高铁路线路相关功能的研发效率,具有一定参考借鉴意义。

关键词：铁路工程 Bentley平台 BIM设计 API库最小设计单元专业结构树

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面向隐蔽双站反向散射网络的性能优化

电讯技术 2024年第7期64卷 1140-1146页

作者：尹沛桐李欢叶迎晖卢光跃轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院) 西安710043 西安邮电大学陕西省信息通信网络及安全重点实验室西安710121

针对双站反向散射通信(Backscatter Communication,BackCom)网络易遭受恶意窃听的问题,提出了隐蔽双站BackCom网络。推导了窃听者检测错误概率和BackCom传输中断概率来刻画其信息传输的隐蔽性与可靠性,并提出一种方法在满足隐蔽性约束... 详细信息

针对双站反向散射通信(Backscatter Communication,BackCom)网络易遭受恶意窃听的问题,提出了隐蔽双站BackCom网络。推导了窃听者检测错误概率和BackCom传输中断概率来刻画其信息传输的隐蔽性与可靠性,并提出一种方法在满足隐蔽性约束下来进一步提高系统的传输性能。利用统计信道状态信息,在高信噪比条件下依次推导窃听者检测错误概率BackCom中断概率的闭合表达式。通过联合优化窃听者的检测阈值和BackCom发射机的反射系数,构建一个BackCom传输中断概率最小化的非凸多维资源分配问题。为了解决该非凸问题,采用块坐标下降法(Block Coordinate Descent,BCD)将其分解为两个子问题。在此基础上,深入分析子问题的结构特性并利用目标函数关于反射系数的单调递减特性设计一种基于BCD的迭代算法,以此求解转换问题。仿真结果验证了分析结果的正确性并且所提方案能够提升基准方案的性能,当传输速率为0.1 Mb/s时,系统的中断概率能够降低至10^(-2);对于较大传输速率,系统的中断概率仍保持在10^(-1)以下。

关键词：反向散射通信隐蔽通信资源分配

基于振幅放大机制的周期钢弹簧浮置板轨道结构低频振动控制

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机械工程学报 2024年第3期60卷 155-169页

作者：冯青松杨舟郭文杰华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013

钢弹簧浮置板轨道结构因其具有良好的减隔振性能在城市轨道交通中应用广泛,但对于20 Hz以下的低频振动,尤其是人体敏感频率范围内(4~8 Hz)的隔振效果并不理想。鉴于此,引入振幅放大思想,设计了一种杠杆式隔振器,用于有效提升钢弹簧浮置... 详细信息

钢弹簧浮置板轨道结构因其具有良好的减隔振性能在城市轨道交通中应用广泛,但对于20 Hz以下的低频振动,尤其是人体敏感频率范围内(4~8 Hz)的隔振效果并不理想。鉴于此,引入振幅放大思想,设计了一种杠杆式隔振器,用于有效提升钢弹簧浮置板轨道在人体敏感频率范围内的隔振效果。基于钢弹簧浮置板轨道结构的周期性特征,采用能量泛函变分法并结合人工弹簧技术建立了配置有杠杆式隔振器的周期性钢弹簧浮置板轨道结构带隙特性分析模型;以带隙特性作为评价指标,从研究振动波传递的角度出发,系统地分析了配置有杠杆式隔振器的钢弹簧浮置板轨道结构中弯曲振动波的传递路径特征,验证了杠杆式隔振器对轨道结构中低频弯曲振动波的调控作用。在此基础上,进一步考虑列车荷载的作用,分析验证了动态轮轨力作用下杠杆式隔振器的低频隔振性能以及对轨道结构动力响应的影响。结果表明:杠杆式隔振器对浮置板轨道的低频弯曲波调控效果明显,由0~9.6 Hz成功调控至4 Hz以下;与普通浮置板轨道相比,4~8 Hz范围内传递至下部基础的力大幅度衰减,最大衰减约20 dB,同时,杠杆式隔振器对轨道结构的振动也有一定的抑制效果。

关键词：振幅放大周期性钢弹簧浮置板轨道带隙弯曲波调控低频振动控制

基于道岔分组的高速铁路车站咽喉通过能力计算

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铁道运输与经济 2024年第4期46卷 9-18页

作者：党杨瑞中铁第一勘察设计院集团有限公司轨道交通工程信息化国家重点实验室陕西西安710043

随着我国高速铁路成网运营,点、线能力不匹配的问题日益凸显,尤其是多条线路汇集的咽喉区成为限制车站通过能力的主要瓶颈。同时,列车密集到发,车流高度集中,高峰时段列车进出站频繁,进路交叉干扰加剧,这些特征均对车站咽喉带来很大压... 详细信息

随着我国高速铁路成网运营,点、线能力不匹配的问题日益凸显,尤其是多条线路汇集的咽喉区成为限制车站通过能力的主要瓶颈。同时,列车密集到发,车流高度集中,高峰时段列车进出站频繁,进路交叉干扰加剧,这些特征均对车站咽喉带来很大压力。因此,结合国内外学者已有研究,从咽喉通过能力计算着手,阐述咽喉通过能力动、静态影响因素,以进路为研究对象、车站拓扑图为依托,结合牵引计算,提出了基于道岔分组的咽喉通过能力图解思想及步骤。最后,以西安北郑西场为实例,将既有列车到发顺序作为输入流,经图解模型,得到最优进路分配方案视作输出流,并对结果进行定量分析。分析表明:相比于利用率法,图解法计算结果更准确,同时又能反映接发车进路所占用道岔组及时长。

关键词：高速铁路道岔分组咽喉通过能力牵引计算图论

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城市轨道交通灵活编组优势及实现条件分析

铁道标准设计 2024年第5期68卷 10-15页

作者：宋仲仲中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院) 西安710043

城市轨道交通列车编组方案影响因素众多,需综合研究确定。灵活编组能够实现客流需求与运输能力的精准匹配,提高满载率,降低牵引能耗和运营成本,对轨道交通绿色可持续发展具有重大意义。以某线路为例,对灵活编组的优势做定性和定量分析,... 详细信息

城市轨道交通列车编组方案影响因素众多,需综合研究确定。灵活编组能够实现客流需求与运输能力的精准匹配,提高满载率,降低牵引能耗和运营成本,对轨道交通绿色可持续发展具有重大意义。以某线路为例,对灵活编组的优势做定性和定量分析,并对“3+3”灵活编组方案的实现条件进行详细研究,结果表明:采用灵活编组方案,满载率能够提高约24.3%;牵引能耗降低约32.6%,全年可节省运营成本约1073万元,具有较好的经济效益;灵活编组对车站土建规模、场段规模均无影响;在站后折返线、停车线等区域进行解编联挂时,对配线长度基本无影响;为实现列车在线解编联挂,设备系统需增加相应的功能。

关键词：城市轨道交通灵活编组满载率牵引能耗运营成本