铁路运输

盾构法修建正交下穿地铁隧道对上覆隧道的影响分析

方勇，何川

铁路运输

盾构法修建正交下穿地铁隧道对上覆隧道的影响分析

方勇，何川

在地铁工程中，常采用盾构法修建正交下穿隧道，新隧道的掘进不可避免地对既有隧道产生影响。采用三维有限元方法对正交下穿盾构隧道施工进行模拟，分析新隧道动态掘进时既有隧道位移、变形和内力的变化规律。模型中考虑了盾构机与管片衬砌的相互作用，以及管片衬砌结构的横观各向同性性质。计算结果表明，新隧道施工时既有隧道将产生不均匀沉降、不均匀侧移和扭转，且在对称面上出现最大值。对称面上管片的变形与受力出现先“加载”、后“卸载”、再“加载”的特点，同时该处的纵向弯矩不断增大，并在隧道底部产生较大拉应力。该文所研究的内容可为类似工程的施工提供参考。

盾构法；下穿隧道；有限元分析；横观各向同性

来源出版物：铁道学报，2007，29（2）： 83-88入选年份：2012

考虑车体弹性效应的铁道客车系统振动分析

曾京，罗仁

摘要：建立了铁道客车垂向振动系统数学模型。将车体看成两端自由的均质等截面欧拉梁，并考虑二系悬挂采用半主动减振器，导出客车系统的运动微分方程组，给出客车系统各模态共振速度的定义和计算公式。共振速度是车辆系统的固有属性，车体弹性振动各模态共振速度由车体的自振频率和车辆定距决定。计算车体一阶和二阶弯曲振动共振速度及对应的轨道波长，进行了客车系统在轨道简谐输入情况下的幅频特性分析和随机输入情况下的随机响应分析。通过计算可知，为了减小车体垂向共振峰值，车体一阶弯曲自振频率应尽量离开构架的浮沉自振频率；由于车体弹性振动的影响，车体端部的振动加速度和位移要大于中部，弹性车体模型的平稳性指标大于刚性车体；采用半主动减振器能够显著降低车体的加速度、位移和平稳性指标，但会使构架的加速度和位移有所增大。

关键词：铁道客车；弹性车体；共振速度；频率特性；随机响应

来源出版物：铁道学报，2007，29（6）： 19-25入选年份：2012

高速客车轮对动力学性能的比较

肖广文，肖新标，温泽峰，等

摘要：为了比较不同车轮踏面及轮对内侧距对高速客车动力学性能的影响，首先采用改进轮轨接触几何关系算法分析了不同情况下的静态轮轨几何接触关系，然后通过车辆/轨道耦合动力学模型，对高速客车蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过性能进行了动态仿真计算。数值计算中，主要考察了LM、LMA、S1002和XP55等4种车轮踏面和轮对内侧距由1350 mm到1360 mm变化的情况。结果表明，车轮踏面形状和轮对内侧距对高速客车动力学性能有重要的影响，且LMA型车轮踏面与1353 mm的轮对内侧距匹配具有较好的动力学性能。要确定合适的车轮踏面和轮对内侧距，须从轮轨接触关系的变化出发，综合评估车辆动力学性能。

关键词：高速客车；车轮踏面；轮对内侧距；动力学；车辆/轨道耦合动力学

来源出版物：铁道学报，2008，30（6）： 29-35入选年份：2012

高速客车转臂式轴箱定位转向架曲线通过特性

刘鹏飞，翟婉明，王开云

摘要：为研究高速客车转臂式轴箱定位转向架通过曲线时的蠕滑导向性能，基于多体系统动力学及车辆的稳态曲线通过理论，分析曲线上轮对的受力特点，采用动力学软件SIMPACK计算转向架高速通过曲线轨道时的导向蠕滑力，研究转臂结构参数对转向架运动状态和轮轨蠕滑力的影响。计算结果表明，转向架以欠超高状态通过曲线时，随着转臂长度和相对于轨面倾角的增加，转臂回转导致前轮对正向摇头角明显增大，产生更大的轮轨横向蠕滑力，使轮对向曲线内侧偏移，轮对横移量逐渐由负值变为正值；后轮对正的摇头角则不断减小，横向蠕滑力随之下降，受前轮对影响，后轮对向曲线内侧移动；转臂长度超过0.2 m后，转臂长度及倾角均会对转向架曲线通过性能产生明显的影响。

关键词：转向架；高速客车；曲线通过；蠕滑力

来源出版物：铁道学报，2012，34（9）： 20-25入选年份：2012

多状态多模式机械系统可靠性分析模型

宋冬利，张卫华，何平，等

摘要：基于混合理论建立多状态多模式机械系统可靠性分析模型。首先按照不同失效机理特征和同一失效机理不同失效等级的特征，把机械系统单元分为不同状态和不同模式，构建多状态多模式机械系统；其次，以混合图表述单元多状态多模式与单元综合多状态的逻辑关系，用混合算子给出由单元多状态多模式分布推导单元综合多状态分布的算法；第三，推导多状态多模式串联单元、多状态多模式并联单元的混合形式；第四，建立混合多状态系统可靠性分析模型，获得多级系统可靠度，避免两状态系统因忽略故障隐患和功能退化状态可能导致的重大危害，避免部件很多时采用独立算法可能出现系统可靠度趋于零的不合理现象。最后，高速受电弓下臂转轴系统可靠性分析的实例表明应用多状态多模式系统可靠性分析模型进行机械系统可靠性评估的有效性和优越性。

关键词：可靠性；多状态多模式；机械系统；混合分布

来源出版物：铁道学报，2012，34（9）： 33-39入选年份：2012

基于弹性需求的旅客列车开行方案优化研究

史峰，周文梁，陈彦，等

摘要：旅客列车开行方案直接影响着铁路旅客出行费用，从而导致铁路旅客运输需求的变化。通过分析与旅客列车开行方案相关的铁路旅客运输需求影响因素，构造旅客运输弹性需求函数关系，将旅客换乘方案的选择归结为弹性需求下的用户平衡分配问题，进而利用铁路企业与旅客之间的Stackelberg博弈关系，建立了基于弹性需求的旅客列车死行方案的双层规划模型，并设计了基于模拟退火算法求解的优化算法。算例分析表明，基于弹性需求的旅客列车开行方案优化模型和算法能够更好地优化旅客列车开行方案，使之与铁路旅客运输需求相吻合，从而产生更大的社会与经济效益。

关键词：旅客列车开行方案；弹性需求；用户平衡；双层规划；模拟退火算法

来源出版物：铁道学报，2008，30（3）： 1-6入选年份：2013

基于实测数据的高速动车组谐波分布特性与概率模型研究

杨少兵，吴命利

摘要：动车组电气负荷建模对牵引供电系统的设计以及电能质量相关问题的评估具有重要意义。本文基于大量实测数据，采用曲线拟合和概率统计方法，针对CRH2-200型高速动车组建立谐波电流模型，模拟受众多随机因素影响的动车组谐波概率分布特征。所建立的仿真算法求解速度快，且结果更接近实际情况。将其与牵引计算程序相结合，可用于构建一个具有快速数据交换能力的实用仿真平台。

关键词：动车组；电气负荷；谐波；概率模型

来源出版物：铁道学报，2010，32（3）： 33-38入选年份：2013

我国高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题

李群湛

摘要：在电力电子技术迅速发展与普及应用的背景下，本文借鉴德国模式，提出一种取电于公用电网而又相对独立的牵引供电系统。它能彻底解决电能质量问题，并完全取消电分相。结合现实，本文提出最小补偿容量的同相供电方案，建议研究三相接入电力系统的平衡接线变压器，一方面便于今后同相（无分相）改造，另一方面亦能与单相变电所实现同相供电。本文在对国内外现行AT供电模式的分析和借鉴的基础上，建议建立我国新的AT供电模式。

关键词：高速铁路；牵引供电系统；供电模式；同相供电

来源出版物：铁道学报，2010，32（4）： 119-124入选年份：2013

城市轨道交通车辆制动能量回收技术现状及研究进展

杨俭，李发扬，宋瑞刚，等

摘要：在分析城市轨道交通车辆制动能量回收的可行性与潜力的基础上，介绍国内外各种制动能量回收技术，分析不同制动能量回收技术的特点，指出制动能量回收技术存在的问题、拟采取的解决方案和国内外对此问题研究的热点方向，并对该领域的发展趋势进行讨论，对了解国内外该领域的技术现状和发展趋势提供可靠资料，有助于推动城市轨道交通车辆制动能量回收技术的发展。

关键词：城市轨道交通车辆；制动能量；制动能量回收

来源出版物：铁道学报，2011，33（2）： 26-33入选年份：2013

一种融合小波变换和数学形态学的图像边缘检测算法

胡晓辉，张晓颖，陈俊莲

摘要：针对传统图像边缘检测方法中出现噪边、边缘定位不精确等缺点，提出一种融合小波变换和数学形态学的图像边缘检测算法。先将图像进行小波分解，高频部分利用小波模极大值噪声抑制和尺度相关子带关联算法进行边缘检测，可以很好地减弱噪声；低频部分利用修正的形态算子进行形态学边缘检测，能够检测出弱边且定位准确；最后对两种方法得到的边缘图像进行融合。实验结果表明，该算法能有效抑制噪声，提高边缘精度并且定位准确。

关键词：边缘检测；小波变换；数学形态学；尺度相关；融合

来源出版物：铁道学报，2011，33（3）： 45-48入选年份：2013

高速铁路斜拉桥上无缝线路纵向力研究

闫斌，戴公连

摘要：采用带刚臂的梁单元模拟桥梁，用非线性弹簧模拟线路纵向阻力，并采用相关文献试验结果进行验证。以该模型为基础，建立塔-索-轨-梁-墩-桩的斜拉桥整体空间有限元模型。以沪昆高速铁路某（32+80+112）m槽型截面单塔斜拉桥为例，对斜拉桥上无缝线路纵向力传递规律进行分析；计算纵向力对斜拉索和塔墩影响；探讨桥梁截面形式、线路纵向阻力模型、斜拉桥约束方式、主梁和拉索温度变化、风压以及钢轨伸缩调节器设置位置等设计参数对纵向力影响；提出相关取值建议。

关键词：铁道工程；铁路桥梁；斜拉桥；无缝线路；纵向力

来源出版物：铁道学报，2012，34（3）： 83-87入选年份：2013

编组站列车解体方案与编组方案的协调优化研究

薛锋，王慈光，罗建，等

摘要：编组站列车解体方案与编组方案的协调是阶段计划配流优化的关键，配流方案作为解体方案和编组方案的函数，只有当二者确定后，才能实现列车的配流。分析到达列车的最早可能解体时刻和不同调机作业方式下出发列车的最晚必须开始编组时刻的计算方法。通过定义特征点、时间调整格等概念，可以固定出发列车的解体特征，从而简化编组顺序的调整环节，减少计算量。以先编组出发列车的单个配流方案为主线，采用编组解体双向配流策略，找出合理编组顺序的有效匹配解体方案。根据解体特征和解体序号矩阵，提出解编方案协调优化算法，实例证明该算法可以缩小编组站配流问题的规模，从而快速得出优化配流方案。

关键词：编组站；解体方案；编组方案；配流；协调优化

来源出版物：铁道学报，2008，30（2）： 1-6入选年份：2013

成网条件下地铁换乘量预测方法研究

张永生

摘要：目的：地铁换乘量预测是地铁换乘站设计、客流组织及安全应急预案编制的重要基础。近年来，地铁网络化运营快速发展，成网条件下地铁换乘量预测成为一个亟待解决的问题。本文在研究成网条件下乘客路径选择行为的基础上，结合全网客流分布规律，提出成网条件下地铁换乘量预测方法。

方法：首先，在考虑乘车时间、换乘次数、换乘时间和拥挤度等地铁服务水平变量的基础上，通过引入角度费用指标表述路网结构和路径走向等网络特征对乘客路径选择的影响，建立地铁乘客出行路径选择模型，分析乘客潜在的路径选择偏好。其次，基于各因素等效乘车时间换算和乘客对出行时间的容忍程度分析，使用K-最短路算法构造所有站点间的有效路径集合，结合首末班车限制设计MSA（Method of Successive Averages）法进行随机网络客流加载，构建不同时间粒度下各换乘站换乘量的统计算法。最后，基于北京地铁乘客出行特征调查数据标定地铁乘客路径选择模型，并利用本算法对北京市地铁换乘量进行预测，以验证本文预测方法的有效性和预测结果的准确性。

结果：首先，基于北京地铁乘客出行特征调查数据，分别标定了加入角度费用这一影响因素前后的地铁乘客在高峰和平峰期情况下的路径选择模型，标定结果显示：在高峰和平峰期情况下，乘车时间、换乘次数、换乘时间和拥挤费用等变量的t 值的绝对值均大于1.96，即有95%把握认为各参数估计值可信，拟合优度均大于0.2，满足检验要求。各因素的系数均小于零，表示乘车时间、换乘次数、换乘时间、拥挤费用和角度费用的增加将降低乘客对该路径的选择意愿，符合实际情况。通过比较发现，引入角度费用后的模型拟合优度明显提高（提高到0.7左右），因而可证明角度费用明显影响乘客路径选择行为。

然后，基于标定的模型对各因素的等效乘车时间系数进行计算，结果表明：乘客分别在高峰期和平峰期出行时，换乘次数增加 1次相当于乘车时间分别增加10.2420 min和14.4940 min；换乘时间增加1.00 min相当于乘车时间分别增加4.1968 min和3.1585 min；拥挤费用增加1.00 min相当于乘车时间分别增加0.8217 min和0.8157 min；角度费用增加1 km相当于乘车时间分别增加6.0960 min和6.1080 min。最终，基于本文算法对北京地铁换乘站的换乘量进行预测，结果显示：本文值和实际值的平均相对误差为8.58%。结论：第一，除乘车时间、换乘次数、换乘时间和拥挤费用等因素外，表达路网结构和路径走向的角度费用明显影响乘客的路径选择。第二，乘客在高峰期和平峰期的出行路径选择偏好显著不同：高峰期的乘客一般为通勤出行，更看重时间短的路径，因而对换乘时间更加敏感；平峰期的乘客一般为非通勤出行，更喜欢出行舒适而不繁琐的路径，因而对换乘次数更加敏感；而拥挤费用和角度费用对乘客的影响在高峰期和平峰期变化不大。第三，较其他预测方法，本文增加路径走向对乘客路径选择的影响，并将拥挤费用连续化，分高峰期和平峰期分析地铁乘客出行路径选择行为，而且客流加载时考虑首末班车的限制，换乘量统计算法考虑列车时刻表，因而本文的预测结果精度更高。

来源出版物：铁道学报，2013，35（11）： 1-6入选年份：2013

铁道车辆不同踏面等效锥度和轮轨接触关系计算

干锋，戴焕云，高浩，等

摘要：为了深入研究轮轨接触几何关系，针对国内铁道客运车辆车轮的4种典型踏面LMA、S1002CN、LM和XP55，采用简化法、谐波法、UIC519算法分别计算其等效锥度；编制一套轮轨接触关系软件 TPLWRSim，与国际通用的多体系统动力学分析软件SIMPACK和ADAMS计算的结果相对比，在不同轮轨关系计算工况下，给出用3种软件计算的4种标准踏面的等效锥度表，为新型踏面设计提供参考。通过比较不同算法的优越性，表明谐波法和UIC519能更准确地计算等效锥度。同时，给出4种踏面的轮轨接触特征，为实际线路车轮磨耗跟踪试验时分析车轮磨耗行为提供参考。这些轮轨接触特征在实际车轮磨耗跟踪试验中得到了验证。

关键词：等效锥度；简化法；谐波法；UIC519；TPLWRSim

来源出版物：铁道学报，2013，35（9）： 19-24入选年份：2013

编辑：张宁宁