高铁内外部效益平衡理论

本文构建高铁内外部效益平衡理论,阐释高铁内外部效益平衡的必然性、必要性及其实现路径。研究认为:高铁内外部效益平衡是高铁可持续发展的重要内涵,应重视密度经济的关键指针作用;高铁内外部效益的不平衡与高铁经济行为主体目标的多元性和不相容相关;高铁内外部效益平衡可通过高铁运输需求增加、铁路产业打破经济垄断和行政垄断引入竞争、构建有责政府广义补贴机制进行动态调整。高铁内外部效益平衡理论对于降低基础设施投资风险,支持经济高质量发展意义明显。

高铁区位对中国异地投资的影响与异质性评价

作为一种特殊的跨区域重大基础设施,高速铁路(下文简称为“高铁”)开通减少沿线企业面临的要素约束,降低企业间的信息不对称和代理成本,促进沿线地区资本流动,影响城市间的异地投资。依托2008-2017年中国上市公司新建投资决策数据,以高铁所引致的连通性和可达性等区位条件变化为切入,分析和评价高铁对异地投资的影响及其空间异质性。研究发现:①东部地区连通性提升更快,西部地区可达性改善更显著;巨特大城市与中小城市的可达性和连通性的绝对差距不断拉大。②异地投资主要流向东部地区和巨特大城市,但地区差异呈缩小态势。③高铁区位对异地投资有显著正向影响,并且可达性的影响程度大于连通性的影响。④高铁区位对不同地区、不同规模城市异地投资的影响呈现差异性,连通性促进资金向东部地区和巨特大城市流动,可达性则能够显著提升西部地区及小城市对异地投资的吸引。

5G高铁专网覆盖综合解决方案研究和应用

5G高铁覆盖面临着资源占时短、瞬时容量高、车体损耗大、移动速度快、基站交替快和远近兼顾难等多重挑战。本文针对5G高铁专网的覆盖方案、容量方案、公专网频率协同方案、主设备与天线选型方案、优化创新方案五大关键点开展了对比论证和深入研究,并应用于某高铁规划建设优化实践中,提升了高铁客户的感知,满足了“5G高铁上车”过渡期的高铁场景5G覆盖需求,为后续高铁覆盖项目的应用推广提供了重要的参考。

基于脑电信号特征的高铁调度员疲劳状态识别

为增强铁路行车的稳定性与安全性,有效识别调度员的疲劳状态对行车组织的影响,基于脑电(EEG)信号特征,提出一种调度员疲劳状态识别方法,根据作业时间段划分调度员的疲劳状态,设计高铁调度模拟试验获取脑电信号数据,通过小波级数展开和傅里叶变换提取高铁调度被试的3种脑电波频域幅值作为特征值,结合调度员作业特征和脑电信号特征,验证疲劳状态的划分结果,通过Python语言环境搭建ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax这2种模型,基于深度学习方法,将输入特征转换为三维立体矩形模型,并优化调整权重,获得最优模型,从而判断高铁调度员的疲劳状态。研究结果表明:ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax神经网络模型对高铁调度试验参与人员的疲劳状态识别准确率分别为92.78%和99.17%;相较于支持向量机(SVM)模型,这2种模型可提升清醒状态和疲劳状态的识别精度,并降低运算时间,其中,MobileNet V2+SoftMax模型的识别准确率和运行速度最优。以MobileNet V2+SoftMax模型原理为内核,可以更快速准确地识别高铁调度员在长时间作业条件下的潜在疲劳风险。

高铁对沿线野生动物空间分布的影响特征及生境适宜性评价——以京广高铁武汉乌龙泉段为例

高铁作为中国重要的交通基础设施,其建设和运营不可避免会对沿线环境造成不同程度的影响。解析高铁对沿线生境的干扰特征,是实现沿线野生动物保护的重要途径。基于京广高铁武汉乌龙泉段乡野样本地的长期红外相机监测结果,分析高铁对沿线野生动物空间分布的影响特征,并筛选出当地陆地野生动物代表物种小麂,提取其分布点数据,利用最大熵(MaxEnt)模型预测小麂生境适宜区分布,分析气候、地形、人类干扰和水源4类环境变量的影响程度。结果表明:1)高铁对狗獾和黄鼬造成空间阻隔效应显著;2)小麂、白鹇、黄鼬、狗獾和貉均对高铁产生回避效应;3)代表物种小麂的适宜生境主要分布于核心区的中部,距离高铁的远近是影响小麂生境适宜性的主要因素,且高铁对小麂生境的最大影响距离约为1500m。根据野生动物生境区因高铁建设而受到干扰的情况,通过增加水源点、营造适宜动物生存的植被空间等措施促进其受损生境修复。研究结果可为高铁沿线受损生境的空间识别和修复提供参考。

高铁开通与边缘城市金融要素发展:极化还是涓滴效应

高铁开通对金融要素在核心城市和边缘城市流动的影响一直存在争议。本文采用区位熵、城市的金融规模和人口流动等因素区分金融要素集中的核心城市和相对不集中的边缘城市,并使用双重差分(DID)法进行实证检验。结果显示,高铁开通使边缘城市与核心城市的金融要素发展差距扩大,极化效应凸显,这一现象在不同区域间存在异质性,且距离愈远极化效应表现愈显著。伴随极化效应,区域内金融要素高度集中,金融要素市场潜力下降。研究结论为高铁开通下边缘城市扮演的金融要素角色提供了经验证据。

双循环视角下高铁建设对制造企业服务融合的影响研究

从国内国际双循环的新视角探究高铁建设对制造企业服务融合的影响。结果发现:高铁建设对制造企业服务融合存在显著正向影响;高铁促进了制造企业嵌入式服务水平提升,显著减少混入式服务融合;高铁建设通过国内市场可达性与市场竞争的增加促进制造企业服务融合;国际市场可达性和市场竞争的增加不利于制造企业服务化转型。

超导钉扎高速磁浮车-轨耦合动力学建模与仿真

为探究超导钉扎磁浮车辆高速运行动态特性,建立车-轨耦合空间模型,开展不同车速下的动力学仿真。结合有限元方法获得磁轨关系数学模型;基于牛顿-欧拉法建立车辆模型,引入截短梁描述建立永磁轨道模型;以磁轨关系为纽带获得超导钉扎磁浮车-轨空间耦合动力学模型;利用Matlab对模型进行仿真,分析轨道振动、电机法向力和轨道不平顺等对超导钉扎磁浮车辆-轨道系统动态响应的影响。结果表明:磁浮车辆系统的振动受轨道不平顺和车速的影响较大,受轨道振动的影响可忽略不计;在速度为620 km/h时,车体、悬浮架的最大振动加速度分别保持在0.5、8 m/s^(2)以下,具有较好的乘坐舒适性。建立的模型可为超导钉扎磁浮交通线路设计与参数优化等研究提供帮助。

高铁场景下意图驱动的网络智能运营研究

随着4G/5G网络的深入应用,高铁移动网络的用网体验成为人们持续关注的焦点。对高铁场景下意图驱动的网络智能运营进行了研究。充分利用大数据和AI技术等新质生产力技术,采用高铁车体移动指纹分析、切换序列判定等算法精准识别高铁用户,采用时序覆盖特征分析、频繁项挖掘算法等技术准确识别高铁路网覆盖情况,并以此为基础构建出高铁质差用户和小区的“评估-定位-闭环处理-效果验证”端到端闭环处理流程。

共建“一带一路”背景下中国高铁产业全球价值链地位比较研究——基于高铁关键设备及零部件数据的视角分析

评价中国高铁全球价值链地位的重要指标是高铁最具核心技术水平的关键设备及零部件。文章依据2013—2022年9类高铁关键设备及零部件的数据,测度其出口技术复杂度,分析了中国与另外17个高铁强国的优势和劣势,并评估了与共建“一带一路”11个国家的合作。得出结论:中国高铁关键设备及零部件与共建“一带一路”国家的贸易增长较快,但由于其关键核心技术水平存在一定差距,与其他高铁强国相比处于相对弱势;总体上看,中国高铁全球价值链地位较低。要提升其在全球价值链中的地位,可行的方略是通过共建“一带一路”,加快与共建“一带一路”国家在高铁领域的全方位合作,在合作中不断寻求新的发展模式、新的技术跳跃和新的地位跃升,增加中国对共建“一带一路”国家出口高铁关键设备及零部件的出口份额,进而提高全球价值链地位,实现由“高铁大国”向“高铁强国”转变的战略目标。

高铁建设是否缩小了区域创新差距?——基于多期差分法和社会网络分析

基于我国2005-2019年的城市面板数据,从高铁开通和高铁网络两个视角,实证检验高铁建设对区域创新差距的影响。结果显示,高铁开通对区域创新差距具有显著的缩小效应。区域异质性分析发现,高铁开通对区域创新差距的缩小效应对西部地区的作用更大,且在二线以上城市更为明显;机制分析表明,人力资本和物质资本是高铁建设影响区域创新差距的中介路径,且后者的作用更大;社会网络分析则认为,城市在高铁网络中的联系广度和中心性越高,高铁对区域创新差距的缩小效应越强。基于此,文章从优化高铁网络配置、改善要素流动机制和制定区域创新发展策略三方面提出了相应的政策建议。

高铁与旅游业包容性发展研究——基于2003—2020年284个地区面板数据

高铁能否促进地区间旅游业的包容性发展,这一问题缺乏实证研究.借助高铁开通的自然实验,该文考察高铁对旅游业的影响在不同经济水平、行政等级、公路和机场状况、旅游资源的地区间的差异.利用2003—2020年284个地级及以上行政区的面板数据,构造双重差分(DID)模型实施因果推断,发现高铁对旅游业的促进作用在经济水平落后、行政等级低、公路和机场状况差的地区更为强烈,在旅游资源不同的地区间无显著差异,该结论在此后的系列分析中保持稳健.上述结果表明高铁对促进弱势地区的旅游业发展更为有利,能实现地区间旅游业的包容性发展.该文研究结论为推动弱势地区的旅游业发展带来政策启示.

高铁气动荷载作用下隧道衬砌开裂体动力响应分析

根据高速铁路隧道衬砌壁面气动荷载特性,在理论分析及模型试验基础上,采用数值模拟对列车风作用下衬砌开裂体固有频率和动力响应进行研究,分析了衬砌开裂体尺寸和气动荷载加载频率及峰值的影响,对气动荷载作用下衬砌裂损处的安全性进行辨识.结果表明:开裂体固有频率与自身厚度之间存在线性关系,并随其长度增加而快速降低,下降幅度最高可达70.29%;开裂体位移响应随外荷载峰值增加而增加,且与荷载加载周期数正相关.外荷载频率接近结构固有频率时,结构的位移和速度均显著增加.当荷载频率为1和5 Hz时,开裂体悬臂端位移峰值分别为荷载频率3 Hz时的10.75%和13.62%.

面向高速铁路道岔设备故障处置的知识图谱构建与应用

为了解决道岔设备故障处置过程中产生的大量知识难以存储应用,半结构化故障文本数据不能直接检索和推理等问题,提出一种高速铁路道岔设备故障处置知识图谱的构建方法。以少量人工标注故障文本数据为基础,采用基于强化学习的方法搭建BERT-BiLSTM-CRF*深度学习模型抽取实体;根据知识领域特点和数据结构设计关系匹配模板抽取各实体间的关系;针对实体冗余问题,采用文本相似度与结构相似度结合的方法进行故障实体融合;以我国各铁路局近3年的高速铁路道岔设备故障文本为研究对象,累计抽取实体807个且标注准确率在90%以上,构建实体关系2232条。基于以上知识图谱构建的高速铁路道岔设备故障处置知识图谱直观展示道岔设备故障关系,实现不同实体对象间的数据关联查询,挖掘隐含关系,辅助道岔维护人员进行故障处置决策,实现道岔设备预防性维护,延长设备寿命。

高铁服务供给对碳减排的影响——基于空间溢出效应

交通基础设施建设深刻影响环境质量,却鲜有研究关注高铁发展对于碳排放的影响。本文基于直接环境效应和间接经济效应双重路径,理论剖析高铁服务供给实现碳减排的内在机制,进而将空间计量模型与连续型双重差分相结合,基于高铁服务频次数据实证考察高铁服务供给如何影响城市碳排放,及其在空间维度的溢出效应。研究发现,高铁服务供给有助于减少本地碳排放,同时具有碳减排空间溢出效应;时间维度上,高铁服务供给的本地减排效应立竿见影且渐趋强化,而对于周边地区碳排放的影响则存在明显的时滞特征;机制检验表明高铁服务供给能够基于交通工具替代发挥空间减排效应;高铁服务供给的碳减排效应在资源禀赋维度和地理位置维度表现出异质特征。本文进一步丰富了高铁与碳减排研究内容,既拓展了碳减排的交通基础设施建设路径,亦为高铁发展的环境效应提供了有力佐证。

稀疏可变形卷积与高分辨率融合的接触网螺栓病害检测

列车长期运行产生的震动易导致接触网螺栓处于松动、脱落等不良状态,接触网取流异常会严重影响行车安全。针对高速铁路接触网螺栓病害检测时,易受复杂背景干扰及螺栓松动病害难以检测等问题,提出一种稀疏可变形卷积与高分辨率融合的接触网螺栓病害检测方法。首先,构建稀疏动态可变形卷积构成的特征提取网络,通过增大感受野范围,来捕捉不同尺度下螺栓的形状特征,加强模型对螺栓小尺寸对象特征的提取能力。然后,设计高分辨率特征金字塔融合模块,将螺栓深层特征和浅层特征的高分辨率特征图进行充分融合,提高多尺度特征图的利用率。其次,提出基于连通域统计的螺栓松动判别方法,通过统计被截断螺栓的连通域个数,完成螺栓松动病害状态检测。最后,由高速铁路接触网螺栓检测试验得出:所提方法可以准确检测螺栓的缺失和松动病害,且具有较高的检测精度,相比改进前Mask R-CNN检测方法准确率增加了41.4个百分点、召回率增加了27.3个百分点、像素精确度提升28.11个百分点、F1-score达83.4%。同时,对接触网螺栓网络模型的检测效率进行试验,较Mask R-CNN的浮点计算效率提升了36.23%。对不同场景下接触网螺栓检测对比试验表明,所提方法具有良好的适应性和精确度,对于螺栓松动和缺失病害检测提供了更为准确的方法,对后期接触网智能化检测具有一定的参考意义。

交通基础设施建设与数字产业发展——基于再中心化工具变量的识别策略

数字产业发展是“十四五”规划的重要内容,也是中国从粗放型经济增长模式迈向高质量发展的重要一环。数字产业的发展不仅需要信息基础建设的支撑,也需要便捷的交通为高技术人力资本流动提供通道,为产业发展提供内生动力。实证上,以高铁开通的时间作为外生冲击,分析了交通基础设施建设对数字产业的发展作用,并通过反事实模拟方法构建再中心化工具变量并以此处理内生变量问题,消除遗漏变量带来的估计偏差。具体而言,以2008—2019年城市面板数据作为研究样本,市场可达性作为地方交通便利程度的关键代理变量,探讨城市新增数字产业相关企业数量与市场可达性的关系。研究发现,交通基础设施建设对数字产业发展具有较强的促进作用。进一步的机制分析表明,以客运为主的高铁开通促进了人力资本特别是高技能人才的流动,是促进数字产业发展的关键因素。文中模型参数识别机制为相似问题处理内生性提供了参考,实证结果也为发展数字产业提供了一定的政策启示。

基于深度强化学习的高铁客票动态定价算法

为了解决需求函数未知情况下的高铁客票动态定价问题。以最大化单列车期望收益为目标构建Markov多阶段决策模型并设计DQN(Deep Q Net)强化学习框架寻找动态定价最优策略。算法以当日收益为奖励,通过神经网络来逼近所有状态-动作组合的期望最优收益。为验证算法性能,基于市场动态和旅客行为,开发高铁客运需求模拟系统并进行仿真实验。实验结果表明,智能体动态定价策略可以在不同需求水平下灵活调整价格,其性能接近理论上界并且显著优于对比策略。

中外高铁建设的投融资模式比较研究

随着交通强国战略的逐步实施,有关高铁投融资的重要性日益凸显。对中外高铁建设的主要投融资模式进行归类分析,并从融资特征、适用范围、优劣势等方面,就政府融资、市场化融资和公私合营(public-private partnership,PPP)融资三种模式展开对比研究。结果表明,国外在高铁项目的市场化融资和PPP融资方面积累了较为丰富的经验,相比之下,中国大部分高铁项目是以政府融资为主;尽管日本、法国和瑞典等国在高铁投融资体制方面具有一定的差异,但合理的公共政策规划保证了项目的正常运营,其成功经验包括鼓励地方政府参与、积极引进民间资本、注重盘活存量资产和改进风险承担方式;为推动我国高铁项目投融资体制创新,应拓宽高铁项目筹资渠道,完善高铁融资支持政策,建立高铁融资保障体系。

异地独立董事与上市公司高质量发展——基于高铁通车与独立董事履职的视角

独立董事的尽责履职对推动上市公司高质量发展具有重要意义。文章以2004—2020年我国A股上市公司为样本,从独立董事履职的视角,对异地独立董事如何影响上市公司高质量发展进行了实证研究,并考察了高铁通车在其中的调节作用。研究发现,异地独立董事对上市公司高质量发展具有显著负向影响,高铁通车则有效缓解了这一影响。机制检验发现,异地独立董事因为监督、咨询和决策无效而不利于上市公司高质量发展,高铁通车则主要通过改善监督和咨询职能的发挥,缓解上述不利影响。进一步研究发现,高铁通车后不同背景特征的异地独立董事对上市公司高质量发展存在差异化影响。具体而言,高铁开通后,具有行业专长、学术背景、海外背景的异地独立董事比例与上市公司高质量发展显著正相关;而不论高铁是否开通,具有法律、财务背景的异地独立董事比例与上市公司高质量发展显著负相关。