铁路线路平纵横实时联动设计方法研究

为解决铁路线路设计过程中手工操作繁琐、设计效率较低等问题,提出铁路线路平纵横实时联动设计的整体流程,研究基于AutoCAD平台和ObjectARX2010开发包的数字地面模型、平面交互式选线、纵断面横断面自动化设计、平纵横实时联动编辑优化等二次开发关键技术,实现了平纵横多视口设计、纵断面坡度自动化设计及坡度约束处理、纵断面高程控制点自动设置、平纵实体的多夹点式驱动编辑、平纵横多视口按里程同步显示等多项设计功能。应用实例表明,此方法可简化操作流程,提高线路方案设计及优化效率,为进一步提高选线设计的自动化、智能化水平提供辅助支持。

巴彦油田原油转运站铁路专用线接轨临河站方案研究

新建巴彦油田原油转运站铁路专用线主要服务于巴彦卓尔市地区油田,是巴彦油田年产200万吨原油的稳定的外运通道。结合项目运量预测以及临河站运量预测分析,研究了巴彦油田原油转运站铁路专用线接轨临河站II场(方案I)及接轨电厂专用线区间(方案II)两种接轨方案,从运输组织,工程实施、工程投资等角度分析,最后提出专用线接轨临河站的方案。

西南环线开通下的天津南环铁路车流组织优化研究

为充分发挥西南环线的作用,挖掘南环铁路潜在运能,在阐述天津铁路枢纽、南环铁路、西南环线现状的基础上,建立基于多商品流和虚拟弧的车流分配弧-路模型,模型以总运输费用最小为目标函数,利用数学优化软件CPLEX对模型进行求解,根据枢纽近远期预测的OD车流,对其进行车流组织优化分析,结合优化结果及天津枢纽布置形式,提出对北金联络线进行复线电气化改造、实施豆双和汊周联络线建设、加强衔接方向货物交流的枢纽优化对策,以提高南环铁路运输能力。

高速铁路轨道运维拨道技术研究

为探讨优化高速铁路拨道换板合理作业参数以进一步提升轨道板更换效率,以既有运营线拨道换板整修为研究对象,结合线上无砟轨道换板作业实际测试,建立了考虑钢轨、扣件、轨道关键部件的线路拨道有限元模型,研究了垫轨、拨轨状态下工装布置间距、扣件松开长度、温差等对拨道作业的影响,为更换不同类型、不同块数伤损轨道板提供数据支持与指导。研究结果表明:进行钢轨横向拨道作业前,需首先分析各垫轨、拨道工装以及轨距拉杆的相对布置间距,确定合理的工装布置方式。拨道作业时,扣件最大上拔力位于未松开的第1组扣件处,上拔力受工装抬轨高度及松开扣件长度的共同影响,与温度不相关,当扣件压力限值取18 kN时,在750 mm的钢轨横向拨道量条件下,线路总长度至少达到80 m即可保证扣件不发生上窜现象。钢轨的最大米塞斯应力位于轨距拉杆处轨底内侧,应力沿着从扣件松开处向拨道中心的方向减小,与钢轨材料弹性柔度成正相关。横向最大拉应力始终位于拨道横移加载处,应力状态均与扣件松开长度近似呈反比例函数关系,且满足钢轨允许最大拉应力限值要求。当施工轨温低于锁定轨温时为钢轨最不利受力情况,为了保证可一次性更换2块轨道板长度,建议最小线路总长度取120 m(扣件松开长度100 m)。研究结果可为进一步优化高速铁路轨道运维技术和保障高铁安全运营提供参考。

基于混合遗传算法的铁路物流中心布局研究

铁路物流中心的经济性和高效性取决于各个区域布局的科学合理性,兼顾经济和效率的原则,提出一种面向工程的铁路物流中心布局优化模型,以得到物流园区的最优布局方案。在优化模型中引入功能区转动变量,基于计算几何将功能区之间及功能区与不规则边界间的干涉情况作为罚函数纳入总优化目标函数中,从而增强优化模型的工程适用性,再采用混合遗传算法对模型进行全局最优解搜索。实例分析验证表明,该模型能很好地适应不规则边界,对物流中心的设计具有重要的指导作用。

编组站调车场尾部停车防溜器布置模式优化仿真研究

编组站调车场尾部停车防溜器对于防止溜放车辆溜逸,保障编组站停车防溜安全具有至关重要的作用。在阐述编组站调车场尾部停车防溜器布置模式现状的基础上,针对停车防溜器布置模式存在的问题,提出利用编组站调车场尾部停车防溜仿真软件模拟编组站调车场尾部的实际溜放过程,得到调车线有效长850 m和1050 m停车防溜仿真试验数据,通过对试验数据进行分析比较,探讨不同工况下停车防溜器布置模式对防溜效果的影响,提出停车防溜器布设建议,为编组站调车场尾部停车防溜设备布置方案提供理论基础和数据参考。

保忻铁路引入太原枢纽方案研究

本文根据保忻铁路引入太原枢纽的方案控制因素,结合太原地区铁路枢纽既有概况、规划及城市总规,研究考虑本线利用大西客专引入太原枢纽,提出了利用大西客专接轨的3个方案:忻州西站接轨方案、原平西站接轨方案、曲阳西站接轨方案,并对提出的方案进行了技术经济比较,研究推荐忻州西站接轨方案。

某型钢筋混凝土车挡设计探讨

车挡作为铁路上重要的止挡设备,设置于尽头线末端,目前主要有土堆式车挡与浆砌片石车挡,适用于一般尽头线,另外还有弯轨式车挡。装卸作业线尽头式线路的末端应设置遇碰撞摩擦不产生火花的挡车器和钢筋混凝土车挡。在浆砌片石车挡与土堆式车挡的基础上,设计一新型钢筋混凝土车挡,并将多个设计方案进行对比分析,从混凝土、钢筋数量、受力分析多方面进行对比,并提出推荐方案,方便于后续相关设计生产工作。

宁波铁路枢纽近远期客运能力分析与研究

宁波铁路枢纽是浙江省两个铁路枢纽之一,位于宁波市境内,是华东地区综合交通枢纽的重要组成部分。结合国家铁路局和浙江省联合批复的宁波铁路枢纽总图规划、既有客站分布、枢纽点线能力情况,分析宁波铁路枢纽近、远期运输能力,得出枢纽近期客运能力紧张,远期新建宁波西站后满足运能需求;同时,对远期不修建宁波西站的情况进行运能分析,得出宁波至宁波东双线区间能力不足,进而提出不修建宁波西站的替代方案,最后通过对比分析得出远期规划的最优方案。

如通苏湖城际铁路引入苏州地区方案研究

新建如通苏湖城际铁路连接江苏南通、苏州及浙江湖州,是长三角地区都市圈骨干城际线路,是一条城际客流和市域(郊)客流并重的城际铁路,是加快推动沪苏通跨江融合发展、都市圈同城化进程及长三角更高质量一体化的重要基础设施。本文结合国家中长期铁路网规划、既有客运站布局、城市规划、地区多层次轨道交通网络,在如通苏湖城际铁路苏州段线路总体走向方案引入苏州北站,后穿行苏州市区南下往湖州方案稳定前提下,围绕本线与通苏嘉甬铁路、苏锡常铁路的关系,对苏州地区多层次轨道交通网布局进行研究。

通苏嘉甬铁路引入嘉兴地区方案研究

新建通苏嘉甬铁路是国家高速铁路网“八纵八横”主骨架——沿海铁路客运通道的组成部分,长三角城市群的重要城际通道,长三角城市群“一核五圈四带”城镇体系的重要纽带。结合中长期铁路网规划、既有客运站布局、城市规划,详细研究了通苏嘉甬铁路引入既有嘉兴南站(方案I)及新建嘉兴东站(方案II)两种引入方案,从工程投资、旅客出行、规划符合程度等方面进行了深入分析,最后提出了通苏嘉甬铁路引入嘉兴地区的方案。

高速铁路引入枢纽方案研究——以平漯周高速铁路引入周口地区为例

平漯周高铁已列入《中长期铁路网规划》,是中原城市群与长三角城市群之间旅客交流的重要通道;是呼南高铁豫西通道和郑万、京广、郑阜等多条国家“八纵八横”高铁的重要联络通道。结合周口市既有铁路与规划铁路概况、周口地区客运量分析,详细研究了平漯周高速铁路引入既有周口东站方案(方案I)和新建周口南站方案(方案II)共两大系列方案,从工程投资、运营管理、工程实施、旅客出行、规划合理性等方面进行了深入分析,最后提出了平漯周高速铁路引入周口地区的方案。

寒区环境下CRTSⅢ型无砟轨道板抗拉时变可靠度研究

为探究CRTSⅢ型无砟轨道板在寒区环境下的时变可靠度,开展无砟轨道列车轮轨力现场测试及寒区温度场试验,基于试验数据建立列车和温度荷载概率分布模型,并基于随机抽样方法生成随机荷载变量样本,随后输入有限元模型计算寒区复杂荷载耦合作用下无砟轨道结构荷载效应,并引入极值理论对轨道板荷载效应尾部数据进行拟合,获取设计年限内荷载效应最大值概率分布模型,同时结合时变抗力分布建立轨道板抗拉极限状态功能函数,最后基于蒙特卡洛法分析不同结构抗力退化速率下的结构时变可靠度。结果表明:在寒区复杂荷载作用下,不同运营环境(无退化、低速退化、中等退化和严重退化)的轨道板抗拉可靠度均随运营时间增加而逐步下降。结构抗力无退化及低速退化情况下,轨道板抗拉可靠度变化趋势相近,均始终满足要求;中等退化情况下,在第19年时低于目标可靠度;而寒区运营环境即严重退化情况下,第11年时已低于目标可靠度。不同抗力退化情况对结构时变可靠度指标变化趋势有着巨大影响,在第60年时,抗力严重退化情况下的可靠度指标下降幅度达到无退化情况的12.8倍。为保证无砟轨道在寒区恶劣环境下的长期运营安全,在设计时应提高安全储备系数,对轨道结构进行周期性管养维护,以确保其良好的服役状态。

准静态下轮对脱轨安全限值研究

基于准静态下的三维轮对脱轨分析模型,推导轮对脱轨临界状态下的力学平衡方程,建立同时考虑轮轴脱轨系数和轮重减载率的轮对稳态脱轨评价方法。采用Shen-Hedrick-Elkins非线性蠕滑理论充分考虑轮轨蠕滑力对轮对脱轨安全限值的影响。结果表明自旋蠕滑率对轮对脱轨安全限值与安全域影响明显,若忽略自旋蠕滑率的影响,计算得到的轮对脱轨安全限值则偏大,使脱轨安全性评价标准变宽松,对车辆脱轨的评价产生不利影响。研究摩擦系数对轮对脱轨安全限值的影响,结果表明降低轮轨间的摩擦系数对车辆脱轨安全性有利有弊,轮轨间过低的摩擦系数也可能引发车辆脱轨,在确定合理的轮轨摩擦系数时应注意权衡车轮爬轨脱轨与滑轨脱轨。

都市圈多制式轨道交通系统有序度研究

为探究都市圈多制式轨道交通系统整体发展水平,利用协同学理论建立了基于序参量的系统有序度分析模型,对都市圈内各制式轨道交通系统的主次关系进行研究.以大西安都市圈为例,选取年周转量、年运输量、运营里程、资产总额、运营收益作为序参量,采用熵值法赋予序参量权重并对子系统有序度进行计算分析.得到系统有序度从高到低依次排列为:国铁干线子系统、城市轨道交通子系统和市域铁路子系统,确立了以国铁干线为主,城市轨道交通和市域铁路为辅的运输布局.结合大西安都市圈轨道交通各子系统发展现状,从规划建设、疫情防控、功能定位等方面对国铁干线子系统、城市轨道交通子系统和市域铁路子系统发展提出针对性的建议.可为都市圈综合交通枢纽的建设给予有益参考,丰富和完善多制式轨道交通系统相关理论.

高等减振轨道过渡段设置方案研究

研究目的:整体道床无砟轨道与高等减振无砟轨道刚度差异较大,连接处钢轨垂向位移和受力变化剧烈,本文建立车辆-轨道-过渡段动力分析模型,对比8种过渡段设置方案对钢轨垂向位移、钢轨挠度变化率和车体垂向加速度的影响,研究高等减振过渡段结构最优设置方案,并分析不同车速下列车垂向加速度以及钢轨挠度变化率的变化规律。研究结论:(1)较不设置过渡段,设置过渡段后钢轨最大挠度变化率下降幅度在50%~61%,车体振动加速度下降幅度在43%-65%;(2)过渡段长度从2块板增至3块板时,同一过渡级中钢轨最大挠度、车体垂向加速度变化不甚明显;(3)建议二级过渡采用刚度为0.03N/mm^(3),三级过渡采用刚度为0.046N/mm^(3)-0.03 N/mm^(3);(4)当车体速度由80 km/h增至140 km/h时,车体最大垂向加速度由0.026 m/s^(2)增至0.046 m/s^(2),增幅为77%;(5)本研究成果可为城市轨道交通高等减振过渡段工程设计提供参考。

柔性材料在CRTSⅡ型轨道板上拱整治中的应用

为了改善宽窄接缝服役性能和减小轨道板上拱位移,借鉴中间固定、两端伸缩的设计理念,创新性地提出了采用柔性材料填充宽窄接缝的整治方案。利用有限元理论,计算分析了宽窄接缝采用不同弹性模量的柔性材料填充后轨道结构的受力情况和变形特征。结果表明:采用柔性材料填充宽窄接缝,可有效释放轨道板内部温度力;随着柔性填充材料弹性模量的降低,宽窄接缝纵向应力先增大后减小,弹性模量降至17.8 MPa时纵向应力最大值降低92.3%;适当增加窄接缝的宽度,可使宽窄接缝受力均匀,减小纵向应力峰值;随着柔性材料弹性模量的减小,轨道板上拱位移先增大后减小;弹性模量为17.8~35.5 MPa、轨道结构整体升温50℃时,不同伤损高度下轨道板上拱位移均小于1 mm。

既有时速250km高铁提速轨道适应性研究

为进一步提升我国高速铁路运输水平,开展既有时速250 km高铁提速关键技术研究迫在眉睫,轨道作为直接承受列车荷载的结构,其速度提高后的适应性是影响列车安全平稳运行的重要因素。基于现场调研、有限元分析、数值计算等方法,针对有砟轨道、无砟轨道、轨道设计超高3个方面的适应性进行研究,并提出了时速250 km高铁提速轨道技术条件。主要结论如下:有砟轨道提速后会引起扣件、道床各动力指标增大,从而降低使用性能;无砟轨道提速后会使道床板和底座板纵横向弯矩增大,路基段道床板纵向弯矩增幅最大,为4.7 kN·m/m;考虑到安全富裕量,提速后路桥隧地段道床板和底座板配筋均能满足强度及裂纹宽度要求;提速后超高需进行相应调整,并满足不同速度下曲线半径及缓和曲线的相关要求;提速后应关注道床结构排水、轨道平顺性等,并符合现行规范相关要求。

基于轮轨接触关系的高速道岔转辙器钢轨廓形打磨方案

为提升车辆通过高速道岔时的运行平稳性,基于迹线法建立车轮与道岔钢轨接触几何计算模型,分析车辆通过道岔转辙器时的轮轨接触点对分布特性,发现轮轨接触位置不集中和突变是降低车辆运行平稳性的主要因素。以降低接触突变幅度为原则提出转辙器钢轨廓形打磨方案,并基于轮轨接触几何模型和车辆-道岔多刚体动力学模型,对道岔钢轨打磨的效果进行研究。结果表明:钢轨廓形打磨能有效降低道岔区轮轨接触不平顺和等效锥度,利于提升车辆的运行平稳性;打磨后轮轨横向力、车体横向加速度、脱轨系数的最大值分别降低了39.5%、7.4%、41.7%,该廓形打磨方案对提升道岔服役性能效果明显。

基于AFC数据的地铁乘客出行目的地实时预测

文章利用数据挖掘基本原理构建AFC数据挖掘引擎,从海量历史数据中提取特定卡号乘客的出行规律,当该乘客经过进站闸机时,引擎就可以准确预知该乘客的出站位置,这为更小粒度、更为精细的非集计短时客流预测提供了依据。成都地铁实例分析结果显示,文中提出的方法对持有固定智能卡的旅客目的地实时预测具有较高的精确度。