双洞双弯长陡坡导流隧洞明满交替流水力特性研究

双洞双弯长陡坡导流隧洞内,由于弯道螺旋流的影响,引起明满交替流流量区间增大,加之明满交替流的水力特性为非恒定流,导致洞内明满交替流的界定与导流设计流量的确定难度大幅增加。针对此问题,基于三维数学模型模拟,阐述洞内流态由明流经明满交替流转变为有压流的过程;提出携气有压流归为有压流范畴且作为明满交替流与有压流的分界流态;明确明满交替流的水力特征:上游相对作用水头为1.61~2.40;流态为自由面不连续且随时空变化;同一流量下库水位波动较大,内侧隧洞分流比随之呈正向变化,而外侧隧洞分流比则呈反向变化;沿程压力特性呈现有压流特性与明流特性交替变化,作用压力紊动性强。

大坡道长大隧道及隧道群环境下高速列车车内外压力波特性的实车试验研究

高速列车通过25‰单面坡隧道时,形成压力波和大气压两者耦合下的车内外压力变化特征,因此,有必要研究在隧道大气压持续变化下的高速列车通过大坡道隧道时的气动载荷和车内压力舒适性问题。采用实车试验的方法,获取动车组通过西成高铁西安北—汉中线路的列车车内外压力测试数据。研究结果表明:1)列车下坡通过25‰特长隧道时车外压力波动受隧道压力波与大气压的共同作用,整体呈上升的变化趋势;2)单面坡上坡和单面坡下坡隧道的长度由1541.2 m增大至8399.2 m时,列车车内外最大压力峰值越靠近隧道出口,单面坡隧道长度越长,列车车内外压力峰值越大;3)随着大坡道隧道长度的增大,列车头车和尾车的整车气密效率在不断减小,列车车内Δp/1 s、Δp/3 s、Δp/10 s和Δp/60 s在不断增大,相应的车内压力舒适性环境更恶劣,当列车通过长大坡道隧道群时,车内压力舒适性环境和列车车体的气密性能更差;4)与压力保护阀逻辑控制相比,压力保护阀全程关闭时列车车内压力和不同时间间隔下的最大压力变化量要更小,车内压力舒适性环境更优。

长大纵坡路段沥青混合料设计研究

车辙损坏是长大纵坡路段沥青路面常见的损坏类型,这对沥青混合料的高温稳定性提出了更高的要求。依托多哥壹号公路改建工程,对长大纵坡路段基于抗剪性能的沥青混合料设计进行了研究。首先根据现场调研情况,对同济大学车辙预估模型进行标定,使之适用于多哥壹号公路工程,进而结合路面容许车辙深度,给出沥青层混合料所需的抗剪强度要求。以此为依据,设计了AC13-1、AC13-2、Sup13-1、Sup13-2和SAC13五种级配。通过单轴贯入抗剪强度试验和车辙试验,优选出高温性能较优的级配,并检验其他路用性能。试验结果表明,基于工程所用原材料,Sup13-2级配的抗剪强度最高,其他路用性能也均满足要求,可作为壹号公路的施工级配。

超高陡度长波通拉曼滤光片的研制

长波通滤光片是拉曼光谱仪中滤除瑞利散射光的重要光学元件,更高的陡度能进一步提升其检测精度和范围。介绍了超高陡度长波通膜系设计方案与超多膜层高精度膜厚控制技术,基于磁控溅射技术实现了超高陡度长波通滤光片产品的制造。测试表明该产品的陡度优于0.5%,通带波纹优于4%,可实现532nm激光附近最低100 cm^(-1)的低波数拉曼检测。

山地城市市郊铁路连续长大陡坡设计方案

[目的]山地城市市郊铁路采用长大陡坡可以有效减少线路长度,降低工程投资,然而设置长大陡坡对列车运行不利,影响列车运营安全。为解决连续长大陡坡的技术难题,满足线路能力、运行间隔及行车速度等行车要求,应对山地城市市郊铁路长大连续陡坡设计方案进行研究。[方法]以市郊铁路重庆中心城区至南川线东温泉站—黎香湖站区间线路纵断面设计为工程背景,通过仿真模拟对列车在坡道上的牵引和制动性能、列车救援能力及闸瓦热容量等进行检算,并从车辆性能、行车间隔、运营列车救援措施及列车运营安全保障等方面提出相应措施。[结果及结论]山地城市市郊铁路连续长大陡坡线路纵断面采用连续陡坡+缓坡,即“坡度为35‰、长度为1000 m的线路+坡度为18.6‰、长度为250 m的线路”的组合形式,可以满足列车牵引起动、故障运行、坡道制动及列车救援等行车要求,从而确保列车运营安全。

基于多项Logit模型的山区高速公路事故致因分析

为分析山区高速长大下坡路段事故严重程度的影响因素,首先对地处陕西省、广西壮族自治区、云南省的典型山区高速公路长大下坡路段的道路交通事故数据进行深度调研,共获取2559条事故数据,然后基于上述事故数据,构建了多项Logit事故严重程度模型,对导致山区高速长大下坡路段交通事故的直接致因进行了分析。分析结果表明:肇事驾驶人超速行驶、违法装载超限、疲劳驾驶、操作不当、违法停车、车辆制动失效对山区高速长大下坡路段伤亡事故有显著影响。研究结果为改善山区公路的运营安全性,从根本上寻求已建成山区高速公路事故频发的有效办法提供了方向。

存在长大下坡道时进站信号机外方发码距离研究

针对列车运行于长大下坡道时存在的行车安全隐患、行车效率低等问题,分析列车运行过程中列车制动距离,给出存在长大下坡道时的发码距离设置及特殊短区间设计优化措施,保证行车安全。

基于DQN算法的货运列车长大下坡运行优化算法研究

为解决货运列车在长大下坡区段进行循环制动调速时,不合理的制动与缓解时机容易导致列车运行不安全的问题,文章以SS6B型电力机车牵引C80货车作为研究对象,建立基于质量带的列车动力学模型,将列车运行效率、运行安全性以及闸瓦磨损作为优化目标,综合考虑区段限速和制动缸充风时间约束,提出基于深度Q网络(deepQ-network,DQN)的列车长大下坡优化运行曲线智能生成算法,并通过与环境交互搜寻最优循环制动工况转换点。其利用经验回放和双网络机制对训练样本进行批采样,并通过对神经网络状态输入进行预处理;采用变ε-greedy策略对动作空间可行域进行探索,构建基于值函数的损失函数;通过批梯度下降方法对网络参数进行迭代更新。利用Matlab搭建仿真测试环境,仿真结果表明:通过随机生成入坡速度对列车长大下坡运行任务进行训练,累积奖励随训练次数逐渐收敛,验证了该算法的收敛性和泛化性;训练完成后,不同入坡速度下生成的优化运行曲线能够控制列车在达到限速之前施加空气制动,并在充风结束后缓解,保证了列车安全、高效运行,进一步验证了算法的有效性;另外,通过对不同学习率以及不同网络输入预处理后分布范围的平均累积奖励曲线对比,验证了该算法能够提升收敛速度和稳定性。该研究结果为进一步优化货运列车长大下坡区段运行曲线生成方法、保障列车运行效率和安全提供了参考。

基于运行速度分析的长大纵坡路段设计安全性评价

公路项目设计安全性评价是从安全运营角度对设计文件进行全面检验分析的过程,可以有效避免设计安全缺陷及不足,实现本质安全,减少事故隐患。采用运行速度分析法对某山区双向六车道高速公路设计文件进行安全性评价研究,采用预测运行速度的协调性进行评价。针对存在的连续长大纵坡路段,对大货车刹车毂温度进行预测和分析,提出相应的安全改善建议,以期提高公路运营安全。

适用于长大坡道的大功率轨道作业车研制及运用

为保证大功率轨道作业车在长大坡道安全运用,提出大功率轨道作业车设计方案:牵引传动系统、牵引控制系统、制动系统均采用冗余备份,作业装置设有机械锁闭机构且其锁定状态与大功率轨道作业车行走联控。大功率轨道作业车的线路运行性能专项试验和现场运用实践表明:大功率轨道作业车牵引和制动性能满足日常作业和高原作业时的安全要求,解决长大坡道基础设施检修作业和安全运用的难题,但在长大坡道连续调速运行时不适合采用空气制动。

连续长大下坡心率与线形指标关系模型

山区高速公路连续长大下坡路段受道路条件和不利气候条件影响,发生交通事故的可能性和严重程度均相对较高.本文以提升连续长大下坡路段交通安全水平为出发点,通过典型山区高速公路连续长大下坡路段实车试验,采集驾驶员生理指标数据,并以心率增长率作为表征驾驶员心理变化的指标,建立了驾驶员心率增长率与车辆驶离连续长大下坡路段起点的距离、车辆所在坡段的曲率和车辆运行速度的关系模型;提出了基于驾驶员心率指标的连续长大下坡路段路线安全性评价方法;建立了评价标准和评价流程.本文模型充分考虑了连续长大下坡路段道路环境和车辆行驶特征,可以为山区高速公路路线安全设计提供理论支撑.

考虑制动器温度的连续长大下坡纵坡设计方法

为提升连续长大下坡路段安全水平,研究一种基于制动器温度的纵坡设计方法.以7个典型连续长大下坡路段为研究对象,分析了下坡速度、车辆总质量对特定连续长大下坡路段货车制动器温度的影响.并以车辆到达连续长大下坡终点的制动器温度、制动器温度达到200℃和260℃时距连续长大下坡起点的距离为特征值,分析了采用等效平均纵坡单一坡度和设置缓坡两种展线形式对货车制动器温度的影响,提出了连续长大下坡路段区段划分量化标准和纵坡设计建议.研究表明:从降低货车制动器温度角度考虑,连续长大下坡路段应尽可能采用单一坡度展线,相邻坡段采用不同纵坡坡度时坡差不宜过大,特别是下部区段.

连续长下坡路段的安全坡长

分别观测了试验路段试验车与实际货车的刹车毂温度,通过SPSS软件分析了刹车毂温度与长下坡路段坡度、坡长、车辆下坡速度及货车总质量之间的关系,建立了长下坡路段货车刹车毂温度预测模型,并以此为基础给出了长下坡路段合理的安全坡长。研究结果表明:长下坡路段安全坡长、一般安全坡长、极限最大坡长对应的刹车毂温度可分别为200℃、220℃、260℃;通过刹车毂温度预测模型可确定不同等级公路的合理坡长。

振动减速带对行车安全的影响及控速效果分析

为降低重型车辆在山区高速公路长大下坡路段的事故率,通过在此类路段设置新型的沥青混凝土减速带,利用振动知觉对驾驶员施加减速压力,提高行车的安全性。采用轮荷冲击系数、动载荷系数和振动加速度均方根(RMS)等3项指标对该型减速带的安全性和控速效果进行评价,并利用车辆动力学仿真试验与实车试验相结合的方式,对沥青混凝土减速带的几何外形、尺寸等进行优化设计。依托云南省罗富高速公路长大下坡路段开展应用,通过多点断面采集车速数据分析振动减速带的控速效果。结果表明:经过振动减速带前后,超过路段限速行驶的重型车辆比例从98.2%降为30.4%,且交通事故率和人员伤亡率均明显下降;优化设计后的振动减速带既能满足控速要求,也不损伤车辆、乘员及货物等。

基于货车制动安全的公路长大下坡可靠性设计方法

为了提高长大下坡路段的交通安全水平,提出了基于货车制动安全的公路长大下坡可靠性设计方法.以现行公路工程结构可靠度设计统一标准为依据,对纵坡可靠度进行定义,以货车制动器制动效能下降的临界安全温度作为约束条件,建立了货车下坡过程制动器温升模型的功能函数,推导了纵坡可靠性计算模型,提出了纵坡可靠性计算模型的求解方法.采用此方法并结合工程案例,得出了事故路段的可靠度.该结果示范了纵坡可靠性设计方法的应用,并验证了可靠性设计方法的合理性.最后,基于可靠性设计方法,计算了高速公路组合纵坡的不同平均纵坡值所对应的最大安全坡长.

考虑坡长因素的纵坡坡度对交通事故的影响分析

为了研究连续下坡道路的坡度、坡长与事故的关系,采集了5条典型连续下坡路段(总长度为76.68 km)的1 276起事故数据。从事故起数沿下坡方向的里程分布规律可以看出,事故集中分布在下坡路段的下半段,并且随着里程的积累而增加。对事故率与事故地点坡度和一定坡长的平均坡度分别进行线性和指数回归,对比回归结果和方程的样本决定系数R2,显示事故率与平均坡度的相关关系较事故率与地点坡度的相关关系更为显著。

基于抗车辙性能的长大纵坡沥青混合料设计

针对沥青路面长大纵坡路段车辙病害比较突出的现象，为最大限度降低路面的早期破坏，提高耐久性，以沥青混凝土AC-20为基础，通过对矿料级配进行优化设计，得到了一种抗永久变形能力更强的紧密骨架密实结构；选取BMF（北美孚）和浙江石金GBF两种玄武岩纤维，分别采用掺量0．2％、0．3％和0．4％进行车辙试验，分析不同纤维掺量对沥青混合料高温抗变形能力的改善效果。研究结果表明：优化设计后的SAC粗集料断级配是一种抗高温永久变形能力很强的矿料级配；玄武岩纤维沥青混合料的动稳定度得到提高，当纤维掺量在0．2％～0．3％时增长率比较快，掺量超过0．3％时增长率开始下降；AC_20沥青混合料玄武岩纤维BMF最佳掺量为0．35％，GBF最佳掺量为0．31％。研究成果可为长大纵坡路段沥青路面设计提供参考。

长大纵坡路段沥青路面车辙规律及影响因素

长大纵坡路段由于特殊的纵坡条件,车辙病害很严重,极大影响了行车安全。基于长大纵坡路段车辙病害的实地调查,分析了车辙沿纵向、横向和深度方向的分布规律,研究了慢速交通对路面车辙病害的影响。研究结果表明:长大纵坡路段沥青路面车辙横向和深度方向的分布规律与常规沥青路面一致;但同一坡度下,车辙深度由坡底至坡顶逐渐增大,坡度越大、坡长越长、车辆行驶速度越低,路面车辙深度就越大;对于沥青混合料这种粘弹性材料,车辆低速行驶相当于增加了荷载作用时间,从而导致车辙迅速增加。

长大坡道铺设无缝道岔可行性分析

基于有限单元法建立无缝道岔非线性阻力计算模型,分析不同工况条件下的钢轨纵向力及位移。计算结果表明:坡度对无缝道岔的受力及变形是不利的;随着阻力减小区段距道岔距离增加,钢轨纵向力、最大位移增加,尖轨相对基本轨的位移减小。道床捣固不密实引起的道床纵向阻力减小,会显著增大道岔各部分受力和变形。建议:(1)在大坡道地段,宜采用全长淬火钢轨或高强度钢轨;(2)在进站道岔前列车频繁制动地段、无缝道岔尖端、辙跟、叉心处宜布置观测桩,随时观测无缝道岔的爬行情况;(3)加强无缝道岔防爬锁定;(4)加大上坡方向道床的堆积厚度,并加强捣固。

连续长坡路段组合线形与驾驶员瞳孔大小关系的试验分析

为了研究连续长坡路段道路线形与驾驶员瞳孔大小的关系,提高连续长坡路段行车的安全性,通过实车试验,利用眼动仪、GPS等设备采集驾驶员在某连续长坡路段上行车时的实时瞳孔直径和车速等数据,定量分析后建立了驾驶员瞳孔大小变化百分比（APCPS）与坡度、角度变化率（CCR）之间的关系模型。结果表明：在连续长坡路段上、下坡方向行车时,驾驶员的APCPS与坡度存在二次函数关系,上坡方向的APCPS随坡度增加而增加,下坡方向的APCPS随坡度增加先减小后增大;APCPS与CCR存在三次函数关系,上、下坡方向的APCPS随CCR增加均先减小然后增大后再减小;坡度与平面线形综合作用时,上、下坡方向的APCPS呈现相似的变化规律。