Review of recent progress in studies on noise emanating from rail transit bridges

In recent years, there has been rapid growth of Chinese rail transit networks. Many of these networks require elevated bridges. This results in a bridge-borne noise source, which occurs in addition to the main noise source （i.e., wheel-rail interactions）. Bridge-borne noise is attracting increasing attention because of its low-frequency noise characteristics. This review paper first analyzes the space distribution, spectral characteristics, and sound pressure levels of noise radiated by all-concrete, steel- concrete composite, and all-steel bridges, mainly according to experimental studies. Second, this paper reviews exist- ing theoretical prediction models of noise emanating from bridges： the semianalytical method, the Rayleigh integral method, the boundary element method, and statistical energy analysis. Several case studies are reviewed, and their results are discussed. Finally, according to the results of the current review, the main factors affecting bridgeborne noise are analyzed, several noise reduction measures are proposed for different types of bridges, and their effectiveness is demonstrated.

新工科背景下专业实习体系探索与实践——以轨道交通信号与控制专业为例

为适应新工科对人才培养的新要求,针对轨道交通信号与控制专业的实习体系在实践过程中存在的主要问题,通过深化产教融合、强化虚实结合、细化考评综合,建立纵向“三阶段”逐级递进、横向“双形式”互补的实习新模式,形成“一平台,双引擎,三大素质”的实习教学新理念,构建“一核心,三过程,九指标”的综合能力评价新机制。在实习组织形式、实习资源整合、实习评价方式等方面进行积极探索和大胆实践,对其他工科专业的实习教学体系建立有一定借鉴和参考意义。

基于车车通信列控系统的城市轨道交通列车运行效率分析

[目的]城市轨道交通T2T(车车通信)列控系统是一种新型的信号系统,其通过资源化管理方式对轨旁设备进行管控。为了验证该系统的优越性,需对该系统下的列车运行效率进行分析。[方法]针对T2T列控系统,基于资源管理层面和安全防护原理的特点,在折返工况下,将原本由联锁控制的双动道岔转变为两个单动道岔,并基于列车精确自定位实现ATP(列车自动防护),提高了岔区线路资源的使用能力;在区间和车站追踪工况下,通过前后车对于车速、加速度、所处线路位置等信息的实时互传,利用相对速度安全防护原理进一步缩小了列车的追踪间隔。通过上述两方面的技术革新,结合城市轨道交通线路的实际数据,对站后交叉渡线折返、站前单渡线折返、区间与车站追踪等运营场景进行了模拟仿真计算,确定了T2T列控系统的折返能力和区间追踪能力。[结果及结论]相较传统的CBTC(基于通信的列车控制系统),T2T列控系统在折返能力、追踪能力等方面均有着显著提升,更加适应于超大运量的城市轨道交通线路;T2T列控系统架构简单,轨旁设备少,尤其适合城市轨道交通的大修改造项目。

城市轨道交通全自动运行线路多专业速度控制与匹配设计研究

城市轨道交通多专业间的协调性是决定能否充分实现预期能力、发挥投资效益的关键环节,列车运行速度是其中一个重要方面,是城市轨道交通技术装备、技术标准、运营管理水平的重要标志。针对不同专业速度控制存在的重叠防护问题,通过剖析通信、信号、车辆、线路、环境等对全自动运行(FAO)线路列车运行速度的限制,提出列车自动运行(ATO)模式、列车自动防护(ATP)模式、蠕动模式和洗车模式4种典型运行模式下的速度匹配控制方案,讨论了根据线路等级速度拟定正线区间结构设计速度、车辆构造速度、车辆超速防护触发速度、车辆最大动态包络线计算速度、最高ATP顶篷速度、最高ATO目标速度的方法,并给出多专业匹配设计关键速度建议值。同时借助仿真手段,结合不同站间距设置与最短时间速度曲线计算,进一步针对速度等级为80,100 km/h以及120 km/h的线路分别讨论了站间距的匹配设计,建议三者站间距分别不少于1.0,1.4 km以及2.5 km。开展多专业速度控制与匹配设计的优化,有助于最大化发挥系统和设备性能,保证线路整体运营水平。

城市轨道交通基坑工程变形控制值研究

[目的]设置监测项目的变形控制值,对施工安全进行控制,以确保施工期间结构自身及周边环境稳定性,是城市轨道交通工程施工非常重要的工作内容。采用明挖法时,变形控制值因所处地质条件的不同而表现出较为明显的差异,需进一步明确不同地质条件下基坑的变形控制值。[方法]以北京地铁基坑工程为研究案例,分两个区域(西部、中东部)分别收集、整理了基坑工程的监测数据。选取基坑地面沉降、围护桩顶/墙顶处沉降、围护桩顶/墙顶处水平位移、围护桩体/墙体处水平位移作为监测项目,利用统计分析方法对这四类监测项目的控制值进行深入研究,并研究了变形值与基坑设计深度H的关系,针对两个区域基坑的四类监测项目分别提出了控制建议值。[结果及结论]这四类监测项目的控制建议值为:西部区域基坑建议分别取25~40 mm和0.10%H~0.20%H、15 mm、15 mm、25~40 mm和0.10%H~0.20%H;中东部区域基坑建议分别取30~50 mm和0.15%H~0.30%H、20 mm、20 mm、30~50 mm和0.15%H~0.30%H。

基于牵引网电压和空载电压的多储能系统区间能量管理策略

近年来,随着“双碳”政策的推动,储能技术在城市轨道交通中的应用愈发广泛,呈现出点到线的发展趋势。当一条线路中有多站安装储能装置时,想要进一步提升储能系统的节能效果,必须要解决不同站储能装置的充放电策略个性化设计,以及多储能间协调控制这两个问题。因此,该文提出一种基于实时牵引网电压和空载电压的多储能系统区间能量管理策略。该策略基于多个牵引变电站的空载电压和牵引网电压,对能量管理区间内的列车状态和列车剩余功率进行辨识,基于此计算区间内储能装置的充放电阈值基准值初值及基准值变化的斜率。为进一步提升节能和稳压效果,该策略基于充放电周期、牵引网电压超限频次及储能系统的荷电状态(SOC)等参数,对基准值及其更新斜率进行实时校正。该文在北京地铁的实际线路中进行了验证,结果表明,相较于基于本站空载电压的能量管理策略,提出的策略在降低系统能耗和稳定牵引网电压方面都具有显著的改善效果。

互联网+背景下虚拟教研室内涵建设

针对高校基层教学组织建设存在的一些问题,分析了虚拟教研室的成立背景、建设内涵,探讨了虚拟教研室的组织架构及保障条件,提出了以师资能力提升为导向,以课程建设为核心,以教学资源共享为途径,以开放课题研究为抓手的内涵建设途径。实践应用表明,通过加强虚拟教研室内涵建设,极大地提升了各参与高校的积极性,有效促进了各参与高校轨道交通信号与控制专业的专业建设水平,提升了人才培养质量。

基于主线不停运的城轨支线独立运营改造方案

研究目的:针对大型铁路枢纽接入已运营轨道交通线路引起的既有线改造问题,为满足铁路枢纽与轨道交通连接线(支线)施工期间主线正常运营不受影响,对改造涉及的运营组织与接轨方案进行系统研究,并对土建、轨道、接触网、环网与动照、信号、综合监控与通信系统等的改造及影响进行深入研究,在统筹考虑实施难度、投资与工期的基础上,提出实施风险最小、技术最合理的改造方案。研究结论:(1)既有高架车站与区间改造影响范围较小且相对可控,可以实现主线正常运营情况下新建独立运营支线工程;(2)为最大程度保障主线运营不受影响,在现有技术水平条件下,应尽量避免在运营天窗期进行各类信号光电缆的割接;(3)支线独立运营方案,应尽量采取措施将新建支线与主线相连、轨道相通,以利于车辆检修与维保,并增加运营的灵活性;(4)桥梁浇筑与平移施工临近既有线,实施阶段应进一步完善工艺衔接与交叉施工统筹,增加既有线安全保障;(5)本研究结论可为类似工程提供参考。

城市轨道交通超长隧道双车追踪模式下火灾烟气控制与人员安全疏散研究

[目的]城市轨道交通发车间隔一般较短,在超长隧道内会出现同方向行驶两列列车的情况,一旦发生火灾容易造成重大财产损失和人员伤亡,因此需对超长隧道双车追踪模式下的火灾烟气蔓延规律和人员安全疏散策略进行研究。[方法]采用FDS(火灾动力学模拟)软件和Path-finder软件,建立超长隧道火灾模型和人员安全疏散模型,对双车追踪模式下的火灾烟气蔓延规律,以及人员疏散进行仿真分析。[结果及结论]双车追踪模式下,前车尾部着火,通过临界风速纵向通风可保证前车火灾安全;火源下游烟气前锋的蔓延速度为3.20 m/s,至600 s时烟气蔓延至后车,620 s时烟气可完全覆盖后车;烟气温度沿隧道纵向衰减很快,且温度衰减符合双指数模型规律。双车追踪模式下,减小联络通道间距可减少人员疏散总时间,对人员疏散时离开列车的时间影响不大;开启列车端门和疏散平台一侧车门,可显著减少人员疏散时间。在超长隧道双车追踪的最不利火灾场景下,人员疏散存在困难,可通过减小联络通道间距保障人员疏散安全。

基于分布式协同控制技术的分散式无功补偿技术方案研究

结合实际工程的应用实例从分散式无功补偿方案的提出、分布式协同吸收方案的理论、具体工程方案的设计进行简单的论述。结合线路开通后的实际运行工况,利用设置于正线的能量回馈吸收装置实现了分散式无功补偿,该方案可减少或完全取消设置于主变电所侧的SVG容量,充分开发和利用了能馈吸收装置的能力,节约了工程投资,实现了既定设计目标。

基于边缘控制逻辑的车站机电设备监控系统一体化设计

[目的]现有城市轨道交通管理模式还是以线为对象进行管理,网络化管理效能还未能充分发挥,如何更加集约、有效地对城市轨道交通网络进行管理,已成为各地城市轨道交通运营企业所面临的共同课题。以车站机电设备集中管控为目标,提出了基于边缘控制逻辑的车站机电设备监控系统一体化设计方案。[方法]分析了城市轨道交通网络化管理发展趋势以及网络化管理制约因素;提出了基于IT/OT(信息技术/运营技术)融合的边缘控制自动化发展方向;介绍了既有车站机电设备监控系统的技术架构和基于机电一体化的车站机电设备监控系统建设方案,并分析了该建设方案的技术特点和实施效果。[结果及结论]基于边缘控制器搭建车站机电设备管理系统,形成云边端架构,可实现对车站机电设备的集中管理,使控制体系更简洁、更安全、更高效、更经济。试点结果表明,基于边缘控制逻辑的车站机电设备监控系统一体化设计方案可行,可提升网络化管理能力。

区域轨道交通跨线站配线方案研究

“四网融合”发展背景下,区域轨道交通网络化运营成为重要发展趋势,而跨线站则是实现不同轨道交通线路互联互通的关键节点,因此有必要对跨线站设计进行探究。从优化车站运输组织出发,对跨线站配线方案进行研究,为实际配线布设提供参考。首先,以跨线运营模式为研究对象,根据跨线前后信号制式异同,将跨线分为同信号制式跨线和跨信号制式跨线,分析两种跨线模式列车作业种类及流程,并研究两种模式下行车组织、承载客流形式、应急管理等因素对于车站配线设置的相关需求。之后,结合配线需求,针对同信号制式和跨信号制式跨线站,分别提出了配线布置原则。最后,基于布置原则,在进一步分析两种跨线站列车作业特征基础上,研究并提出适用于不同车站构型、不同客流特征的典型配线设置方法,并进一步考虑运输组织适应性、建筑规模、工程量等因素提出适应不同实际运营场景的建议方案。通过研究,对于同信号制式跨线站,建议以在发车端设单渡线、交叉渡线等配线为主;对于跨信号制式跨线站,结合当前技术条件建议增设到发线,并根据实际需求设置折返线等其他配线。

大型枢纽车站铁路信号系统增改工程设计与施工

新建广州白云火车站是未来广州市的重要交通枢纽,其规模庞大,情况复杂。该文结合现场施工实际状况,以广州白云火车站改造为例,详细描述白云火车站在新建和改建过程中,信号系统具体设计思路和施工总体技术方案,针对施工可能出现的问题,制定相应措施,确保改造工程顺利进行,为今后轨道交通枢纽信号系统施工积累经验。

城市交通轨道车辆管控虚拟重构方法设计

为确保自动驾驶车辆在道路交通环境中的安全性,并实现对其整体化和精准化组织调度,文章引入了虚拟车辆管控理论,深入研究了城市交通轨道车辆的虚拟管控重构方法。该方法采用多目标排序方式,对交通轨道上的车辆进行虚拟重构,设计了一种多目标虚拟线路交通轨道重构策略。此外,构建了轨道交通车辆的虚拟调度重构模型,并通过动态交互处理方式实现了虚拟调度的计算。经过测试验证,在不同路段的时间控制下,该方法表现出良好的实时请求接受和处理能力,实时请求接受率超过1.2%,证明了其高性能和高效率。同时,虚拟重构的车辆平均行驶速度误差控制在3.2%以内,体现了其高精准性。

基于改进浮动单元的城市职住平衡时间尺度估计——以广州市为例

已有研究对城市职住平衡的测度往往存在可塑性面积单元问题,且忽略了交通网络在职住联系中的媒介作用。提出一种改进的浮动单元法,构建基于道路和城市轨道交通网络的数据集,以时间为职住分析尺度生成浮动单元,运用手机信令数据对职住平衡进行测度。以广州市为例,对就业中心和居住区的职住平衡时间尺度进行估计。研究发现:广州市中心城区职住平衡时间尺度分布呈圈层式空间特征,职住平衡时间尺度从一级就业中心向外围先减小再增大;城市轨道交通缩小了就业中心的职住平衡时间尺度;一级、二级(不处于一级就业中心的辐射范围内)和三级就业中心的职住平衡时间尺度分别为32~40 min、14~28 min和10~20 min,而居住组团的职住平衡时间尺度主要依附于就业中心且受到城市轨道交通的影响。最后,提出在合适的时间尺度下对职住空间结构进行评估和优化住房和就业等资源配置,并重视城市轨道交通对职住空间结构的影响。

地铁轨道交通环控系统的虚拟仿真设计与实现

环控系统是保证地铁轨道安全运营的关键环节。为此,基于项目功能需求和虚拟仿真技术,对深圳地铁轨道环控系统进行了虚拟仿真设计与开发。首先设计虚拟仿真系统项目开发流程,进行三维模型和场景的构建,然后采用PBR的渲染流程制作高真实感纹理贴图,并运用Unity3D进行系统开发。该系统的开发为轨道交通环控系统的运维、救灾和培训实验建立了新的模式,有利于提高工作效率,降低培训和运营成本。

高职城市轨道交通通信信号技术专业工作手册式实训指导书开发与应用

随着城市轨道交通行业的快速发展,对相关专业技术人才的需求日益增加。高职教育作为技术人才培养的重要基地,其教学方法和实训模式的创新对于提高学生的专业技能和就业竞争力具有关键作用。通过对教学模式改革、实训室利用优化以及教学成效评估等方面的深入分析,提出工作手册式实训指导书的概念,通过整合理论知识与实际操作,构建一个全面、系统的实训教学体系,以提升实训室的使用效率,增强学生的学习动力和实践能力,同时通过多维度的评估和反馈机制,促进教学内容和方法的持续优化。

基于声子晶体的高速列车地板支撑层隔声研究

随着高速列车运营速度不断提高,轨道交通产生的振动噪声会严重影响列车的车内声环境,进而降低乘坐舒适性,因此针对列车噪声源部位的车体隔声设计至关重要。目前的隔声措施能够有效控制车内中高频噪声,而对于低频噪声的抑制效果还有待进一步提升。声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性结构材料,该结构不需要大尺寸即可在局域共振作用下形成低频带隙,进而抑制弹性波的传播从而起到低频降噪作用。基于声子晶体周期性理论,以车辆转向架部位地板的木骨支撑层为对象,研究声子晶体在木骨支撑层隔声中的应用,系统分析声子晶体结构的带隙特性和隔声特性以及基于声子晶体结构的支撑层隔声性能。研究结果表明:通过改变结构形式及其参数可实现对于声子晶体结构的带隙形成频带及其隔声特性的人为设计和控制;以高速列车地板中的木骨结构为对象,结合声子晶体理论将其设计为木骨和声子晶体组合结构形式,不仅能够保持声子晶体在0~220 Hz低频段和620~710 Hz频段优越的隔声性能,同时可极大提升220~620 Hz频段的隔声性能;既维持该层结构的支撑作用,又能很好提升隔声性能,在高速列车地板设计中具有很强的有效性和适用性。

基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法

在当前城市轨道交通快速发展的需求下,国内轨道交通安全相关系统的预评价方法尚不成熟,积累的各类故障、事故案例无法得到有效共享,导致实际工程中预评价工作难以开展。首先,构建了基于本体推理规则的Man(人员)、Machine(设备)、Media(环境)、Management(管理)及Mission(任务)的5M多因素信号系统安全知识库。其次,阐述信号系统预评估过程,结合案例分析和应用,形成了基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法。最后,从风险辨识质量和风险控制精准度等多方面将基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法与一般预评价方法进行比较,结果表明该方法能够从全生命周期角度对信号系统分阶段风险进行辨识并评定风险损失,风险辨识质量高、风险控制精准度高,且该方法的实施有利于加强城市轨道交通事前安全管理效果,同时也可为安全相关系统的风险预评价理论研究提供参考。

基于卡尔曼滤波的室内二次辐射噪声测量修正方法

地铁运营诱发的沿线建筑物二次辐射噪声已成为城市噪声投诉重要来源,大量的轨道减振措施因而得以应用。但是由于测试条件的原因,对减振轨道区间沿线的建筑物二次辐射噪声进行测试所获取的噪声信号往往与背景噪声信号差异较小,致使室内二次辐射噪声评估结果不稳定。为评估观测信号与背景噪声信号接近时的室内二次辐射噪声,提出一种基于卡尔曼滤波方法的楼板振动与室内噪声测试数据联合评估方法。首先,根据卡尔曼滤波器工作原理,提出室内观测噪声误差矩阵和经验公式预测方法误差矩阵的构造方法。而后采用向典型信号中掺入高斯白噪声的方法结合现场实测数据验证了该方法的可行性。最后基于该方法对比分析几种经验预测公式的效果。