基于运行图优化的重载牵引负荷削峰策略研究

重载铁路牵引负荷具有功率大、随机波动性强的特点,既有牵引负荷削峰方法需要储能装置,成本投入大。基于运行图的合理优化进行牵引负荷削峰,可提高现有行车密度,且具有较好的经济效益。本文通过分析列车追踪间隔对牵引变电所功率的影响,建立基于运行图优化的牵引负荷削峰模型,基于遗传算法求解列车最小追踪间隔,并以实际案例分析了模型效果。

400km/h高速铁路列车的荷载图式研究

为确定适合400 km/h高速铁路的荷载图式,参考《京沪高速铁路设计暂行规定》中确定0.8UIC荷载作为高速铁路列车荷载图式所使用的方法,以包络德国ICE列车、中国ZGS和中速列车的换算均布活载动效应为原则,提出将0.65UIC荷载作为400 km/h高速铁路列车荷载图式;然后,在时速400公里高速列车作用下,对24、32、40 m 3种跨度简支梁桥,基于车桥耦合振动分析方法得到车辆动力响应,在此基础上研究动力系数、竖向挠度、梁端竖向转角和轨面不平顺等现行规范指标在0.65UIC荷载条件下的适应性;最后,讨论采用0.65UIC荷载作为设计荷载时,离心力、牵引力和制动力限值对400 km/h高速铁路列车的适应性.结果表明:在现行规范基础上,将0.65UIC荷载作为400 km/h高速铁路列车荷载图式进行桥梁设计是可行的,采用该荷载图式计算的桥梁设计指标限值和设计荷载限值较运营车辆与桥梁间的响应具有一定安全储备.

考虑客座率偏好的动车组周转计划编制研究

针对当前动车组周转计划在列车运行图“抽线”时所出现的客流适应性差问题,提出考虑客座率偏好的动车组周转计划编制方法。以列车运行线为节点、列车运行线衔接关系为弧构建时空网络,弧的费用用接续时间的函数表示,则一条动车组交路可以表示为时空网络中的一条路径。在考虑动车组接续效率的同时,提出将客座率相近的运行线编至同一条动车组交路的客座率匹配关系,并将其表示为运行线间是否可以接续的一个约束条件,从而将动车组周转计划编制问题转化为一类带特殊约束的最短路问题。设计了基于Cplex的分组求解方法。所生成方案除了满足动车组使用效率优化的传统目标外,客座率相近的运行线被编制在同一条交路中,以适应抽线方式对动车组周转交路的需求。

双线系杆拱桥对不同列车荷载的适应性分析

以一座跨度为128 m铁路双线系杆拱桥为例,基于TB 3466—2016《铁路列车荷载图式》,在ZK,ZC,ZKH,ZH(Z=1. 3)列车荷载作用下,分析系杆拱结构受力及变形性能,探讨其适应性及控制因素。研究结果表明:主梁结构在4种列车荷载作用下均满足规范要求,在ZK,ZC列车荷载作用下,主梁结构强度及抗裂安全系数均较大,可采用适当减少预应力配置等形式进行优化调整;在ZH(Z=1. 3)列车荷载作用下,拱肋横向稳定安全系数接近限值,且拱肋与拱脚连接位置8 m范围内强度安全系数超规范限值,钢管厚度需增加,表明该桥型控制因素为拱肋结构受力及拱肋横向稳定性;结构刚度均满足规范限值,挠跨比最小值亦达1/5 000,反映了系杆拱桥刚度大的特点;双线系杆拱仅在ZH(Z=1. 3)列车荷载作用下需局部调整结构尺寸,其余均可满足结构受力及变形要求,表现出良好的适应性。

列车荷载图式对桥上无缝线路纵向力的影响分析

桥上无缝线路纵向力计算分析是桥梁和轨道专业的重要工作内容,本文以新发布的《铁路列车荷载图式》为背景,针对新发布的荷载图式与以往中-活载的差异,结合轨道和桥梁的实际设计参数,深入计算分析不同荷载图式的无缝线路纵向力,并将新荷载图式与中-活载的计算结果进行对比,掌握不同荷载图式对无缝线路纵向力的影响规律。研究成果为采用新的荷载图式进行无缝线路纵向力计算、桥梁和轨道设计检算提供支持。

基于荷载包络图的铁路道床-路基结构安定性分析

将静力安定解析方法与数值模型相结合发展了一种高速铁路道床-路基结构承载性能安全评价的安定分析方法。通过引入安定荷载包络图,给出了某一结构组合和材料参数情况下道床-路基结构所能承受的最大荷载组合。研究结果表明:在任意给定的摩擦系数情况下,始终存在“最佳”的道床摩擦角、道床与基床表层的厚度比和弹性模量比,使得道床-路基结构在外荷载作用下具有最优的承载性能。研究结果在满足安全性和稳定性的前提下,可最大程度地发挥材料的塑性潜力,降低工程造价,也为合理评估高速铁路结构承载性能的安全性提供理论依据。

高速铁路列车荷载图式对400 km/h动车组的适应性研究

本文对我国高速铁路列车荷载图式的制定背景、原则及考虑的运营列车进行调研分析。选择常用跨度桥梁,对不同速度等级下高铁动车组的动效应进行计算,并与列车荷载图式动效应进行比较分析,进而得出列车荷载图式对不同速度等级高速铁路动车组的适应性。针对在设计规范基频取值条件下,考虑动效应后列车荷载图式无法适应运营400 km/h动车组的情况,保证图式及配套动力系数不变,考虑1.1倍的安全储备,提出了相应的梁体设计基频调整建议。另外还对我国高速铁路桥梁的实测基频通常值和设计值的差异进行了分析,结果表明实测基频通常值大于设计值,并能够满足400 km/h动车组的安全运营。研究成果可为我国铁路开行400 km/h动车组的桥梁设计提供依据。

客货共线铁路列车荷载图式探讨

TB/T 3466—2016《铁路列车荷载图式》中客货共线荷载比中-活载在中、大跨度桥梁上的荷载效应有一定的提升,对小跨度桥涵及桥梁中局部杆件的荷载效应并没有明显的改善。将客货共线铁路特种荷载图式中的集中荷载调整为280 kN,间距调整为1.6 m,就能解决小跨度桥涵荷载储备不足的问题,也使得特种荷载图式中的集中荷载间距与高速铁路、城际铁路保持一致,从而可以将高速、城际、客货共线、重载铁路荷载统一为新"中"荷载。

高铁列车密度与旅客需求强度的关联分析

为了评价高铁列车运行图是否吻合旅客的时变需求,可以针对时变需求进行客流分配,利用旅客出发时间偏差程度来评价。若未知时变需求的分布状况,则不能采用这种评价方法。本文研究如何运用高铁系统运营数据,评价列车运行图是否吻合旅客时变需求。通过定义较小时空单元及时空单元中的运输能力、客流量和客座率,来描述列车密度和出行需求及其关系。以京广高铁等线路的运营数据进行数值分析发现:合理的列车运行图在需求越高的时空区域,平均运输能力越大;在运输能力越大的时空区域,平均客座率越高。尽管数值分析中采用的是实际运量,但该特征表明列车运行图与出行需求相吻合。可以运用该特征来评价列车运行图,并适用于大规模高铁网络。

救援起重机和救援列车通行简支梁荷载特征图式

我国鲜有针对救援列车的荷载图式,由于复杂的运营条件,救援列车过桥适应性评估工作较为繁琐。通过调研分析实际救援列车编组规律及规章条例,得到既有救援起重机按不同编组方式作用在简支梁的换算活载最大值曲线。参考我国铁路列车荷载图式中长大货物车检算图式与客货共线铁路桥梁ZKH活载图式,结合既有9种救援起重机、实际救援列车荷载集度特征,分别确定了救援起重机、救援列车通行荷载拟定图式。以拟定图式静荷载换算均布活载包络最大值曲线为原则,通过试算、对比分析、引入提高系数等方法确定了拟定图式变量取值。提出的救援起重机、救援列车通行荷载特征图式可作为高速铁路、客货共线铁路桥梁承载能力检算工作的简易荷载列,从而简化批量评估工作。

车站卸车组织信息系统设计研究

为提高车站卸车效率,促进济南局集团公司调度、车站、专用线(港口)卸车协同联动,保障货运、行车、机务等各个专业作业有序衔接,从研发背景、总体架构、技术架构、功能分析方面阐述车站卸车组织信息系统,在此基础上,研究分析运行图设计与计划算法、视频与深度学习技术、北斗技术、红外技术和手持终端技术等车站卸车组织信息系统关键技术,有助于提高卸车组织指挥过程的标准化、信息化和智能化水平,提升车站卸车效率,降低现场工作劳动强度,为加强车站卸车组织提供支撑。

城市轨道交通能量运行控制系统

城市轨道交通和干线铁路高速增长带来的能耗、碳排放等问题愈发引起社会的关注。为提升城市轨道交通系统能量利用效率,文章提出一种用于城市轨道交通牵引供电网的能量运行控制系统。该系统采用4G通信获取每列车的瞬时功率和位置、牵引供电系统的参数以及变电站和双向变流器的实时状态信息,依此迭代计算网络空间矩阵,完成牵引供电网络的数字重构。基于重构的牵引供电网络,能量运行控制系统根据目标函数以及系统物理约束,采用智能算法寻优牵引变电站直流输出电压指令,并下发给全线路双向变流器,实现整条线路的潮流分配,从而使城市轨道交通牵引电力系统具有更好的供电质量和更高的效率。通过对采用该能量运行控制系统的某城市地铁线路进行现场测试,结果显示,系统总体效率提升了0.767%,验证了所提城市轨道交通能量运行控制系统的有效性。