多情景模拟下的跨境铁路运输时效研究——以中老铁路为例

跨境铁路运输是中国与周边国家陆路联通的重要环节。跨境铁路运输时效既受线路畅通情况、基础设施技术等级等“硬联通”因素的制约,也受到海关条例、口岸畅通水平等“软联通”因素的影响。因此,跨境铁路运输时效研究应充分考虑不同情景,以期更科学地模拟运输时长的变化机理。本文以中老铁路(中国昆明−老挝万象,简称中老铁路)为例,在梳理中老铁路沿线地区社会经济概况及基础设施发展水平的基础上,考虑不同运营速度、通关时间、铁轨换装、多式联运等因素,构建了长途跨境运输时间的计算模型,采用多情景模拟方法,解析了中老铁路运的优势距离及客货运时效变化。研究表明:①中老铁路有助于沿线跨境运输时间显著减少。相比公路运输,客货运时间优势均超过20%;②通关时间是影响跨境铁路运输的关键要素之一,占运输总时长的20%~60%;③铁海联运是中老铁路运输进一步提升运输效率的途径,能有效缩短老挝至日本的总运输时间。

平曲线上大调整量弹性支承块式轨道结构动力响应规律分析

基于车辆-轨道耦合动力学及有限元方法,采用ABAQUS®-MATLAB®联合仿真技术,建立车辆-钢轨-弹性支承块式无砟轨道耦合动力学模型,研究不同的车辆类型在多种平曲线线型条件下大调整量弹性支承块式无砟轨道的动力响应特性,分析并评估弹性支承块式无砟轨道用于小半径曲线线路条件的适用性和可行性。研究结果表明:轨下垫板高度的调整对各项指标的影响比支承块帽檐高度调整对各项指标的影响小,当调高从-60 mm增加到60 mm时,轨距扩大量增幅达到了235.00%,当且仅当在调低或调高轨下垫板高度时,轨距扩大量才会发生明显变化;随曲线半径减小,轨距扩大、行车安全性、稳定性等指标随之增大;小曲线半径对支承块的轨距保持能力具有较大影响,当半径减小到2 800 m时,轨距扩大量相比于半径5 000 m的增大了67.50%;与客车相比,当货车运行至小半径曲线路段时,轨距扩大量具有明显的增大趋势,在相同运行条件下,相比于客车的轨距扩大量,货车的轨距扩大量增幅达到110.45%。总体而言,在不同曲线半径、支承块调高情况下,列车运行各项安全性、稳定性及轨距扩大量等指标均在规范规定的安全限值以内,总体来看轨道几何保持能力良好;在实际工程中,当列车尤其是货车经过小曲线半径路段时,应尽量降低行驶速度,以避免困难路段所带来的影响行车安全性、稳定性等隐患。

客货“共线不共车”模式下地铁货运站点选择

电子商务的蓬勃发展极大增加了城市物流配送和环境保护方面的压力,让地铁承担部分货运功能成为当前解决这一难题的全新思路。本文基于城市地铁运行特征及未来发展趋势,研究客货列车“共线不共车”模式下的地铁货运,并结合地铁系统的运营情况和内部结构,通过建立E-TOPSIS流量筛选模型、集合覆盖模型、混合整数规划的组合模型,对地铁站点进行分析,从而选择合适的站点作为货运站,最终实现地铁客货列车“共线不共车”模式下的货运方案。最后,以北京市通州区为例进行模拟仿真,找出通州区可开展货运的地铁站点,对地铁货运站点选择的方法进行了验证。

基于MI-PSO-RBF神经网络的铁路客货运量预测研究

准确地预测铁路客货运量对合理配置运输资源、提高铁路客货运组织工作效率有重要作用。为提高铁路客货运量的预测精度,提出一种基于MI-PSO-RBF神经网络的客货运量组合预测模型。本研究对铁路客货运量的影响因素及其内在关联进行分析,选取相关指标,利用互信息素法对指标进行筛选,构建影响因素指标体系。基于该指标体系,运用粒子群算法优化的RBF神经网络模型分别对铁路客货运量进行预测,并与传统的BP神经网络、RBF神经网络预测模型进行比较。结果显示,经过参数调整优化后的MI-PSO-RBF神经网络在铁路客运量及货运量的预测精度方面表现最佳,测试集R2分别达到了0.9481与0.9911,具有较高的精度及泛化能力,表明该组合预测模型能够进一步提升神经网络模型预测铁路客货运量精确度。

客货共运模式的高铁货运发展空间分析

在铁路运输技术不断改善的背景下,高速铁路的运输条件得到了大力改善,运力也得到了相应增加,货物运输变得更加快捷、安全、可靠。利用高铁开展快捷货物运输可以满足高附加值、高时效要求的快递市场需求。针对该现状,考虑高铁、高速公路和民航之间的货运竞争,在由若干OD形成的货运网络中,以客运动车组预留车厢模式下总运输利润最大为目标,构建基于多目标的客货共运模式的高铁货运双层规划模型,计算货运网络中高铁的运价以及货流量在高铁快运网络中的分布。通过NSGA-Ⅱ多目标优化算法,求出Pareto最优解。最后以京沪间快递运输为例,验证所建模型的有效性。算例结果表明:预留货运车厢模式对于高铁客运的影响较小,可以增加高铁的盈利能力,在一些客运量不足的短途高铁线路上可以开展客货共运模式,以增加高铁收益,增强高铁在短途运输中对于公路货运的竞争力。

考虑电气化铁路接入的山区电网可靠性评估研究

作为大功率、强冲击的移动负荷,电气化铁路接入山区电网后将导致电网线路功率在短时内重新分布,可能引发线路可靠性下降等后果。为此,该文提出一种考虑电气化铁路接入的山区电网可靠性评估方法。首先,考虑途径山区的电气化铁路客货共线的特点,基于列车牵引计算模拟牵引负荷的随机波动性;然后分析牵引负荷对电网潮流的影响;进一步建立线路故障模型对牵引负荷接入后的线路可靠性指标进行计算,量化评估山区电网的可靠性水平;最后,定义线路薄弱度指标对山区电网薄弱环节进行筛选,并提出相应措施以提升电网可靠性。通过算例对比分析优化前后两种情况下的电网可靠性指标,验证了该文所提方法的正确性与有效性。

孟加拉38 m简支梁桥墩纵向水平刚度限值研究

研究目的:孟加拉帕德玛大桥铁路连接线为“一带一路”重点工程项目之一,在高架桥上铺设跨区间无砟轨道无缝线路,且高架桥主要采用38 m混凝土简支箱梁。为指导孟加拉38 m混凝土简支箱梁桥上无缝线路及桥墩设计,建立轨道-桥梁-墩台一体化仿真分析模型,研究桥墩纵向水平刚度对无缝线路力学性能的影响规律,基于钢轨强度、梁轨相对位移和钢轨断缝限值,提出满足38 m混凝土简支箱梁桥上无缝线路铺设的桥墩纵向水平刚度限值。研究结论:(1)钢轨伸缩力和挠曲力随桥墩纵向水平刚度的增大而增大,钢轨制动力、梁轨相对位移和钢轨断缝值均随桥墩纵向水平刚度的增大而减小;(2)采用UIC规范参数时,桥墩纵向水平刚度限值受梁轨相对位移控制;(3)采用中国规范参数时,桥墩纵向水平刚度限值受钢轨强度、梁轨相对位移、钢轨温度变化幅度和机车牵引类型共同控制;(4)采用UIC规范时的桥墩纵向水平刚度限值小于中国规范的规定值,综合考虑钢轨强度、梁轨相对位移、机车牵引类型的影响,钢轨温度变化幅度分别为50℃、40℃和30℃,采用UIC规范时,建议38 m混凝土简支箱梁的桥墩纵向水平刚度限值取200 kN/cm;采用中国规范时,建议38 m混凝土简支箱梁的桥墩纵向水平刚度限值取550、250和250 kN/cm;(5)本研究成果可为相关客货共线铁路混凝土简支箱梁桥上无缝线路及桥墩设计提供参考和借鉴。

考虑货运方式和客运硬时间窗的地铁客货共车运输优化

鉴于地铁网络在解决大城市居民出行问题上的成功实践,能否利用非高峰时段地铁线路的冗余运力缓解城市交通拥堵和货运压力,成为近年来城市货运领域的一个热点话题。本文研究了一个基于“客货共车”模式的地铁客货协同运输优化问题,特别考虑了货运需求的运输方式约束(即同一货物运输需求将完全通过地铁完成,或完全不依赖地铁)以及客货需求的时间窗约束,其目标是在必须满足乘客需求的情况下,充分利用地铁运力服务货运需求,同时减少货运对乘客的影响以及混合编组的工作量。货运需求的运输方式约束使得该问题被构建成一个非线性整数规划模型。通过线性化技术,将非线性整数规划模型转化为等价的线性整数规划模型,并利用商业求解器CPLEX进行求解。以北京地铁八通线为例的实验结果表明,所提出的方法能够有效解决所关注的问题,同时所得到的协同优化策略能够提高地铁线路的“客货共车”运输效率。为了进一步说明所考虑的问题特点,相关计算结果与已有研究进行了对比,这为地铁货运管理和决策提供了更多参考。

重载和客货共线铁路弹性支承块式无砟轨道快速换块关键技术

为选取合适的弹性支承块式无砟轨道抬轨换块施工参数,建立有限元模型,研究了抬轨点间距、扣件松开长度、抬轨量以及施工轨温与锁定轨温的温差对轨道结构变形和受力的影响,明确各参数最佳取值,提出存在空吊、离缝、套靴积水等病害的弹性支承块式无砟轨道快速换块施工方法,并在现场进行应用。结果表明:抬轨点间距宜取1.2~3.6 m,此时钢轨弯折变形较小,且钢轨拉力和扣件上拔力较小;抬升点间距每增加1.0 m,温差限值增加1℃。抬轨量16 cm,抬轨点间距1.2 m时,扣件松动长度宜大于31.8 m;温差每升高1℃,扣件松开长度应减少2.4 m。钢轨最大拉应力和扣件最大上拔力随抬轨量增加而增大,抬轨量每增加1 cm,钢轨最大拉应力增大0.66 kN,扣件最大上拔力增大0.075 MPa。

多车道高速公路改扩建施工区客货分离交通组织方案研究

交通组织作为高速公路改扩建期间的重要环节,对于保障改扩建期间行驶安全、降低流量损失具有重要的作用,是平衡旅客与高速公路运营主体利益的重要方式。本研究以沈阳至海口国家高速公路龙山至火村段高速公路改扩建工程为依托,充分考虑大车型对通行能力的影响,针对改扩建期间施工作业区出现的两幅车流单向通行和一幅车流双向通行情况,以车道限制不同车型运行为条件,设计不同工况下的交通组织方案。利用VISSIM仿真软件对不同工况下的交通组织方案进行仿真研究,分析得到多车道高速公路改扩建施工作业区道路通行能力最优的交通组织方案。

新建包西—瓦日铁路联络线工程建设方案研究

研究目的:包西铁路、瓦日铁路作为我国“西煤东运、北煤南运”铁路通道体系中的骨干通道,是保障我国煤炭兜底的重要基础设施。但随着“三西”地区煤炭的不断开发,周边煤运通道存在包西铁路榆林至绥德段运力紧张、太中银铁路后方径路不畅,而瓦日铁路富余能力较多的问题,包西铁路至瓦日铁路联络线的建设有利于加强煤运干线通道互动协作、增加路网运输灵活性、提升路网整体效能、保障“三西”地区煤炭外运需求,意义重大。铁路项目建设方案的确定与功能定位、线路走向、运输任务承担、主要技术标准相互耦合,需进行统筹研究。研究结论:(1)在研究年度路网分工和运量预测的基础上,分析得出研究年度既有铁路不能满足区域煤炭外运需求,结合路网现状,提出考虑整合路网资源的利用既有铁路扩能方案,以及运营管理协调性相对好的新建铁路通道方案两大建设方案;(2)结合运输需求、既有线路标准和线路通过能力提出了两大建设方案的子方案,重点从工程投资、运输组织、运营管理等方面对各方案进行分析,综合分析后推荐投资节省、可充分利用既有路网资源、实现路网整体效益最大化的既有通道扩能方案,即近期沿既有红柠铁路增建二线、在建神瓦单线铁路变更为双线铁路;(3)研究思路和方法可为通道联络线工程建设提供参考和借鉴。

基于集装箱运输的200 km/h客货共线铁路货运功能实现研究

我国有一批以200 km/h标准设计的客货共线铁路,但在实际运营中存在货运设施闲置、货运功能发挥不充分的情况,在铁路高质量发展要求下,亟需推动其货运功能的实现。近年来,随着高附加值白货运输需求的增长和“一带一路”倡议的实施,铁路集装箱运输迎来良好的发展机遇。从普通货物列车与动车组共线运行存在的问题出发,结合集装箱运输载重低、密闭性好、速度快、装卸标准化、运输直达化等特点及最新管理规定,分析上线运行集装箱班列对客货共线问题的优化,并从路网层面分析200 km/h客货共线铁路在集装箱运输通道中的比例,最后提出推动200 km/h客货共线铁路实现货运功能的相关建议。研究表明,200 km/h客货共线铁路上线集装箱班列具备可行性和客观条件,能有效推动其货运功能的实现。

不确定环境下农村地区客货邮融合协同运输策略研究

目的针对农村地区运输困难问题,在“客货邮”融合背景下通过固定运输路线的农村公交和灵活运输的物流车辆,并考虑农村公交运输货物价格的不确定性,促进农村偏远地区物流运输环节的降本增效。方法构建以最小化总成本为目标的农村公交−物流车辆协同运输决策模型。在此基础上,考虑农村公交运输价格的不确定性,采用多区间鲁棒优化方法构建鲁棒优化模型。在实验环节,使用cplex进行数值实验和现实案例分析。结果通过农村客货邮协同运输决策能够有效降低运输成本,并提供了有效的解决方案。此外,公交运输价格的不确定性会带来整体成本的增长和农村公交使用率的减少。结论结合农村客货邮运营实践,设计了协同运输决策模型及鲁棒优化模型,基于算例和案例,验证了所构建模型的合理性,能够为客货邮融合发展管理者提供有益的决策支持。

客货共线铁路分级标准评价与研究

通过对选取的45条客货共线铁路共69个区段2015—2017年3个年度客货行车量统计样本资料分析,找出我国客货共线铁路运营现状特点及存在的不足。结合目前客货共线铁路分级标准及样本数据,采用多项指标划分法,从客货运量、旅客列车设计速度和线路意义及路网作用等方面对客货共线铁路分级标准进行评价与研究。最终考虑原规范中Ⅲ级、Ⅳ级铁路技术标准差异不大,建议将Ⅲ级、Ⅳ级铁路合并为一级,客货共线铁路分级由四级调整为三级,并建立了综合运量、速度、路网意义等评价因素的客货共线铁路分级定量评价模型。可避免常规分级评价中定性评价方法导致主观因素干扰明显,以及因某一评价因素过分突出而引起评价误差等问题,对客货共线铁路分级有一定参考价值。

一种新轨道质量指数

轨道质量指数是区段轨道质量的评价方法之一。本文对比分析了多种归一化方法对于轨道质量指数的适用性,并基于中国干线铁路实测轨道不平顺数据对中国、荷兰、加拿大、法国和日本的五种既有轨道质量指数进行对比分析;提出了一种新的轨道质量指数NTQI(New Track Quality Index),用以表征区段轨道质量控制情况。结果表明:五种轨道质量指数根据计算方法的不同可以划分为三类,基于标准差的轨道质量指数可以更好地表征区段轨道质量状态;NTQI具有可平均性,能够实现不同速度等级线路轨道质量状态的横向对比,以及多速度等级线路的轨道质量评价。通过计算NTQI的平均值可实现不同速度等级区段轨道质量状态的整体量化。

连盐铁路开通货运的运输组织模式研究

连盐铁路为沿海铁路通道的主要组成部分,设计为200 km/h的客货共线快速铁路,但开通以来受运营管理要求及沿线货运发展时机影响,货运功能一直未予启用;客运方面受路网分流、旅速不高等因素影响,开行对数不多,部分区段线路能力利用率仅为17%左右,未能充分体现铁路对区域经济社会发展的积极带动作用,尤其限制了沿线港口的发展。根据当前国家对铁路提质增效相关政策要求,结合连盐铁路技术条件和客货运输需求,总结同类铁路运营经验,分析200 km/h客货共线铁路开通货运存在的问题及解决措施,提出连盐铁路开通货运的运输组织建议模式,实现其提质增效和促进区域经济协调发展的目标。

速度200 km/h动力集中动车组动力车牵引动力配置研究

速度200 km/h客货共线铁路开行动力集中动车组有较强的技术经济性。根据200 km/h客货共线特点对担当牵引动力的200 km/h动力车,通过分析国内外高速客运机车、动力集中动车组动力车现状,从轴重、轴式、黏着利用等关键约束条件进行了适应性和对比分析,提出了200 km/h动力车牵引动力配置建议。

基于60N钢轨廓形的客货共线铁路道岔区轮轨接触关系

为了研究客货共线铁路采用60N钢轨廓形时道岔区的轮轨关系,以标准60 kg/m钢轨为对比,首先建立多体动力学模型,采用基线法,从导曲线区、转辙器区及辙叉区三个部分的特征断面入手,研究了采用两种钢轨廓形时轮轨接触位置、轮径差等关键轮轨接触几何参数的变化规律;然后,建立轮轨接触有限元模型,计算分析各特征断面轮轨接触应力变化情况。结果表明:相比标准60 kg/m钢轨,车轮与60N钢轨廓形匹配时,接触点分布更集中,轮径差变化较小,接触斑呈椭圆形,应力增长相对缓和,但在转辙器区及辙叉区过渡较急促;60N钢轨廓形更适合工况较简单的导曲线区段,而标准60 kg/m钢轨廓形更适合工况较为复杂的转辙器区及辙叉区。

农村客货邮融合发展与ESG理念的协同路径研究

农村客货邮融合发展,为农村地区群众出行、货运流通及邮政服务的“最后一公里”与农特产品上行的“最初一公里”问题提供了创新解决方案,也是客运、货运、邮政企业践行ESG理念的创新之举。客货邮融合发展实现了经济效益、服务质量、绿色发展的全面提升,也推动了宜居宜业和美乡村建设。为确保农村客货邮融合发展的可持续性,需要充分发挥ESG理念的协同作用,通过加强农村物流基础设施建设、鼓励支持农村物流企业技术创新、健全农村物流服务体系、加强农村物流人才培养、应用绿色化装备设备、优化物流配送与运输、促进交通运输与乡村产业融合、带动农村居民就地就近就业等举措,推动农村经济持续健康发展。

客货分离道路主线出入口匝道最短开口长度研究

针对客货分离道路主线出入口的设计问题,从出入口主线分车带开口长度特征出发,分析车辆换道行为与开口长度的联系,考虑相应特性及变量,提出最短出入口开口长度确定模型。使用工程数学软件进行结果验证,给出在一定行驶速度下,出入口主线处最短开口长度推荐值。