中国铁道科学院轨道交通系统测试国家工程实验室项目获发改委批复

近日，中国铁道科学研究院收到发改办高技[2016]584号《国家发展改革委办公厅关于轨道交通系统测试国家工程实验室项目的复函》，标志着中国铁道科学研究院申报的轨道交通系统测试国家工程实验室正式获得批复。

中国铁路列车卫星有线电视系统

中国铁道科学院于1984年9月28日研究成功世界上第一列铁路客车闭路电视系统,并在北京至上海13/14次特快列车上开通运行。到1987年京沪、京广、京哈、京乌、京兰、京渝等全国铁路主要干线上的28对列车上,都安装了列车闭路电视设备。

基于q轴电流补偿的牵引电机拍频抑制方法研究

以实现电力牵引变流器轻量化为目标,开展了中间直流环节无LC谐振电路时牵引电机拍频抑制方法的研究。首先分析了牵引变流器中间直流环节电压存在的2倍频脉动特性,以及该脉动电压量对同步旋转d-q坐标系电机电流的影响规律;在此基础上,研究了一种基于q轴电流进行补偿的牵引电机拍频抑制方法;最后在半实物仿真平台上对该拍频抑制方法进行了测试验证。结果表明,该拍频抑制方法可以有效降低牵引变流器中间直流环节无LC谐振电路情况下2倍频脉动电压量引起的转矩脉动和电流低频谐波,从而达到抑制电机拍频现象的目的。

关于数字通信用对绞电缆TCL问题探讨

万物互联的5G时代,高速率、大连接、低延时的高品质数字通信用对绞电缆是5G网络建设的重要信号传输媒介。数字通信用对绞电缆的一致性决定了电缆抗干扰能力,影响着数据传输的质量。本文介绍了衡量数字通信用对绞电缆一致性的关键指标TCL,并针对性地探讨了数字通信用对绞电缆不一致的解决措施。

中国标准动车组能耗测试技术及评价指标研究

动车组能耗测量对于列车顶层参数设计、线路运行能耗评估、动车组全寿命周期成本计算等工作的指导性意义重大,对中国标准动车组能耗测试技术进行研究。考虑速度级、动车组载荷、辅助用电及司机操纵等因素的影响,提出一套完整的试验方案、测试数据处理及结果分析方法;在此基础上,归纳形成了标准化的能耗试验方法;分析中国标准动车组能耗与阻力间的定量关系,并结合实际线路下动车组能耗数据进行验证性分析。能耗试验方案及确定的评估指标为中国标准动车组优化设计、新建高铁线路运行能耗评估提供了技术支撑。

基于深度集成神经网络的城市轨道交通短时进站客流预测

准确、可靠的城市轨道交通短时客流预测是智慧地铁的重要组成部分。现有的短时客流预测模型大多是在常态条件下提出的,在异常条件下难以获得满意的预测精度。为此,提出一种基于深度集成神经网络(deep ensemble neural network,DENN)的短时进站客流预测模型。该模型建模并整合了天气、时间和特殊事件等外部环境因素,最近时段进站客流的时间依赖性,以及出站客流的相关性,具有高度的灵活性和可扩展性。具体地,在DENN中,首先,嵌入一个门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)网络,用于提取最近时段进站客流数据的时间依赖性;其次,引入Transformer网络,用于自适应地捕获出站客流数据中对进站客流影响最大的时段,以提取出站客流的相关性;最后,应用全连接网络编码外部环境因素和实现特征融合及预测。在上海地铁徐泾东站和上海体育场站的数值实验表明,提出方法在普遍条件下都能取得较高的预测精度。

衡重式桩板挡墙上墙土压力模型试验研究

简要介绍了几何相似系数为7的衡重式桩板挡墙模型和多工况模型试验,着重分析了上墙在不同卸荷板尺寸和设置位置及有外荷载工况下对上墙土压力的分布问题。试验结果表明:①板埋深超过某一深度时,并不能有效改善上墙主动土压力的分布情况,反过来说明存在最佳埋深位置。②板宽对卸荷板上表面处的土压力影响较大,但对上墙土压力总体分布趋势没有影响。③填土荷载下,当卸荷板宽度和上墙高比值小于0.4时,上墙土压力接近于朗肯土压力分布;当宽高比大于1.3时,上墙土压力分布更接近于静止土压力。④工程设计时,上墙土压上墙土压力可按公式γh0 k 0+qka计算。

谐波电流最小同步优化脉宽调制策略研究

在许多大功率交流传动领域,由于开关损耗较大,功率半导体器件的开关频率不能过高,通常在1 kH z以下,逆变器工作在较低的载频比下,因此对逆变器相电流谐波抑制就变得十分紧迫。为达到相电流谐波最优化的目的,需要依靠一定的数学约束条件对调制波形进行精确控制,因此可编程优化调制策略得到广泛应用。其中将谐波电流最小作为约束条件的优化脉宽调制(pulse width modulation,PWM)是一种非常具有吸引力的解决方案。该文以谐波抑制能力较弱的两电平三相三桥臂电压型逆变器为研究对象,给出使得输出电流谐波最小的优化脉宽调制较为精确的约束条件,并且完成全调制范围、多种波形发生条件下的优化函数多解的比较,并最终给出最优的优化开关角组合。比较该调制技术与其他传统的脉宽调制技术在谐波抑制能力方面的性能,并经过仿真与实验进行验证。

重载货车车轮辐板疲劳损伤研究

为了揭示重载货车车轮在热处理过程中产生的残余应力对车轮辐板损伤的影响规律,采用有限元软件ANSYS模拟C80型敞车车轮热处理过程中的残余应力分布,发现车轮轮辋外圆角处的残余应力为拉应力;轮辋内圆角、轮毂外圆角和轮毂内圆角处的残余应力为压应力;将热处理产生的残余应力作为初始应力,综合考虑重载货车车轮在大秦线全程运行中产生的踏面制动热应力和轮轨机械应力,基于疲劳损伤累计理论计算车轮辐板的疲劳损伤量。结果表明:与不考虑残余应力相比,考虑残余应力时,车轮轮辋内圆角、轮毂外圆角和轮毂内圆角处的疲劳损伤量小,而轮辋外圆角处的疲劳损伤量大,前者说明热处理过程中形成的残余压应力与制动过程中产生的压应力叠加后可以有效抑制轮轨机械应力引起的车轮辐板疲劳损伤,后者说明热处理过程中形成的残余拉应力则会加速车轮辐板的损伤;轮辋外圆角处是车轮辐板的相对薄弱位置。

砾漠大风地区铁路路堤风载荷模拟实验研究

利用大气边界层风洞对砾漠大风地区铁路路堤进行风载荷模拟实验研究。实验中较好地满足了相似准则，重现了风区现场实测所获得的大气边界层风特性。通过对模型表面平均和脉动压力的测量以及对模型附近流场的测量。分析研究了路堤风蚀机理，为采取防风蚀的工程措施提供了科学依据。事实证明模拟实验结果是十分有效的。

地磁暴对25Hz相敏轨道电路的影响分析

地磁暴产生后会在地表面引发感应电势ESP(Earth Surface Potentials),ESP在钢轨与大地的回路中产生GIC(Geomagnetically Induced Current)。GIC侵入25Hz相敏轨道电路中会威胁其安全运行。本文探究地磁暴侵入轨道电路的机理,分析了GIC对扼流变压器和轨道变压器特性造成的影响,采用25 Hz相敏轨道电路受电端等效模型和扼流变压器模型,根据实际参数对轨道继电器端电压进行计算,当非线性励磁电感从2.3Ω下降到0.3Ω时,轨道线圈端电压下降36.7%,就会造成触点落下。文中按照GIC在轨道电路中的流通路径进行GIC数值计算,利用Maxwell软件对扼流变压器和轨道继电器的电磁系统特性进行仿真,给出了两者的磁通密度分布图,结果表明:2.4A的不对称GIC足以使扼流变压器严重直流偏磁,造成轨道继电器端电压下降并误动作,这是需要高度重视的新问题。

重载货车车轮踏面制动辐板热应力分析

采用大轴重货车是解决我国铁路货运能力不足的主要途径之一,然而提高轴重意味着车轮踏面所受的制动热负载将会增大,这可能导致大轴重货车车轮辐板热损伤加剧。因此,有必要通过对不同轴重车轮热应力的对比分析,揭示轴重大小对车轮辐板损伤的影响规律,为制定大轴重货车运行和制动条件提供支持。提出研究此问题的新思路,采用热弹塑性有限单元法,模拟在热处理工艺过程中车轮辐板残余应力分布状况,使得车轮存在仿真制动工况所需的初始残余应力。对重载运煤专线—大秦线全程循环制动进行模拟,计算得到车轮制动功率—时间历程,仿真在此工况下30 t重载货车车轮辐板的温度场和热应力场的分布状况。计算比较21 t、25 t和30 t轴重货车车轮在大秦线全程循环制动中热应力和制动完全结束后的残余应力的变化规律。结果表明,车轮在热处理后,车轮辐板残余应力是不可忽视的。随着轴重的增大,车轮辐板将承受更大的热应力和残余应力。

不连续岩体-拱坝系统的动力过程数值模拟方法

提出了一种分析三维不连续变形块体系统动力学过程和建坝的数值方法,该方法不但能够模拟位移不连续面在地震载荷作用下的张开和大尺度的摩擦滑移,而且还能给出不连续面上安全系数的分布和随时间的变化。通过有 2 个块体组成的系统验证了所提出的方法的正确性,同时用它分析了一个具有断层和伸缩缝的拱坝系统模型在地震载荷下的动力反应。

基于BP神经网络的改进型新奇检测技术诊断大跨度拱桥异常状态

为了诊断大跨度拱桥的异常状态,使用了基于BP神经网络的改进型新奇检测技术的方法,该方法通过BP神经网络对大量实测数据进行训练,得到桥梁状态正常时的新奇指标,并确定阈值,通过阈值判定是否发生异常.经实际分析以及实测数据的验证,该方法可以较准确地识别大型桥梁异常情况,并可以定位异常区域,避免了模型误差的影响,大大提高了方法的实用价值,同时降低了漏警、虚报警,使识别结果更为准确,更符合实际要求.

铁路桥梁预应力管道自动压浆技术

自动化程度低、过程控制过度依赖人工是预应力管道压浆施工技术的现状,导致了压浆质量不稳定等问题。本文介绍的新型自动压浆系统实现了压浆施工过程中上料、制浆、抽真空和压浆各工序间的自动协同工作,压浆全过程自动控制,强化了对浆料配比、压力、温度等关键参数的实时监控,并通过压浆量计量技术提供了一种可行的管道密实度的判别方法,确保了压浆质量。

固定闪光焊接接头轨顶面平直度变化特点研究

采用固定闪光焊在工厂内焊接的长钢轨,用长轨车运输到现场并通过换轨施工上线后,固定闪光焊接接头外观平直度与厂内测量值存在差异。本文对2档喷风压力下设置的3组固定闪光焊接接头轨顶面平直度变化特点进行了研究,发现上线后焊接接头轨顶面平直度变化存在显著特点:焊接接头轨顶面平直度比厂内测量值小;喷风压力较大的接头轨顶面平直度减小得较慢;轨顶面平直度初始设置较为关键,初始设置较大的上线后减小得较快;大机打磨不会对接头平直度数值产生影响。

地铁车辆限界与设备限界间安全裕量的可靠性再分析——地铁列车与屏蔽门间隙测试

根据地铁限界标准,列车与屏蔽门之间必须保留一定间隙,以保证列车在规定条件下能安全通过该设备区域。乘客上下车安全与行车设备安全同样是地铁运营中的核心问题。实际测试了地铁列车进出车站和通过车站时与屏蔽门间的动态间隙,在正态分布假设下对试验数据进行了拟合,预计了车辆随机晃动下与屏蔽门间的间隙值,从乘客上下车安全角度对现行的地铁车辆限界与设备限界间的安全裕量值进行再评估,为将来地铁车站屏蔽门设计及站台设备安装提供参考。

基于动力学仿真分析的磁悬浮列车悬浮架载荷特征研究

针对中低速磁悬浮列车建立动力学模型,计算磁悬浮车模态,根据频率和振型得出磁悬浮车的振动特点.依据青城山曲线段线路,得出前三个悬浮模块在四种速度下的横向位移、垂向位移、电磁铁所受横向力与垂向力比值以及空气弹簧处横向力等动态响应.选取受载严重的悬浮模块作为研究对象,根据实际受力情况,获得关键位置的载荷时间历程,为之后准静态应力分析法计算寿命做准备.结果表明:三个悬浮模块均随着运行速度增加,各项指标参数增大,第一个和第二个悬浮模块受力情况相似且受力明显大于第三个悬浮模块,可选第一个或第二个悬浮架作为疲劳评估对象.

基于宾汉模式的桥梁桩基钻孔泥浆流变特性初步研究

通过试验及数值计算探讨了桥梁桩基钻孔泥浆不同黏度下的流变特性。结果表明,泥浆的黏度随密度的增加呈增加趋势;马氏黏度、有效黏度和有效黏度与泥浆密度的比值呈线性关系;泥浆属于宾汉流体,泥浆的流变特性与其密度有关,泥浆的黏度和静剪切力以及流变曲线的斜率均随着密度的增加而增加。

面向21世纪的自动化展望──参加第12届IFAC世界大会总结报告

本文叙述了ＩＦＡＣ’９３世界大会的盛况，简要地介绍了本次大会所反映的当今控制与自动化学科的内涵，焦点及应用实况。作者预言控制与自动化将向着智能控制与智能自动化方向发展，所以智能控制必将成为２１世纪的控制技术！