浅析北京地铁5号线车载信号改造工程

2015年底,北京地铁5号线实际运营间隔缩短至2 min后,因信号系统故障多次导致列车晚点、运营间隔增大、运力下降、乘客滞留,信号系统的改造已势在必行。但是,由于既有信号系统设备未满足大修年限要求,所以只能对现有信号系统进行局部改造升级。首先,完成5号线全部列车车载信号设备改造,兼容既有轨道电路系统和既有车辆接口设备,实现车载列车自动防护(ATP)系统功能。其次,地面信号系统完成欧标应答器安装工作,以替换既有的美标应答器。最后,车载信号系统完成欧标应答器传输模块(BTM)天线代替美标BTM天线的工作,使车载设备具备列车自动运行(ATO)功能并提升停车精度,从而实现了降低信号系统故障率、提升运力、保障安全运营的目的。本改造工程可为城市轨道交通行业中类似的改造工程提供诸多经验。

北京地区地铁地下车站渗漏病害统计分析

为统计分析北京地区地铁地下车站渗漏病害,引入了车站平均渗漏点指标,并结合渗漏病害类型、渗漏病害分布场景、渗漏水病害分级和渗漏病害等级,分析了北京地区地铁地下车站发生渗漏病害的情况;提出了基于贝叶斯网络的地铁车站渗漏病害预测模型,对回龙观东大街站、西单站和中国美术馆站各渗漏点进行了预测并与实际值对比,验证了该模型的有效性。该研究成果可为类似车站渗漏病害的监测治理提供数据支撑和理论依据。

既有地铁结构渗漏监测预警平台的设计和应用

随着北京市地下水位逐年升高,运营地铁渗漏水病害问题日益凸显。为了精准预测和预警渗漏病害,确保既有地铁结构的健康,从地铁结构发生渗漏病害的源头出发,采用自动化实时监测技术对地下水进行监测。基于“水位与水压直接相关,测出水压即可推算出水头高度,进而推算出水位标高”的基本原理,搭建了既有地铁结构渗漏监测预警平台,并通过对比分析自动化实时监测系统数据与原设计水位数据和水务局数据,验证了监测数据的准确性以及监测平台的预警效果。

地铁更新改造工程投资控制措施研究

通过对北京地铁更新改造工程参与主体多、设计要求高、实施阶段变更多和竣工结算争议多等特点的论述,分析投资控制时存在项目实施期间实施成本上涨的风险以及设计变更多、竣工结算争议多的问题。提出采用期货期权等金融衍生、工程全寿命周期内引用BIM技术的应对措施。

地铁车站工程应用双向RFPS支座隔震效果研究

借鉴地面隔震建筑的研究成果 , 提出地下结构中柱柱顶设置辊轴摩擦摆 (RFPS) 隔震支座的设计理念 ,根据拉格朗日方程推求了该隔震系统的运动方程,并运用Newmark-β时域逐步积分法对其求解。研究结果表明:RFPS隔震支座具有良好的耗能和自复位特性 , 较长的自振周期使其具有必要的震动隔离能力;地铁车站中柱柱顶设置RFPS 支座后 , 无需担心隔震部位会出现大变形;适当选取圆弧滑道半径和滚动摩擦系数值 , 隔震效率可达到 50%-70%。

高速列车突出隧道过程中横风效应研究

为研究横风效应对突然驶出隧道过程中高速列车气动特性的影响,基于列车流场的三维、可压缩性的非定常特性,建立隧道-列车-横风三维数值模模型,研究横风效应对驶出隧道过程中高速列车流场分布和列车表面压力的影响,揭示列车气动荷载变化机理。通过与动模型试验结果进行对比,验证数值模拟的合理性。研究结果表明:横风下列车驶出隧道过程中流场分布具有显著空间效应,受列车与隧道相互作用影响,隧道出口附近流场具有明显非定常特性;相较于无风情形,横风下列车底部压力变化幅值增大60%,列车迎风面、顶部压力变化幅值分别增大38.1%和28.6%,背风面压力变化幅值差异为4.8%,背风面压力分布受横风影响最小;横风效应导致列车气动特性发生显著变化,气动荷载变化幅值远比无风情形的大,无风时尾车横向力、升力变化幅值最大,横风作用下头车横向力变化幅值最大,倾覆风险最大。

风向角对高速列车驶出隧道过程中气动效应的影响

为研究风向角对驶出隧道过程中高速列车气动效应的影响,以某型高速动车组列车为研究对象,采用数值模拟方法对隧道内气动压力、列车风风速、流场分布及列车气动荷载进行分析。通过与动模型试验结果进出对比,验证数值模拟方法的准确性。研究结果表明:隧道壁面气动压力峰值及变化幅值最大值出现在隧道内部,且出现位置到隧道出口距离与风向角有关;背风侧气动压力受风向角影响更大,气动压力变化幅值随风向角增大呈现先减小后增大再减小的趋势;出口处列车风风速随风向角增大基本呈现先增大后减小的趋势,30°风向角时列车风风速最大,但迎、背风侧列车风风速峰值出现时刻不同;随着风向角增大,流场分布不对称性增强,列车绕流特性由流线型绕流逐渐过渡到钝体绕流,流动分离点到头车鼻尖的距离呈现先增大后减小最后再增大的变化规律,隧道内流动结构愈加复杂;气动横向力、升力变化幅值随风向角增加呈现先增后减趋势,头车横向力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的2.4倍和2.6倍,升力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的1.1倍和1.5倍,故保证头车安全是控制整车运行安全的关键;侧风下高速列车驶出隧道情形下的最不利风向角为30°,此时头车发生列车事故风险最高。

基于EMD降噪和LSTM网络的地铁风机轴承寿命预测

针对地铁风机轴承剩余使用寿命预测问题,提出了一种基于滤波处理的经验模态分解(EMD)降噪与长短期记忆网络(LSTM)相结合的预测方法。对原始振动信号进行EMD分解,得到本征模态分量,结合互相关系数准则和峭度准则筛选有效分量,利用有效分量重构有效去除原始信号中混杂着的噪声。采用单调性和相关性评价指标从重构信号的时域特征和频域特征中选择轴承退化趋势的特征参数,使用特征参数对LSTM网络进行训练,从而实现地铁风机轴承的准确剩余使用寿命预测。为了验证提出方法的有效性,在轴承退化数据集上进行了实验,结果表明提出的方法可以有效的预测轴承退化趋势,对研究地铁风机轴承的健康监测和寿命预测具有重要意义。

内外激励作用下地铁齿轮传动系统振动特性研究

地铁齿轮系统作为关键的传动装置,其振动特性对地铁的安全运行具有重要的影响。为研究转速、内部机理啮合误差对地铁齿轮传动系统非线性振动的影响,本文在同时考虑时变啮合刚度、时变啮合阻尼、综合传递误差、外部激励波动的基础上,建立了具有2自由度的齿轮扭转动力学模型,推导了齿轮传动系统的动力学微分方程,并运用Runge-Kutta数值积分法对其进行分析。本文借助于分叉图来说明齿轮传动系统在不同参数下周期、逆周期和混沌运动的变化情况,进而揭示传动系统的稳定性。研究结果表明,在较低或较高转速下,齿轮传动系统表现出简单的周期运动,进而表明转速对齿轮系统的动态特性有一定的控制作用。当内部激励啮合误差增大时,系统的逆周期和混沌运动逐渐消失,主要表现出简单的周期运动,但相应的幅值明显增大。本文的研究为地铁齿轮传动系统的减振降噪提供一定的理论基础。

探究风险管控在地铁运营安全中的有效运用

地铁是一项重要的交通工具,在现代社会运行中发挥着至关重要的作用,这种情况下,保障地铁运营安全就成为稳定和谐社会建设的关键。就目前来看,虽然地铁在运营安全管理方面不断进步,但是仍然无法消除事故风险源。因此,文章以风险管控为主要手段,简要阐述了风险管控的内涵,分析了风险管控在地铁运营安全管理中的有效应用过程,并结合实际案例,对风险管控在地铁运营安全管理中的具体应用进行了进一步探究。

地铁盾构管片渗漏水的施工控制研究

地铁盾构管片是盾构施工阶段的重要组成部分,盾构管片渗漏水将会对地铁施工带来影响,通过加强渗漏水施工控制能够让地铁盾构施工得以更好地完成。论文通过对地铁盾构管片进行分析,并结合实际对盾构管片渗透水施工控制提出个人看法,希望为地铁盾构管片渗漏水施工控制提供参考。

基于人工智能系统的地铁安检模式研究

针对国内地铁运营安检现状,首次提出基于人工智能系统的地铁安检模型。从智能检物、安检管理平台构建地铁运营智慧安检体系。以南京地铁人工智能安检试点测试为样本,在违禁品检出率、误报率限定阈值内,运用数据处理得到地铁运营安检评估核心指标。将人工智能识别结果与实际样本相结合,提出基于人工智能系统的地铁安检模式预期成效,为地铁运营管理单位提供参考。

强横风对高速列车驶入隧道气动效应的影响研究

为研究强横风条件下高速列车驶入隧道过程中的气动效应,基于有限体积法理论,建立隧道-高速列车-横风三维数值模型,采用SST k-ω湍流模型进行求解计算,研究高速列车在横风条件下驶入过程中隧道内气动压力和列车风的变化规律,对比分析横风对隧道内流场特性的影响。研究结果表明:在横风作用下,车头、车尾通过时隧道壁面气动压力变化幅值最大,隧道入口处气动压力受横风影响最大,在列车背风侧气动压力受横风影响更加显著;列车迎、背风侧列车风变化规律存在显著差异,迎风侧列车风风速随到入口距离的增加而减小,背风侧列车风风速则与到入口距离的关系不显著;横风对隧道内列车风风速的影响范围有限,隧道入口处列车风风速受横风作用影响最大,当横风风速为30 m/s、车速为350 km/h,距入口超过50 m时,列车同侧空间内列车风风速变化规律基本相同;隧道外流场向列车背风侧偏移,涡旋起始位置由头车流线段转移至隧道入口处,隧道内列车迎风侧大尺度涡旋结构逐渐向迎风侧偏移,并在列车驶入过程中逐渐分解消散,流场特性与无风情形的流场特征显著不同。

横风下高速列车在隧道洞口交会非定常气动效应

针对横风下高速列车在洞口交会时的非定常气动问题,考虑流场的三维、可压缩、湍流特性,建立隧道-列车三维空气动力学模型,利用滑移网格技术模拟列车交会过程,采用SSTκ-ω湍流模型对列车交会全过程进行求解,研究横风对隧道内瞬变压力、列车风及流场分布特性的影响规律.研究结果表明:横风下列车交会时,洞口处气动压力系数变化幅值显著增大,交会完成时,列车之间压力系数峰-峰值较无横风情形增大30.6%;列车交会开始和完成时气动压力均发生突变,隧道中部附近气动压力峰值最大;横风下列车交会气动压力大小与空间位置有关,交会时列车间气动压力变化幅值分别是列车迎、背风侧压力变化幅值的2.2和1.5倍;横风对洞口附近列车风影响显著,横风时迎风侧列车风峰值最大,无横风时背风侧列车风峰值最大,且前者是后者的2.04倍;隧道内气动效应受横风影响范围有限,当横风为30 m/s、车速为350 km/h时,隧道内气动效应受影响范围为120 m;横风下交会开始与完成时,流场分布急剧变化,导致气动压力与列车风发生突变.

城市轨道交通标准化培训平台设计与应用

城市轨道交通行业具有工种类型复杂、安全培训专业性强的特点,培训管理上往往存在着较大的难度,为实现城市轨道交通行业安全培训标准化、数字化、系统化地高效进行,本文在综合分析安全培训标准化机制的前提下,从逻辑架构和功能结构两个角度出发,设计了面向城市轨道交通行业的安全培训平台,并对平台进行开发实践。实践结果表明:该平台能够满足城市轨道交通行业安全培训的核心要求,形成完备的标准化培训管理机制,使企业在实行标准化培训管理的同时,又能在培训内容上有的放矢。

基于LSTM网络高速列车悬挂系统故障预测方法研究

高速列车悬挂系统安全性对于整车安全运行非常重要,对悬挂系统进行全生命周期状态监测以预测其故障成为不可忽略的研究内容。当高速列车悬挂系统发生机械故障时,产生振动加速度,信号呈现非线性、非平稳特征。文章提出一种基于LSTM网络的高速列车悬挂系统故障预测方法,通过SIMPACK建立某型号高速列车整车模型,获得重要部件在各健康状态下振动信号,以时域指标中均方根值和峰度值指标作为特征构建健康因子曲线,通过LSTM网络对时序数据进行分析预测,为高速列车悬挂系统故障预测提供可行方法,以期为减少悬挂系统故障提供新途径。

盾构隧道穿越高架桩基础的支撑方案研究

桩基托换技术可以有限避免地铁建设中地铁线路与桥梁桩基之间的位置冲突问题。本文中的研究对象为北京地铁17号线某区间隧道。首先,基于有限元模拟的方法对整个隧道施工过程(包括桩基托换)进行了模拟。其次,基于模拟结果研究托换结构的变形规律。最后,验证了本文所提出的桩基托换施工设计方案的正确性。研究结果如下:(1)托换结构呈现整体沉降趋势。桩体的水平位移以弓形形式出现。最大变形发生在托换梁和桩顶部处。(2)托换梁外土体表面影响面积约4m,托换体系变形值满足施工要求。(3)得到了较为合理的施工步骤。(4)本文提出了有针对性的风险管理措施。例如,隧道两侧应设置隔离桩。