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。

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。

货车轴重的增加对铁道线路的影响

本文根据国外在提高货车轴重对铁路轨道结构的影响方面的研究成果，以及开行大轴重货车的运营实践，并结合我国在此方面所开展的研究工作，探讨在我国货车轴重将逐步提高到25t的过程中，对铁路轨道结构应采取的加强与维修措施。

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。

高速铁路桥梁基础单桩动力模型试验研究

在软土中进行了桩的轴向动静力受压模型试验 ,对桩的动承载力、桩动侧阻、动端阻、桩顶竖向累积位移、桩顶振动位移幅值及动刚度进行了分析研究 ,得到了软土地区高速铁路桥梁桩基承载力设计值应折减 10 %～ 3 0

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。

基于遗传算法的集装箱单箱三维装载优化问题

研究应用改进遗传算法优化铁路集装箱单箱三维装箱问题,达到充分利用集装箱装载质量或装载容积的目的。改进遗传算法中考虑货物放置方向、装载容积、装载质量及装载重心等约束条件,并结合方向及顺序约束采用巧妙的个体编码方法,结合装载容积、装载质量及重心约束构造合理的适应值函数。以16件货物装入20英尺箱为实例,应用改进遗传算法进行计算,计算结果为集装箱装载容积利用率为63 18%,并且可以缩短计算时间一半以上。

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。

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。

铁路物流园区规划研究

随着物流业在中国的兴起和运输行业竞争的加剧,必然要求将物流运作理念引入铁路运输业。由此对大型铁路货运站改建为铁路物流园区的规划设计进行了研究,提出了铁路物流园区的规划流程、作业区面积计算方法和园区管理建议。

场地砂土地震液化的模糊聚类分析

鉴于场地砂土地震液化的概念以及某些主要影响因子都是不确切的,具有中间过渡性质,无明确的内涵和外延。故文中提出了一个新的分析途径,即模糊聚类分圻的方法,来预测现场砂层的液化。根据地震的基本数据和土层的性状,应用模糊聚类的分析方法将50个场地砂层地震液化的历史资料划分为5类,作为预测场地砂层液化的模糊模式。这种分析方法除具有研究模糊问题的功用外,还县有在分析时既不需要任何假定,也不引入任何试验误差等优点。 文中最后基于所建立的模糊模式,预测了90个场地液化的历史资料,表明所建议的方法是有效而可行的。

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。

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。

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。

铝热焊用一次性坩埚的研制

分析一次性坩埚所选的原沙、树脂砂和粘结剂等原料的参数。研究树脂砂的强度、发气量、表面稳定性、耐热性等性能,保证树脂砂的适用性。使用成型的树脂自硬砂一次性坩埚进行焊接,焊接接头的硬度平均为288HB,力学性能主要参数Rm为790MPa,静弯平均为1500kN。根据TB/T1632 91要求对焊接接头的硬度、力学性能、静弯强度进行试验。分析焊接接头夹杂物情况和焊缝金相组织形貌,并与使用镁质坩埚的情况进行对比。试验结果显示,研制的一次性坩埚可以满足铝热焊接使用。

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.

铝合金电刷阳极氧化工艺及性能研究

研究了铝合金电刷阳极氧化的工艺及氧化膜性能。结果表明，电刷阳极氧化膜层具有较好的耐蚀性和耐磨性，和涂层有较好的结合强度。

铁路色灯信号新编码系统的心理学研究

本研究在实验室和野外条件下模拟晴朗的白天司机距离信号机1000米观察信号的情境,对铁路色灯信号新编码系统的可行性进行了人机匹配实验.实验Ⅰ和Ⅱ采用了传统的信号反应时和正确率测量方法,实验Ⅲ则模拟长时警戒状态下对信号的译码.被试包括有行车经验的机车司机和非司机男女青年.通过各种实验条件的综合,对该编码系统做了较有实用价值的评价.

室爆破法采石级配预测

引入岩体裂隙分布的统计理论，探讨了爆堆岩块的分形特性，从统计岩体力学及爆炸分形的角度建立爆炸过程并对硐室爆破进行级配分析，级配预测结果和实际工程吻合较好。