盾构隧道施工对既有铁路轨道与排洪涵管影响的数值分析

以福州地铁l号线的罗汉山站—福州火车站区间段盾构隧道工程为依托,采用有限元程序MIDAS,对近距离双线平行盾构掘进过程进行动态模拟,揭示盾构新隧道施工对既有铁路轨道和排洪涵管沉降产生的影响,得到了铁路轨道和涵管沉降曲线。计算结果表明,列车数量、隧道注浆程度、地层损失率等因素对铁路轨道和排洪涵管沉降有较大影响。     

离散视角下单线铁路列车运行调整优化

针对单线铁路多等级列车共线运行调整问题, 从系统仿真角度, 构建了考虑技术作业类型及车站到发线数量等关键约束的离散系统仿真模型。为提高系统在模拟多级列车运行调整过程中的时效性, 在既有列车行进策略的基础上, 设计了能够避免调整策略在列车区间运行及在站最小作业时间内重复执行的事件转移函数。考虑到多级列车对冲突疏解造成的困难, 利用分层决策在预测越行站和会让站等方面的优势, 设计离散仿真系统的同级列车有限随机调整策略和多级列车分层随机调整策略, 以提高仿真系统在列车运行调整过程中的全局搜索能力。最后, 通过实例分析验证了离散系统仿真模型及调整策略的有效性和合理性。结果表明: (1)本文设计的调整策略可以将解的质量提高约5.77%;(2)调整策略中的事件转移函数能将系统仿真时效性提高约34.47%;(3)分层策略虽能确保高等级列车的时效性, 但需以牺牲低等级列车的时效性为代价, 损失系统时效性约45.3%。      

高速铁路钢桥疲劳评估标准车型研究

该文以高速铁路钢桥为研究背景,针对新型动车组车型,对高速铁路钢桥疲劳评估标准车型进行了研究。通过荷载模拟法,考虑列车荷载产生的结构动力效应、列车轴重,以及双线铁路的影响,并统计列车的轴距、车厢数,以及每日列车通过的趟数,根据等效损伤原理得到高铁铁路斜拉桥的典型疲劳车型。同时,给出了铁路双线系数的简化计算表达式。     

基于列车到发时刻不确定的客运站到发线运用优化研究

合理安排列车占用到发线是编制阶段计划的关键,高效运用到发线可以提高客运站的工作效率和服务水平.利用不确定变量表示列车实际到达时刻与计划到达时刻差值的不确定性,以列车占用到发线时间最小和到发线运用的均衡性为优化目标,以差值得到满足而应达到的置信水平、列车占用到发线的唯一性等为约束条件,建立基于列车到发时刻不确定下的到发线运用优化模型.利用不确定理论的知识将其转化为确定性等价类模型,并借助IBM SPSS Statistics 23验证所提出的分布,通过设计适应度函数、改进选择算子和交叉算子来改进模拟退火遗传算法(ISAGA),对优化模型进行求解.从某客运站验证的数据中选取某天8:00—12:00的数据为例进行说明,结果显示运用ISAGA所得优化方案与常规GA所得方案和值班员使用方案相比,均衡性分别提高了49.15%和75.47%;ISAGA的目标函数值比GA的优了10062 min.表明所建的模型和设计的算法有良好的优化质量和求解效率.      

多网融合条件下市域列车开行方案编制方法

为解决铁路系统中市域铁路与其他制式轨道交通之间列车的到发时序及运能的匹配性问题,研究了多网融合条件下的市域列车开行方案编制方法。考虑枢纽站的跨制式换乘客流需求,根据客流的时间分布特征及不同乘客的时间价值对客流精细划分,以最小化列车总运营成本、旅客广义总出行成本、跨制式换乘客流对研究线路的短时冲击性为目标;考虑列车满载率、各时段区间通过能力、各类时间间隔、列车到发时刻、不同时段各类旅客的换乘协调性等约束,构建了分时段精细化编制列车开行方案的多目标非线性整数规划模型。采用线性加权法将多目标转化为单目标,引入模糊精英保留策略并对逃逸能量更新策略进行非线性化处理,以改进基本哈里斯鹰算法,降低算法陷入局部最优解的可能,提高模型的求解质量。以台州市域铁路S1线及其衔接高速铁路的相关数据为例进行实验,结果表明：与算法初始解相比,模型的总目标函数值降低36.7%;与基本哈里斯鹰算法相比,列车运营成本、旅客总广义出行成本、模型总目标函数值分别降低8.09%,7.04%,7.56%。验证了所设计的算法适合模型的特点,且具有较高的求解质量;所建模型可在不同时段兼顾列车运能与乘客换乘效率,有助于提升多网融合条...     

暗挖单通道组合结构实现双线盾构侧向始发设计方案研究

为解决复杂环境条件中盾构双线始发、同步掘进的难题,以北京地铁19号线牛街站—金融街站区间为依托,探索地铁正线非开挖条件下,双线盾构侧向独立始发技术方案。通过分析盾构侧向始发技术的控制条件,研究形成以大跨度PBA盾构始发横通道、超前暗挖段、出土通道为主组合而成的暗挖单通道组合结构,建立双线盾构侧向独立始发、双线同步掘进的结构体系,实现布置灵活、占地有限、环境安全风险可控的盾构侧始发技术方案。同时,通过建立地层—结构数值模型,考虑组合结构整体开挖施工顺序、暗挖施工工法、超前支护措施、地层加固措施等关键技术因素,对暗挖单通道组合结构开展结构和环境风险预测分析,验证技术方案的可实施性和安全性。     

斜向双线隧道近距离开挖诱发土体位移研究

为研究斜向双线隧道近距离开挖对周围土工环境的影响,依托上海市轨道交通11号线徐家汇站-上海体育馆站区间隧道盾构开挖工程,基于Mohr-Coulomb弹塑性土体模型,采用有限元数值计算软件,模拟斜向双线隧道盾构施工相互影响工况。以隧道相对位置为变量,对隧道施工引起的周边地层变形进行模拟,分析双线隧道斜向3种工况下隧道施工对周围土体变形的影响,得到以下结论： 1）地表沉降曲线在双线隧道水平距离较小时,主要呈单峰状态,且两隧道竖直距离越大,单峰效果越明显; 随着其水平距离增大,逐渐出现双峰效果。2）埋深较浅的隧道施工对地表沉降的影响较大,且隧道中心线以上的土体受扰动程度较大。3）3种斜向工况均在土体表面及较浅隧道附近出现较大的水平位移。     

寒地城市地铁站短时步行交通需求动态预测模型

基于为地铁站周边步行设施规划、交通组织及信号控制优化提供依据的研究,提出进出地铁站短时步行交通需求动态预测模型.以地铁列车到发时间间隔为单位,通过Levenberg-M ar-quardt算法标定的指数平滑模型对下一到发时间间隔内的进、出站客流量进行预测,基于动态行程时间分析地铁站周边人行道、无信号交叉口、信号交叉口以及立体行人过街设施处的步行交通阻抗函数,并提出侵占人行道、寒地城市冰雪路面、立体行人过街设施与水平路面高度差、缺乏方向指示4类惩罚系数对步行阻抗函数进行修正,采用多路径交通分配模型将指数平滑模型预测得到的进出站步行交通量分配至地铁站周边慢行交通网络.以哈尔滨市地铁1号线博物馆站1号站口为例进行良好天气及雪后进出站客流量预测、对比冬夏两季步行阻抗函数计算和步行流量分配情况,研究结果表明,在通过连续6个到发时间间隔客流量数据标定指数平滑模型的前提下,进出站客流量预测相对误差总体呈下降趋势,第7个到发时间间隔进、出站客流量预测相对误差分别为1.67% 和-3.57%,根据地铁站周边步行阻抗函数分配得到的步行流量分布与实际情况基本吻合且能反映步行环境和季节变化引起的路线选择倾向变化,证实模型可用于地铁站周边步行设施的规划与评价,并可协同地铁站邻近交叉口进行考虑行人效益的动态交通控制.      

考虑过分相区的高速铁路列车操纵节能优化

既有研究在优化高速列车节能操纵方案时忽视了一些实际约束,如很少考虑列车须采用惰行工况通过分相区,所求方案可能不符合列车操纵规范要求.为研究考虑列车过分相区约束、曲线限速以及计划运行时分要求等实际约束的列车节能操纵问题,将高速列车区间运行过程根据分相区、限速、坡道划分为不同阶段,建立多阶段最优控制模型以最小化列车牵引能耗;采用基于自适应Radau伪谱法的GPOPSⅡ求解模型的精确解,结合武广线案例分析多阶段最优控制模型及算法的节能效果.结果表明,模型在不同线路条件下求解得到的列车操纵方案都满足实际约束,且比司机实际操纵方案平均节能10.8%;与考虑列车过分相区约束的标准四阶段模型所求方案相比,模型求得的列车操纵方案平均节能4%.      

考虑碳排放成本的铁路集装箱快递班列开行方案

针对我国目前快递公路运输方式占比过高,而导致的道路交通需求过大、运输成本、碳排放过高等问题,研究了“双碳”目标下铁路集装箱快递班列方案。考虑运输距离、快递量、快递网点数量、物流产业占GDP比重等因素,运用熵权法确定集装箱快递班列始发站和到达站。根据公路直达运输和调运至铁路车站2种形式,构建包括始发站、调运站和到达站的铁路集装箱快递班列运输网络。为确定集装箱快递运输直达方案、调运方案及采用的运输方式,建立了铁路集装箱快递班列开行方案的整数规划模型。为确定集装箱快递班列合理的列车编组数量及铁路经济运距,该模型以运输成本、调运成本和碳排放成本最小为目标,不仅综合了快递运量、时间约束以及列车开行条件等因素,而且考虑了快递货物的调运流程。此外,该模型还引入了碳排放系数、碳交易价格等要素,以计算碳排放成本。以长三角地区快递货流集散为例进行了实证分析,结果表明：铁路集装箱快递班列开行方案以直达运输为主,调运方式为辅;运输方式按照载货量及铁路经济运距划分铁路运输为主,公路运输为辅;列车合理编组范围为25～40辆,且列车编组数量过高和过低均不具有优势;设定铁路运输速度120 km/h的条件下,铁路经济运...