基于偏置伽马分布的高速铁路地震预警及紧急处置时延特性分析

通过对高速铁路地震预警及紧急处置时延特性进行分析,提出1种地震预警及紧急处置时延精确概率分布函数——偏置伽马分布模型。采用国内和日本天然地震记录数据作为输入对某高速铁路地震预警系统进行现场试验,利用试验数据验证了偏置伽马分布概率密度函数描述时延的偏置量及分布特征的有效性,表明地震预警时延和紧急处置时延服从偏置伽马分布。通过建立不同紧急处置路径和不同预警级别情况下时延的概率事件模型,采用偏置伽马分布模型分析高速铁路各级别地震预警与紧急处置总时延分布特征与规律,并进行综合比较与评价。结果表明:在Ⅱ级和Ⅲ级地震预警情况下,从首台站地震P波初至,到铁路局中心系统以GPRS方式向车载装置发送地震紧急处置信息,再到车载装置自动触发列车紧急制动,总时延在50%,70%和95%概率下分别为2.34,2.68和3.63s,证明我国高速铁路地震预警及紧急处置技术方案有效、可行。     

一种适用于高铁地震预警的多台定位算法

研究目的:我国是一个地震多发国家,防震减灾所面临的形势十分严峻。高速铁路地震预警监测系统的研发旨在结合我国高铁运行环境、快速、准确地为地震影响里程范围内的列车提供预警信息,实现震后列车的紧急处置,最大程度上降低地震对于高速铁路造成的危害。研究结论:(1)结合我国高速铁路地震监测台站布设环境,采用基于自适应滑动时窗的双摆相似性算法对各台站的触发事件进行判断,滑动时窗自适应地搜索固定时窗内两组地震数据相似性的最大值,有效避免了设备延迟对相似性判断的影响,当来自同一个台站的双摆相似性低于设定阈值时,判断为干扰触发事件,该触发台站不参与后续多台定位,可避免误触发对定位的影响;(2)当两个及以上的台站触发报警后采用顺序触发的Voronoi图进行地震快速定位,该方法不受速度模型的影响,仅根据台站的触发顺序就可直接进行地震初步定位,所需台站少、时效性高;(3)在初步定位的基础上,再利用双台子阵定位算法对地震事件进行精确定位,由于先后依次触发报警的两个台站地震到时差所确定的震中双曲线轨迹为无限延伸的曲线,在V图的限制下可以很大程度上缩小震中的分布区域,从而大幅减小定位算法的计算量,达到提升高铁地震预警时效性的要求;(4)本文算法应用于高速铁路地震预警监测系统多台站定位,可为震后列车紧急处置提供预警信息。     

近断裂带铁路地震预警系统台站布设方案及评价方法

依托某跨越断裂带密集区域的长大干线铁路，提出1种通用性的铁路地震预警系统台站布设方案及评价方法。首先，采用平均分布法建立台站分布模型，根据不同时期的保护对象并参考盲区半径指标，确定系统的初期和中期预警台站布设和预警方案；然后，估算理论上单台的预警监测能力，并根据历史地震数据验证不同预警方案下的系统预警监测能力；最后，评价不同预警方案的时效性，根据历史地震得到烈度-预警可用时间累积分布，确认区域预警效果。结果表明：该铁路平均台间距不应小于20 km；初期预警方案可监测到76.50%的历史地震，理论和历史地震的预警可用时间平均值分别为23.18和12.19 s；中期3台、4台预警方案分别可监测到80.80%和78.54%的历史地震，3台方案理论和历史地震的预警可用时间平均值分别为15.31和8.62 s,4台方案分别为13.79和8.47s；初期和中期方案的区域预警效果均满足工程运用。     

高速铁路地震预警震级快速准确预测方法

基于我国高速铁路沿线路排列的原位地震监测网络所必需的单台站预警模式,研究提出基于位移平方积分的地震震级预测方法,并与具有代表性的基于平均周期和基于位移幅值的地震震级预测方法进行比较。应用2008年汶川Ms8.0级地震的记录数据,分别推导基于位移平方积分、平均周期和位移幅值这3个特征参数的地震震级预测公式;对比3个公式的预测结果可知,基于位移平方积分的地震震级预测方法预测的震级偏差的标准差最小。通过对地震数据进行频域特性解析,拟合分析3s初始P波谱强度的对数与预测震级偏差之间的相关性,进而提出对震级偏差进行有效修正的方法,修正后的预测方法能够缓解预测大地震时出现的震级"饱和"现象,提高震级的预测精度。提出的基于位移平方积分的地震震级预测公式与修正方法可以实时、准确、快速、有效地预测复杂震源的地震震级,能够满足高速铁路单台站地震预警的严格要求。     

基于地震P波双参数阈值的高速铁路Ⅰ级地震警报预测方法

以提升高速铁路地震紧急处置的时效性并满足有效性要求为目标,研究基于地震P波卓越周期τc阈值和最大竖向位移Pd阈值的高速铁路Ⅰ级地震警报预测方法。利用日本K-net强震数据,分别统计P波触发后1,2,3s时间窗下τc与震级M的线性关系和Pd与地震加速度PGA的线性关系,基于这2种统计关系计算得到P波3个时间窗下震级M=6时对应的τc的阈值和PGA=40cm·s-2时对应的Pd的阈值,在此基础上,建立高速铁路Ⅰ级地震警报"4等级预测方法",明确等级3为达到高速铁路Ⅰ级地震警报的预测标准。采用2016年4月14日熊本6.5级地震时九州新干线沿线K-net强震台站的数据,分析"4等级预测方法"的有效性与时效性。结果表明:该方法可以在最接近震源的KMM006台站P波触发后1s准确地预测出Ⅰ级地震警报,并较九州新干线脱轨时刻和气象厅紧急地震速报发布时刻分别提前了3.34和4.84s,能够满足高速铁路地震监测预警系统发展的需要。     

高速铁路专用通信信道电波传播特性

依据射线跟踪法和帐篷定律,计算高速列车车厢内高速铁路专用通信信道电波传播的频率响应可知,电波在车厢内传播的路径损耗大于30 dB.实测车厢内电波传播的频率响应,对实测数据进行IFFT变换处理可知,在直达路径(LOS)和非直达路径(NLOS)条件下,电波传播的平均功率时延谱符合Saleh-Valenzuela(SV)模型,均方根时延扩展与传播距离的关系更适合选用幂函数描述.进一步对实测数据进行统计处理,得到SV模型关键参数,以及车厢内电波传播的小尺度衰落模型和路径损耗模型;车厢内电波传播的小尺度幅度衰落在LOS场景下服从对数正态分布,在NLOS场景下服从瑞利分布;车厢内电波传播环境指数LOS场景下为1.283,NLOS场景下为1.098.     

材料参数对高速铁路连续梁桥地震易损性分析的影响研究

中等跨径的预应力混凝土连续梁广泛应用于高速铁路,以往震害及实验都表明该类桥型在地震下的破坏集中在桥墩和支座位置。为了研究材料参数对高速铁路连续梁桥地震易损性的影响,采用IDA方法,利用有限元软件Open Sees建立地震易损性分析模型。定义4种破坏极限状态,基于对数正太分布假设绘制各个破坏状态对应的易损性曲线。通过更改材料参数得到新的计算模型,并通过对比易损性计算结果来评价材料参数对桥梁抗震性能的影响。结果表明,高速铁路连续梁桥桥墩配箍率较低,提高桥墩混凝土强度等级对桥梁抗震性能改善较大。     

基于地理信息系统的高速铁路噪声地图绘制技术

为推动噪声地图在高速铁路噪声管理中的应用,研究噪声预测模型与地理信息系统(GIS)相结合的高速铁路噪声地图绘制技术。首先,根据高速铁路噪声源分布特征和线路结构特征,优化高速铁路多等效声源预测模型和声屏障插入损失计算方法;其次,在GIS软件中搭建某高速铁路三维地理信息模型,二次开发基于该模型的铁路噪声预测技术;然后,进行离散节点的噪声计算,并通过空间插值绘制连续的噪声分布地图。研究结果表明:采用该技术绘制的我国某高速铁路噪声地图与实测结果对比误差小于1 dB (A),验证了该高速铁路噪声地图的准确性和实用性,可作为铁路噪声管理部门制定噪声控制对策的参考依据。     

基于T-S模糊模型的高速动车组通信网络实时控制方法

建立包括控制器节点与执行器节点之间的前向通道时延,以及它与传感器节点之间的反馈通道时延的多功能车辆总线网络控制系统,获取的时延数据呈现随机分布的特点;采用自动回归模型和最小均方算法进行前向通道时延的预测;考虑列车关键控制系统的特点,将非线性系统描述为不同稳态工作点附近的多个线性子系统,基于T-S模糊模型建立非线性网络控制系统模型,设计各子系统基于状态空间滚动优化的广义预测控制方法。对采用不同控制方法、不同采样周期和负载率时控制效果进行仿真。结果表明:基于T-S模糊模型的GPC时延控制方法可以精确跟踪不同变化频率的参考信号;与模糊自适应PID方法相比较,该方法能较好地抑制时延对控制性能的影响,具有理想的鲁棒性能和稳定性能,完全可以满足高速动车组运行过程的控制实时性要求。     

基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测方法研究

随着高速铁路6C检测监测系统技术规范的提出,基于视觉技术的非接触式接触网检测方法越来越受到业内研究人员的重视。为提高接触线上激光斑点跟踪定位的实时性以及测量值的准确性,提出了一种基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测的新方法。首先,基于灰度颜色直方图特征分布和接触网"之"字形架构建立光斑目标模型;其次,利用聚类方法对粒子进行聚类,以聚类中心为起点运用均值漂移算法进行迭代计算,对迭代计算的结果利用粒子滤波算法得到光斑目标的图像坐标;然后,将激光斑点在图像坐标系下的坐标进行空间变换,得出接触线的几何参数导高和拉出值在世界坐标系下的测量值。最后,结合检测车在某供电段测试区的实际运行数据,验证了该方法的实时性和准确性。     

用可靠性方法计算客车关键零部件维修周期

从客车关键零部件维修方式的特点出发,提出了客车关键零部件最佳维修周期的确定准则。利用可靠性理论,对客车零部件的故障记录进行数理统计,介绍了分布规律的拟合、分布参数的计算方法,最后,根据最大有效度原则,得到客车零部件维修周期。该方法可用于确定客货车零部件维修周期决策的参考论据。     

提高铁路站场环形配电网络安全性的措施

鉴于目前铁路站场广为采用的环形配电网络存在着安全隐患,本文结合运营实践情况对此提出了一些改进措施。     

郑州地铁1号线客流时空分布特征分析

以实际运营客流统计数据为依据,从周客流、日客流、时客流等时间分布角度,以及从客流流向、区段客流等空间分布角度描述并分析了郑州地铁1号线客流的时空分布特征,并在此基础上提出地铁行车运营策略的改进建议。     

成都铁路局某地尘肺病调查分析

目的了解尘肺病在成都铁路局某地的分布、发病率和病情进展等情况。方法对成都铁路局某地尘肺病例资料进行回顾性的流行病学调查。结果228例尘肺病例中平均开始接触粉尘年龄25．4岁,平均接触粉尘时间14．40a,尘肺病平均发病年龄54．8岁。平均寿命63．73岁,其中Ⅰ期尘肺病为84例,Ⅱ期尘肺病为88例,Ⅲ期尘肺病为56例。228例尘肺病例中,227例是矽肺。已故170例,占尘肺病例总数的74．56％。结论尘肺病发病率在成都铁路局某地呈下降趋势,随着年代的不同,劳动、生活等条件的改善,平均死亡年龄提高。     

现代有轨电车工程的低压配电设计

通过与地铁和轻轨对比较,指出现代有轨电车的优点。论述现代有轨电车工程低压配电系统,分析正线车站、正线区间以及车辆段和停车场低压配电系统各自的特点,借此阐明产生的原因及对各方的影响;结合具体工程,介绍配电箱、接地、电缆敷设等的设计方案。     

轨道车辆制动电阻的CFD模拟

为准确分析轨道车辆电制动过程中,制动电阻片表面温度场、流场和压力场,考虑了温度对冷却空气热物理性能的影响,建立了制动电阻片的分析模型.分析结果表明,CFD仿真可为制动电阻设计提供指导.     

配电所ST-1000智能监测系统的研制

研制配电所计算机实时监测系统,用计算机来改造现有的配电所,使配电所的管理实现监控计算机智能化,提高设备整体的等级,获得最佳的经济、技术效益。     

"春城号"动力分散型电动车组--我国铁路客运车辆的新模式

介绍了我国首列商用电动车组的基本性能、特点、结构、牵引特性及制动特性，提出了详细参数。     

104型客车空气分配阀结构模块化改造及其应用探讨

主要提出了104型客车分配阀结构模块化改造的技术方案,举例论述了模块化改造后的应用。     

基于概率分布的轨道不平顺发展统计预测

针对轨道不平顺的随机性,应用数理统计原理和方法,对轨道动态不平顺检测数据进行统计分析,研究轨道不平顺的概率分布特性。分析讨论基于不平顺分布函数特征的不平顺发展统计预测方法,比较不同统计预测模型的预测效果和预测精度。研究结果表明:轨道不平顺概率分布接近于正态分布;在轨道不平顺概率分布特性分析的基础上,指数平滑预测方法具有较好的预测效果和预测精度,能够用于轨道不平顺发展预测问题的研究。