高速铁路地震监测技术研究与紧急处置系统的构建

主要介绍我国高速铁路沿线地震危害现状,阐述高速铁路地震监测原理、监测点设置原则以及地震灾害紧急处置机制.提出中国高速铁路地震监测与紧急处置系统的构建方案,并给出分阶段建设的实施建议.     

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。     

基于HAZOP方法的车载地震紧急处置装置安全风险分析研究

针对新研发的高速铁路地震预警系统车载地震紧急处置装置,采用危险与可操作性分析(HAZOP)方法,通过对其硬件、软件、接口等功能的细化分解和流程分析,研究该装置各功能可能存在的主要偏差(危险、危害因素)及其产生原因和后果。依据该领域专家经验,确定功能偏差的危害程度和发生频率,结合风险矩阵评价初始风险等级,提出针对性的风险控制措施,为高速铁路车载地震紧急处置装置的可靠性及高速铁路运营安全提供保障。     

高速铁路地震紧急自动处置系统的研究

对国外高速铁路地震紧急自动处置系统的现状和发展、以及我国列车速度提高后地震对高速铁路运营安全的危险性进行分析,研究地震紧急自动处置系统监测点设置与报警安全性的关系。高速铁路地震紧急自动处置系统由监控中心设备(设在运营调度中心内)、车站设备和地震监测点设备构成,给出了系统功能结构、应用系统体系结构和总体网络结构。根据我国高速铁路基础设施在典型地震波激励下的最大动力响应系数,建议我国高速铁路地震紧急自动处置的报警阈值为45 Gal;通过对各种报警方式进行比选分析,提出我国高速铁路地震紧急自动处置系统报警及列车运行控制采用牵引变电所控制模式,监测点设置间距20~30 km,并尽量将地震监测点设置在牵引变电所内,以降低建设投资。     

高速铁路地震紧急处置系统的研究

研究适应我国高速铁路特点和地震活动性的地震预警与紧急处置,是高速铁路地震安全及震后恢复的需要,为此构建高速铁路地震紧急处置系统,结合系统的架构、紧急处置方案、紧急处置行车规则,详述了设计方案,同时阐述地震处置影响范围计算、数据实时接入、大数据处理、GIS服务等关键技术。系统开发完毕后进行了功能验证和现场测试,各项功能指标均满足高速铁路运行及安全防护需求,可有效防止、减少地震灾害对高速铁路列车运行的影响。     

高速铁路地震监测预警与列控系统接口研究及试验

列控系统是高速铁路地震监测预警系统控车的主要方式之一,高速铁路地震监测预警系统(CRES)采用什么方式与既有列控系统衔接?接收到地震预警信息后,列控系统如何进行正确有效的防护和处置?列控系统的整体防护有效性和时效性如何?通过现场静态和动态试验,对以上问题进行分析说明。     

高速铁路地震预警系统紧急处置信息快速生成算法

基于高速铁路地震预警监测系统的结构和功能,提出1种高速铁路地震预警系统紧急处置信息快速生成算法。该算法采用曲线拟合方法建立平面坐标系下高速铁路线路的曲线方程,基于地震动能量衰减方程建立平面坐标系下地震影响范围的圆曲线方程,联立2个方程并求解,得到2条曲线2个交点的坐标值;将坐标值转换为经纬度,再转换为公里标,得到地震对高速铁路线路的影响范围;再依据高速铁路预警地震紧急处置原则,生成高速铁路地震预警紧急处置信息。将该算法应用于高速铁路地震预警监测铁路局中心系统的测试和现场地震试验中,紧急处置信息生成时间的最大值均为40ms,平均值分别为18和27ms,可见其远远小于《高速铁路地震预警监测系统暂行技术条件》中对路局中心系统紧急处置时间100ms的要求,从而验证了该算法的合理性和有效性。     

高速铁路地震监测预警系统与中国地震局台站联网预警(技术)研究

地震预警可在地震发生后、破坏性地震波到来前,提供数秒至数十秒的预警时间,以便在此期间采取相应应急处置措施,是保证高速铁路运行安全的有效手段。提出高速铁路地震监测预警系统与中国地震局地震台网互联互通进行联合预警的网络互联方案、数据信息共享方案,阐述在高速铁路地震预警监测系统中应用中国地震台网信息的作用。     

大西高速综合试验段地震预警系统综合试验及应急演练顺利完成

正2017年5月4日,随着CRH-0507中国标准动车组缓缓驶入忻州西站,我国铁路具有完全自主知识产权的高速铁路地震预警系统在大西高速综合试验段的综合试验任务圆满完成。在大西高速综合试验段进行的高速铁路地震预警系统综合试验历时2年,经历了设备安装、联调联试、3次单台站试     

高速综合检测动车组卧铺包间的研发

高速综合检测动车组承担着我国高速铁路的日常线路维护,并进行一系列的搭载试验.在既有碳钢列车上,卧铺包间已经投入使用,而针对高速综合检测动车组所研发的卧铺包间还处于一个空白阶段.结合高速综合检测动车组特有的车体结构,参照人机工程学理论,研发出全新模式的、适用于高速综合检测动车组的卧铺包间.重点分析高速综合检测动车组内部卧铺包间的研发方案.     

大西客专高速综合试验创新及实施

大西客专高速综合试验是历年铁路综合试验中规模最大、专业最全、历时最长、难度最大的一次试验,在试验内容、试验测试技术、试验组织管理等方面进行了一系列技术创新。大西客专高速综合试验分阶段先后进行了第一批次中国标准动车组试验、第一批次中国标准动车组运用考核及地震预警系统试验、国产化及自主化列控系统试验、第二批次中国标准动车组及自主化列控系统互联互通试验、中国标准动车组互联互通及综合巡检车试验等,为高速铁路核心技术攻关提供了技术支撑,为完善我国高速铁路技术标准和技术体系提供了依据,为揭开我国高速铁路技术发展新篇章提供了有力支撑。     

基于信息集成技术的动车组司机操控信息分析系统方案研究

伴随中国高速铁路迅猛发展,动车组列车大面积开行,高铁安全问题越来越得到社会各界的广泛关注。动车组司机作为动车组列车的直接操控者,是高铁作业安全最重要、最关键、最核心的一线岗位,加强动车组司机管理、规范其操控行为至关重要。目前,我国高速铁路还没有专门的信息系统,无法实现动车组司机操控信息的记录和分析,国外高速铁路也无相应的分析手段。现通过分析动车组已有车载设备记录信息项点的基础上,结合动车组司机操控要求,借鉴列车运行监控装置(以下简称LKJ)运行记录数据分析管理模式,提出动车组司机操控信息分析系统研制方案,为规范动车组司机操控行为提供信息化手段。     

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。     

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。     

动车组轴承异音故障诊断与研究

根据动车组高级修统计,轴承系统故障问题主要集中在锈蚀和剥离。目前高速动车组轴承故障监测系统有车载轴温监测系统和TADS轨边声学诊断系统2种,对于故障轴承的判断具有较高的准确率,但在一定程度上也有自身的局限性。针对车载轴温监测系统和TADS轨边声学诊断系统均未检测到的某动车组轴承剥离异音问题,借助该动车组既有车载传动系统监控装置进行振动检测,同时在客室内利用便携式设备进行噪声检测,利用FFT,STFT等技术手段对故障频率进行甄别,找到故障激扰源,这是对轴承故障诊断行之有效的方法。     

国外高速双层动车组的发展及对我国的启示

传统高速动车组基本是单层结构,随着高速铁路客流量持续增长,部分高速铁路线路存在运输能力紧张问题,越来越多的国家开始在繁忙高速铁路线路上运用双层动车组。以法国TGV、日本新干线双层动车组为例,介绍国外双层动车组运用情况和线路运营情况,然后通过与单层动车组对比,阐述双层动车组的优缺点,最后考虑限界、接触网现有技术标准,借鉴国外高速双层动车组的发展经验,从技术可行性和运用经济性2方面讨论双层动车组在我国高速铁路的适用性和需要关注的问题。     

经营业态

据中国商业电讯网报道，5月5日，李克强总理率团访问非洲并再次在出访中推广中国高铁，他表示中国愿意与非洲国家分享先进的技术，在非洲建立高速铁路研发中心。李克强总理还带来了中国南车研发的CRH380A型高速动车组在非盟会议中心进行展示。据悉，CRH380A型高速动车组是目前我国唯一获得出口订单的高速动车组型号，并且通过了美国知识产权局专利鉴定。     

我国铁路高速列车发展模式的探讨

本文介绍了国外高速铁路发展现状和高速列车的发展模式，确定了选择高速列车发展模式的原则，在分析动力集中型和动力分散型动车组以及摆式车体动车组的技术特征的基础上，提出了我国发展高速铁路列车的建议。     

这里跑出中国高铁多个“第一”——南车青岛四方机车车辆股份有限公司自主创新纪实

<正>高速铁路是我国重大的科技创新成果。在高速铁路的发展历程中,人们的目光也聚焦到了南车青岛四方机车车辆股份有限公司(简称中国南车四方股份公司)。在这家企业里诞生了高速列车的众多"第一":首列时速200~250km高速动车组、首列时速300~350km高速动车组、首列时速380km高速动车组、更高速度试验列车、首列城际动车组等。中国南车四方股份公司以独具特色的创新之路,领跑高铁时代的装备制造企业。     

地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及列车走行安全研究

在总结和吸收既有研究成果的基础上,以铺设CRTSⅡ板式无砟轨道的高速铁路简支梁桥为工程背景,对地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁的动力响应及列车走行安全性进行系统研究,提出地震时不同条件下高速列车在桥上安全运行限速