绿色高铁建设环境成本CS、BPNN估算方法研究

研究目的:如何界定高铁建设环境影响内容、估算环境成本是高铁实现绿色工程的重要内容。本文在界定高铁建设环境成本的计算内容基础上,运用显著性成本方法(CS)建立高铁建设环境成本数据库,运用BP神经网络方法预测拟建工程全生命建设环境成本,并以长益城际铁路进行实例验证,结果表明该模型适用性强,对高铁全生命建设环境成本预测准确性高。研究结论:(1)通过CS理论提取高铁工程显著性环境成本项目可以大幅简化环境成本估算工作量;(2)BP神经网络在高铁项目环境成本估算方面具有适用性;(3)为更准确估算环境成本,需进一步完善高铁项目建设环境成本数据库;(4)本文提出的高铁建设环境成本估算方法和评价体系,可应用于铁路行业高铁项目的建设环境成本估算和控制等工作。     

铁路工程投资估算模糊综合评价方法研究与应用简

在铁路工程立项和可行性研究阶段,如何根据国家和行业的有关规定,合理、准确地进行投资估算,并满足估算的精度要求,所采用的方法就显得格外重要。基于铁路工程投资估算本身具有一定的模糊性特征,故此文结合模糊数学理论,构建适合铁路工程投资估算的快速预测模型,通过预测模型和选取的已建相似工程及投资,即可进行拟建工程的投资估算。通过实例验证,此文论述的预测模型和计算方法所估算的工程投资,与按行业估算编制办法编制的估算额,误差很小,在可控范围内。因方法简单,具有一定的实用性。     

浅议合理编制城市轨道交通工程投资估算

城轨交通工程是一项复杂的系统工程,专业多、涉及面广、投资大.在可行性研究阶段如何合理编制出比较准确的投资估算,此文根据《城市轨道交通工程项目建设标准》规定的投资估算的组成,就编制和控制投资估算的重点和难点进行分析.通过分析与研究,提出合理编制投资估算可采取的方法和措施,以保证所编制投资估算符合工程实际及其准确性。     

优化形态学滤波在高速列车轴承故障诊断中的应用

针对传统形态学滤波方法在提取高速列车轴箱轴承故障特征时过于依赖先验知识,结构元素相关参数(长度L和高度h)未结合信号特征做自适应选取的问题,文章在数学形态学滤波(Mathematical Filter, MF)、布谷鸟算法(Cuckoo Search Algorithm, CS)、实际工程应用方面做了深入研究。通过布谷鸟算法对结构元素的长度和高度进行自适应寻优,然后使用最优结构元素对信号进行处理,提取出信号中的冲击成分和故障特征,对比传统的解调方法可以发现该方法更准确、更快速。     

基于可靠度方法的既有铁路边坡稳定性分析

研究目的:在山区既有铁路沿线进行工程项目建设时,常常会影响原有边坡的稳定性,甚至形成工程滑坡,因此合理评价边坡稳定性是保证既有铁路安全运营的重要前提。本文建立了结合有限元强度折减法和点估计法的边坡可靠度分析方法,并以修建厂房开挖坡脚引起的既有线隧道口边坡失稳为例进行系统分析。研究结论:(1)基于可靠度理论的边坡稳定性评价方法,能较全面地反映岩土参数的空间离散性、时间变异性等不确定性因素的影响,分析结果更为符合工程实际;(2)将有限元强度折减法与点估计法相结合,用于既有铁路边坡稳定性的可靠度分析,克服了传统的安全系数法的缺点,可较为全面地反映岩土体参数变异性对边坡稳定性的影响;(3)计算结果与Monte-Carlo法计算结果基本一致,但计算过程较为简单,因此工程实用性较好,可为类似工程提供借鉴。     

二维大地电磁静位移估算及其在隧道勘探中的应用

研究目的:在长大隧道的音频大地电磁勘探中,如何客观地识别与处理静态位移引起的虚假电性异常是主要技术难题之一。考虑到二维结构中阻抗相位不受静态位移影响的特点,提出了基于阻抗相位的静态位移因子估算方法,以期可以对静态位移量进行更为客观地估算。在此基础上,开展了静态位移因子在二维反演中的应用研究,以确保反演模型的电性结构更为合理。研究结论:(1)与目前其他静态校正方法相比,以阻抗相位为基础估算得到的静位移因子客观真实、人为随意性较小;(2)使用位移因子对异常区实测曲线进行平移,根据平移曲线的一维反演结果可以为二维反演构建较合理的初始模型;(3)对原始数据进行二维反演,既能有效地消除静态效应对反演模型深部结构的影响,也能在反演中获得正确的浅部电性结构;(4)模型验算以及工程实例表明:本文提出的静态位移因子估算算法及其在反演中的应用方法可以有效地压制二维大地电磁静态效应。     

岩溶隧道涌水影响因素、预测方法及危害分析

研究目的:隧道涌水量预测计算方法众多,计算成果与实际涌水都有较大的差距,尤其是非均质的岩溶隧道,因此有必要仔细分析其影响因素,选取合理的预测方法,提高预测精度,降低其危害.研究结论:(1)隧道涌水量预测的影响因素较多,可大体归纳为客观因素、人类活动因素及时空因素这三种;(2)岩溶隧道由于其独特的地下水特征,与非可溶岩隧道的区别很大;(3)非可溶岩隧道的涌水量预测,一般按层流理论的地下水动力学法计算,可溶岩地层隧道涌水量预测不能采用层流理论,应根据其边界条件有针对性地选取预测方法;(4)由于岩溶隧道涌水地质灾害的的危害极大,呼吁建设、设计、施工等单位应从实际出发,转换观念,坚持可持续发展战略,尽量降低工程建设对于自然环境的影响.     

轨道交通客流预测估算方法的研究

研究目的:在轨道交通项目前期研究中,特别是轨道交通线网编制过程中,对线网的结构、走向进行确定时要以客流规模作为主要依据之一。但传统的客流预测工作量较大,建模及计算过程复杂、耗时,难以适应项目推进的要求。本文以交通调查为基础,探讨估算轨道交通总量和最大断面流量的方法,可在短时间内得出客流结果,以此作为城市轨道交通前期研究过程中把握规模的重要参考。研究结论:(1)轨道交通客流预测可以居民出行OD调查资料为基础进行估算;(2)依据出行链及功能区划分的原则可推算线路客流总量及最大断面客流量;(3)经对天津地铁1号线客流总量及最大断面客流量的模拟计算,结果误差较小,该方法具有一定的可信度;(4)该方法可应用于线网规划中对线网规模及线路客运量水平的估算,有利于加强线网布设的数据化,提高规划的可信度。     

基于多小波包排列熵和流形学习的故障特征提取方法

针对振动信号非线性、非平稳性导致的故障特征难以准确提取的问题,提出了一种基于多小波包排列熵和流形学习的故障特征提取方法。首先,利用多小波包分解方法得到故障信号的多维多小波系数,通过计算排列熵初步提取了各个小波系数中的故障特征信息;然后利用局部切空间排列(LTSA)流形学习方法对多维特征信息进行处理,在有效降低信息冗余度的同时,提取了其中主要的故障特征;最后利用支持向量机(SVM)对滚动轴承正常、外圈、内圈和滚动体故障实测信号进行故障模式识别试验。结果表明,该方法可以准确地识别出轴承不同的故障类型,并且在提取故障特征准确性方面要优于传统的单小波包方法和主成分分析(PCA)方法。     

基础设施建设项目投资估算编制方法与问题探讨

结合基础设施建设项目投资估算的情况,针对项目投资估算编制的4种方法(单位生产能力估算法、指数估算法、分项比例估算法、概算指标估算法)和编制中的问题(不重视基础资料调查、工程数量计算不准、造价人员经验不足),提出预防和解决问题的相应措施,以达到合理确定基础设施建设项目投资估算的目的。     

城轨交通工程投资估算编制要点及分析

城轨交通工程建设工期长、投资大,系统复杂,涉及到建设规划、可行性研究等设计阶段。根据《城市轨道交通工程项目建设标准》,建设规划阶段编制的投资估算是控制工程投资的基础目标,其投资估算的准确性直接影响到工程后期的投资控制。此文以天津市地铁2、3、5号线等工程为例,就投资估算与初设概算进行对比,并分析存在差异的主要原因。通过分析,提出合理和准确编制投资估算的要点及方法。以期对类似工程有所借鉴。     

轨道交通牵引系统再生能量利用方案研究

研究目的:城市轨道交通普遍采用VVVF动车组列车,在列车制动时,将再生大量能量,如果能够对这部分能量加以有效利用,则对于整个轨道交通的节能降耗将意义重大。目前工程上有几种再生电能利用方案,但不同方案的节能效果相差较大,部分方案甚至浪费能量。因此,有必要将理论计算和工程实际测量相结合,对现有再生电能利用方案的节能效果进行综合分析。研究结论:本文通过构建轨道交通牵引供电系统模型,并将计算结果与工程实际测量结果进行比较分析,结果表明:(1)当牵引变电所不设置再生制动装置时,车辆间的再生能量相互利用率很高;(2)传统的将再生制动电阻置于牵引变电所不但不会节省能量,相反会浪费能量;(3)当再生电能利用装置的容量达到一定值时,再增加容量,对于节能效果影响已经很小;(4)该研究结果可应用于轨道交通牵引供电系统的设计中。     

城市轨道交通工程造价控制分析

研究目的:在设计过程中,可研估算超预可(项目建议书)预估算、初步设计概算超可研估算的现象时有发生。如何使各阶段的估算或概算编制既做到准确合理又能满足各阶段投资控制的要求,是业内人士面临的一个相对比较困难的技术难题。本文通过对城市轨道交通工程造价控制存在的问题和主要影响因素进行全面分析,研究确定城市轨道交通综合造价控制的具体措施,形成一套造价控制方面比较系统的投资指标控制参考体系。研究结论:通过研究得出以下结论:(1)对于城市轨道交通工程来说,造价控制是一项系统的工程,必须对工程造价进行全寿命周期管理体系;(2)城市轨道交通综合造价控制的具体措施包括决策制定合理估算、推行限额设计、控制施工变更、竣工结算如实体现工程造价;(3)本文的研究结果可为今后同类工程招投标及方案设计、初步设计等各阶段投资估算、概算编制及审查提供参考性资料和可靠依据。     

下穿砂土地层掌子面盾构推力大小的极限分析

研究目的:确定掌子面推力大小是保障周边土体稳定的重要前提,在下穿既有隧道工程中更为关键。基于极限平衡法和筒仓理论,考虑既有隧道的荷载作用,推导砂土地层中下穿既有隧道工况下掌子面盾构推力计算公式,通过数值模拟和实际工程验证公式的正确性。在此基础上讨论考虑既有线和不考虑既有线两种计算方式的适用性,最后分析土体内摩擦角、两线距离及覆土厚度等参数对掌子面极限推力的影响。研究结论:(1)筒仓理论适用于下穿既有线工程掌子面极限推力计算,推导所得公式计算结果更精确;(2)砂土地层中盾构下穿既有隧道时,掌子面盾构极限推力随着与既有隧道间距、覆土厚度增加而增大,随着土体内摩擦角增大而减小;(3)本研究成果为新建隧道盾构安全下穿既有隧道工程提供理论参考。     

海外铁路工程项目人工费算法研究

研究目的:综合工费标准与定额人工消耗量不匹配造成海外铁路工程设计概算人工费占比虚高和概算指标失真,影响设计方案的比选,影响中方总承包企业投标报价。本文研究提出综合工费标准新算法和定额消耗量调整系数算法,以消除影响因素,达到合理确定工程造价的目的。研究结论:(1)依据国内铁路工程项目典型工点劳动组织、施工进度等参数,分别计算各分项工程综合工费标准;(2)区分技术密集型工程和劳动密集型工程,考虑海外工效降低因素分别计算各分项工程定额人工消耗量调整系数;(3)按人工费=Σ各分项工程综合工费标准×定额人工消耗量×定额消耗量调整系数来计算海外铁路工程项目设计概算人工费;(4)该研究成果可应用于海外铁路工程设计概算的编制。     

高铁大跨矮塔斜拉桥施工控制研究及应用

研究目的:为确保高铁大跨矮塔斜拉桥高效、高精度的施工控制,使结构安全可控,且成桥内力、线形及索力满足设计要求,本文以新建怀邵衡铁路沅江特大桥(90+180+90)m矮塔斜拉桥为工程背景,根据理论计算、结构力学特点及工程面临的问题和挑战,建立适用于该复杂体系的施工控制体系,重点开展参数敏感性分析以探明力学行为特点,并建立线形控制、索力控制、应力控制计算及数据分析处理方法。研究结论:(1)主梁变形及应力受梁体自重、预应力和斜拉索索力影响最大,混凝土收缩徐变和索梁塔温差均为影响成桥索力及塔偏的敏感因素;(2)与常规大跨斜拉桥相比,二者力学行为差异大;(3)理论及实践表明,采用的控制系统、计算分析处理方法确保了主梁线形平顺、应力安全可控、索力均匀,均符合规范及设计要求;(4)本研究成果可应用于类似复杂结构的施工控制。     

基于CS、WLC、BPNN理论预测铁路工程造价的方法

前期可行性研究投资估算和设计阶段概预算不准确是目前铁路工程“三超”的主要原因之一，在这两个阶段中，许多不确定因素影响着项目造价，并且这些影响因素与造价之间呈高度非线性关系，传统的投资估算和设计概预算方法难以对新建铁路项目造价进行准确计算。本文依据全生命周期造价WLC理论进行拟建项目造价测算和投资、设计方案优化，根据显著性成本CS理论提出显著性成本项目CSIs测算方法简化投资预测程序，并依据BP神经网络在大量已完工程资料中“提取”类似CSIs和显著性因子csf，从非线性角度实现了对项目投资的准确预测，并进行算例分析，从算例可以看到，预测值与实际值的相对误差很小，满足投资预测要求。     

基于ELM的城市轨道交通系统建设成本估算研究

对城市轨道交通系统建设成本的估算能够在设计时实现城市轨道交通系统建设成本的控制与优化。针对传统成本估算模型计算量大、计算方法繁琐等缺点，基于多条在运营城市轨道交通线路的建设阶段成本数据，采用数据扩展的方法建立成本数据集。在选取少量关键成本指标的情况下，建立极限学习机（ELM，Extreme Learning Machine）模型，对城市轨道交通系统建设成本进行估算。测试结果表明，基于ELM的城市轨道交通系统建设成本估算模型的平均绝对百分比误差（MAPE，Mean Absolute Percentage Error）小于6%，在误差允许的范围内与实际数据吻合。该估算方法科学有效，能够满足城市轨道交通系统建设成本估算的工程需要。     

城市轨道交通车辆段再生制动能量电阻吸收装置选型及散热分析

[目的]城市轨道交通车辆段再生制动能量电阻吸收装置散热量较大,为有效解决此类装置的散热问题,需对再生制动能量电阻吸收装置进行选型,并对其散热能力进行分析。[方法]通过推导得出的城市轨道交通车辆段再生制动能量的计算方法,以及车辆段内的列车运行工况,对再生制动能量电阻吸收装置的电阻值选取、选型及散热分析等方面进行了详细分析。[结果及结论]结合列车在车辆段内的实际运行工况,提出了车辆段再生制动能量电阻吸收装置中制动电阻的计算及选取方法。再生制动能量电阻吸收装置的散热量一般依据该装置峰值功率,并结合其间歇工作的特性进行估算,但该计算方法未考虑热电阻工况,其理论计算值与实际运行工况存在一定程度的偏差。提出了再生制动能量电阻吸收装置的散热功率估算方法,以及散热功率的校验方法,并提出了该装置布置方式的建议方案。     

复合地基下卧层附加应力实用计算方法研究

研究目的:目前复合地基下卧层附加应力计算方法主要有Boussinesq法、应力扩散法、等效实体法和当层法,这些方法均为近似计算方法,其适用性有待探讨。本文通过工程算例,重点分析这些方法计算结果受其主要计算参数的影响程度。研究结论:(1)应力扩散角和侧摩阻力对下卧层附加应力计算结果有明显影响,当应力扩散角或侧摩阻力取不同值时,下卧层附加应力可能出现集中或扩散现象;(2)加固区与下卧层的压缩模量比对当层法计算结果的影响亦非常明显,但采用当层法计算时,下卧层附加应力一般只出现扩散现象;(3)应力扩散法、等效实体法及当层法的计算结果受主要参数取值影响较大,建议工程中采用Boussinesq法计算下卧层附加应力;(4)该研究结论对工程人员选用下卧层附加应力计算方法具有参考价值。