高速铁路进站节能坡设计方法研究

在线路纵断面的设计中引入节能坡设计理念,对优化线路纵断面设计、降低牵引能耗值和节省运营支出具有重要意义。根据高速铁路的特点,提出高速铁路进站节能坡的设计方法和计算算法,给出计算流程,确定各影响参数的约束条件。开发进站节能坡设计程序模块,实现多参数化的进站节能坡设计。在此基础上,采用计算机仿真分析方法,对车站坡段坡度、车站中心至节能坡变坡点距离、动车组编组质量、进站制动力使用系数、节能坡进入初始速度5个主要影响因素进行计算和仿真分析,确定各因素对进站节能坡的影响程度,为进站节能坡的设计提供参考和依据。     

城市轨道交通市域快线节能坡参数研究

研究目的:随着地铁对节能要求和运营服务水平的提高,列车牵引能耗占总系统能耗的1/2,地铁线路纵断面坡度设计对列车牵引能耗影响尤为明显。本文通过研究各种最高速度(100 km/h、120 km/h、140 km/h)下市域快线节能坡的坡长与坡度,并分析V型坡与W型坡以及单面坡与多段坡运行能耗,最终得出经济适用的节能坡设置参数。研究结论:(1)节能坡设置长度:100 km/h为460 m,120 km/h为580 m,140 km/h为660 m;(2)长大区间下,结合适宜的站间距,W型坡较V型坡能耗更低,且随着缓坡坡度的增加,节能趋势更加显著;(3)两车站平均坡度大于10‰时,采用多段坡比采用单面坡能耗更低,且采用缓坡+陡坡的方案节能效率更加明显;(4)两车站平均坡度10‰～20‰时,随着单面坡平均坡度值的增加,多段坡节能效率逐渐降低;(5)本研究成果可为长大区间下市域快线线路纵断面设计提供参考。     

地铁线路区间纵断面节能设计优化模型

线路纵断面形式是影响地铁列车牵引能耗的重要因素之一。在给定线路平面设计方案和车站位置的前提下,考虑地铁设计规范要求和线路地理条件限制等现实约束,构建以上、下行列车总牵引能耗最小为目标的区间纵断面设计优化模型,并采用遗传算法求解区间坡度和坡长的最优组合序列。案例分析表明,与实际设计方案相比,采用本文模型得到的纵断面设计方案可节约5%左右的列车牵引能耗;当区间衔接的两车站高程相差较大时,采用先缓上坡后陡上坡(反方向先陡下坡后缓下坡)的单向坡设计形式较为节能;当车站高程相近时,采用先下坡后上坡的V型纵断面设计形式有利于牵引节能。     

基于总体加权起落道量最小的铁路竖曲线优化方法研究

为保证在有限的天窗时间内及时完成轨道纵断面线形的整正,在铁路竖曲线前后夹直线拟合的基础上,以竖曲线最小坡段长度、最大坡度、相邻坡段最大坡度差、最小竖曲线半径为限制条件,轨道实测点总体加权起落道量最小为目标函数,建立了铁路竖曲线优化模型.该优化模型无需对竖圆曲线进行拟合,避免了竖圆曲线在弧径比较小时出现拟合病态的问题.为...     

线路节能坡设计方案对地铁能耗的影响

在地铁运营支出费用中，电能消耗费用占到很大比例。在地铁建设时期，通过合理利用节能坡的理念进行线路纵断面的设计，可以有效降低牵引能耗值，大大节省运营支出。此文着重就线路纵断面节能坡的设计与列车运行及列车能耗的关系进行比较与分析。     

基于蚁群算法的铁路线路纵断面优化设计

将蚁群算法应用于铁路线路纵断面优化设计,提出了一种基于蚁群算法的铁路线路纵断面优化设计方法。首先在初始纵断面方案的每个变坡点附近区域内划分网格,并设置网格中心点之间的初始信息素;然后由计算机模拟出人工蚁,人工蚁根据概率选择路径并更新所选路径上的信息素,在划分的网格范围内多次迭代优选变坡点位置;通过缩小范围、逐步求精的方法进一步优化,直至优化结果达到要求。实践表明:该方法能快速、高效地得到优化方案,在铁路新线纵断面优化设计中是有效和可行的。     

快慢车组合运行条件下市域快线节能坡优化模型与算法研究

基于既有研究大多局限于站站停列车运行条件下的地铁节能坡优化,为解决快慢车组合运行条件下市域快线节能坡优化问题,在对列车受力分析的基础上,提出快慢车组合运行下列车运行能耗表达函数,并构建以运行能耗最小和列车运行时间偏离最小为目标的节能坡优化模型,并基于改进的遗传算法设计快速求解算法。通过广州市域快线18号线验证,研究结果表明:本文所提模型与算法能够有效求解节能坡设计方案,相对于原始方案,优化方案在保持运行时间小幅变动的前提下,使列车牵引能耗降低了15.2%～25.2%。并发现快慢车的不同比例对节能坡设计方案和节能效果有影响,慢车比例越大,方案的节能效果越显著。     

货运列车通过变坡点时纵向性能研究

根据列车纵向动力学原理,用计算机语言编制列车纵向动力学仿真程序。用该程序对列车在通过变坡点时紧急制动和常用制动缓解工况的纵向性能进行研究。以列车在平直道上的紧急制动和常用制动缓解工况的纵向冲动计算值作为基准值,将列车在凹形线路纵断面的紧急制动纵向冲动计算结果和凸形线路纵断面的常用制动缓解纵向冲动计算结果与基准值比较,用以确定列车通过变坡点时最不利的变换工况位置。从而对列车运行的优化操纵有一定的指导作用。     

地铁节能线路纵断面设计研究

介绍地铁节能线路纵断面的设计方法,通过大量的列车牵引计算图,分析一些典型线路纵断面的运行效果,认为在车站两端设置-22‰～-26‰的加速坡道,可以降低列车牵引电能消耗约20%～25%。说明加速坡的合理长度与列车运行的目标速度有关,认为在最高运行速度80km/h的线路上采用250m长的加速坡比较合适。     

基于成桥施工偏差的大跨度铁路桥梁线路纵断面设计适应性分析

大跨度铁路桥梁成桥线形与设计线形易产生偏差，通常需根据成桥线形变更线路纵断面；同时，大跨度铁路桥梁受荷载作用呈现明显的动态大变形特征，导致桥梁服役期间线路纵断面仍难以与设计纵断面匹配，影响其后续的线路养护维修。结合某大跨度公铁两用桥梁，介绍现有考虑成桥施工偏差的线路纵断面设计方法，并考虑温度、列车载重等常规荷载激励，开展基于中点弦测法的轨道几何形位评估和基于动力仿真的列车舒适性评价，以分析服役期间不同线路设计纵断面对桥梁线形变化的适应性。结果表明：降温导致跨中等效竖曲线半径减小，拟合调整大跨度桥梁线路纵断面时，应重点关注降温荷载对车辆运行平稳性的影响；桥梁结构整体受力变形所引起的车体垂向振动加速度变化不超过0.05 m/s²,线形平顺性主要由线路设计纵断面本身控制；相比多坡段纵断面，多项式拟合设计的线路纵断面消除了变坡点和竖曲线，从而减小线路纵断面引起的列车车体振动响应。     

地铁线路纵断面设计探讨

地铁线路尤其是地下线路的纵断面设计不同于常规铁路的线路纵断面设计,针对其自身特点,结合天津地铁1、3、6号线等具体工程设计实践,论述车站和区间线路埋置深度、车站站坪及站端节能型坡度设计、竖曲线与最小坡段长度的配合、区间线路纵坡设计,论述最大坡度的设置条件及注意事项,并着重就现行《地铁设计规范》对相邻坡度差最大限值尚无明确规定的问题,从行车平稳性和乘客舒适度、方便设计、有利施工、减少轨道养护维修等方面进行较深入研讨,并提出建议性意见:坡度差限值30‰,困难时35‰。     

线路纵断面设计中碎小坡段的编程处理

碎小坡段是铁路线路纵断面设计中常见的问题,实践证明,将纵断面中的碎小坡段与其相邻坡段进行合理调整,可以消除线路纵断面设计中出现的一部分碎小坡段,但需要很多次的试验。为了高效消除纵断面设计过程中出现的碎小坡段,本文应用计算机编程技术,建立FORTRAN语言程序,通过不同的算法,合理地计算调整坡度和坡段长度,得出解决碎小坡段的备选方案。     

合肥轨道交通1号线贵湖区间调线调坡方案分析

地铁施工中,因施工误差导致隧道轴线偏差超限,需要进行调线调坡。阐明合肥轨道交通1号线贵阳路站—湖南路站区间右线原线路设计方案和施工后第三方监测的偏差情况,提出两种调线调坡方案。方案1采用平面复曲线方案;方案2采用单一曲线和站端R1 800 m小半径竖曲线的组合方案。从平面曲线、最小竖曲线半径、最小限界、超高及限速等方面进行比选,同时考虑复曲线运营养护困难的问题,最终贵湖区间右线调线调坡推荐方案2。     

市域轨道快慢车组合运营线路节能坡方案优化探讨

针对快慢车组合的市域快线节能坡优化开展研究。首先提出市域轨道节能坡优化的总体框架,开展列车节能运行操纵策略实验和标准三站两区间的节能坡数值实验,得到设计规律。在此基础上,结合广州地铁18号线实际工程数据,对全线节能坡方案进行优化探讨。结果表明,快慢车组合运营线路的节能坡设计主要受快慢车比例和快车跨站限速影响,当快车比例较大、跨站限速高时采用小站缓坡更加节能。方案理论上节能效果显著,证明了方法的有效性。     

基于近似曲率的铁路既有线纵断面分段算法

纵断面线形的精确分段是后续铁路线路优化调整的基础。针对现有方法自动分段效果差且精度低的缺点,研究一种能够实现线形精确自动分段的算法。首先,在对比各种方法的基础上,提出一种基于测点近似曲率的线形自动分段算法,针对铁路竖曲线弧径比过小易导致的拟合病态问题,采用基于半径确定的最小二乘算法进行圆心精确定位,以提高分段点的精度。经实测数据验证该算法能自动化识别特征点位置,且具有更高的精度。     

城际铁路地下车站平坡设置研究

城际铁路地下车站普遍采用2‰的坡段以解决纵向排水问题,但设置2‰的纵坡不仅增加车站土建施工难度,还对后期的设备安装、装修等带来诸多不便。文章根据相关设计规范,结合线路平面条件、车站布置、隧道断面等,分析城际铁路与地铁纵断面设计异同、地下车站设置平坡对排水产生的影响,并提出解决方案。研究认为,城际铁路地下车站内排水可通过垫层找坡、底板找坡等方式解决,隧道内排水可通过沟底找坡方式解决。端头为直线的地下车站可设置为平坡;端头为曲线的地下车站不宜设置为平坡,需根据缓和曲线、竖曲线、道岔等参数计算确定。     

川藏铁路主要地质灾害特征及地质选线探析

拟建川藏铁路横穿三山,跨越五水;沿线地形起伏大、构造活动强烈、地层岩性及气候复杂多变;大型崩滑体、高位危岩落石、泥石流、碎屑坡、水毁、雪崩、冰害及生长期高陡岩质边坡等山地灾害发育,其具有规模大、破坏力强、灾害发生频繁且难于治理等特点。在调查拟建川藏铁路沿线主要地质灾害及分析其特征的基础上,从地质角度研究其选线原则。研究认为:拟建川藏铁路高山峡谷地貌段选线首先应遵循线位服从桥位、桥位服从地质及线位服从车站、车站服从地质的两大总体选线原则;对于高山峡谷地貌段,铁路选线宜应先确定桥位,再以越岭的长隧方案或以傍山的长隧短打方案展线为宜,尽可能地绕避大型不良地质体;对于藏东南宽广的高山峡谷地貌段,铁路选线宜外移绕避大型滑坡、岩屑坡或展线于对岸避开泥石流,主要以路基或桥的方式、局部可辅以隧道绕避大型不良地质体通过为佳;而针对迫龙藏布峡谷段,铁路选线宜以傍山的长隧短打的方案通过为佳,尽可能减少线位露头以绕避地质灾害体。     

杭州地铁车站节能现状与举措

随着轨道交通行业的快速发展,如何降低地铁车站设备耗能问题逐渐成为轨道交通运营单位研究的热点。首先,结合杭州地铁运营分公司现阶段所采用的新型节能设备和节能管理措施,探讨车站耗电量较大的空调通风系统、照明系统和电扶梯系统的优化方法。最后提出,在非运营时间用多联式空调机组代替冷水机组为小系统供冷,公共区域照明采用智能照明系统和灯具,根据客流量的不同限制站外电梯的开启时间和"人走灯灭"的管理模式优化节能管理。通过优化前后的设备耗电量对比,说明优化方案有效降低了车站设备耗能,为同行业的节能研究提供了一定的参考依据。