基于故障模式、影响及危害度分析(FMECA)的地铁车辆检修工艺优化方法

提出了一种地铁车辆检修工艺优化方法。该方法采用FMECA(故障模式、影响及危害度分析),对地铁车辆运营过程中的故障数据进行分析,并根据分析结果对当前的地铁车辆检修工艺进行优化,以提高检修作业的合理性和效率。以地铁车辆高压供电系统为例,说明了该优化方法在地铁车辆高压供电系统上的实施流程;结合相关标准的规定建立了定量化的地铁车辆设备危害性风险评价矩阵,用以确定故障模式的可接受程度;通过建立可接受程度与该检修项点检修等级的对应关系,最终得到检修工艺的优化方案。     

基于谐响应分析的设备基础设计方案优化

设备基础通常要承受较大的动力荷载作用,但其振幅响应又不能过大。以某地铁线路大型风机为例,基础设计时考虑了5种方案。通过采用大型有限元计算软件Ansys建立各种方案的有限元模型,同时考虑土-结构间的相互作用,进行多种土层参数情况下的动力特性及谐响应分析。通过对比基本方案的振幅计算结果与实测结果,证明了该分析方法的准确性。总结出了类似工程基础设计时较为经济有效的优化方向及优化原则。     

多场景下客流精准诱导系统分析与设计

以城市轨道交通多场景下客流精准诱导需求为研究对象,分析多场景下诱导系统应具备的功能和可采用的结构。基于广州地铁中台框架,利用SpringBoot、微服务、Redis、H5等新技术实现诱导系统的功能,包括拥挤条件下的前瞻性诱导、突发情况下的主动诱导和末班车出行路径可达性查询功能。多场景下客流精准诱导系统及其App服务的开发和上线运营,可支撑地铁各场景下的客流运营组织,提升轨道交通客流组织合理性和客运服务水平。     

基于黄金比例遗传算法的动车组列车节能优化研究

为研究注重最小化能耗的动车组列车运行控制,针对列车单质点模型受力分析不准确问题,提出一种对附加阻力进行处理的多质点方法,进而以多质点模型为基础进行2次优化。为解决遗传算法寻优时容易陷入局部最优的问题,提出一种基于黄金比例遗传算法的优化方法,1次优化通过该算法为列车运行寻求一组满足约束条件的目标速度集合,获得列车节能运行速度曲线。考虑过电分相对列车运行的影响,进行2次优化,将运行区间划分为操纵固定段和操纵可优化段,并通过黄金比例遗传算法搜索出一组操纵可优化段内满意的工况转换点,结合1次优化得到列车最终运行曲线。以兰考南-开封北线路CRH3型动车组为仿真实例,列车运行能耗降低了10.83%,表明所提方法是可行的。     

城市轨道交通接驳公共汽车线路规划 ——以武汉市为例

针对公共交通接驳网络优化问题,通过设计蚁群算法,构建城市轨道交通接驳公共汽车网络优化模型。该模型考虑公共汽车线路布局约束、乘客接驳需求以及公共汽车运能的相互约束,按照城市道路级别对公共汽车站进行分级,提高公共汽车线路规划的灵活性。同时,根据模型特点设计蚁群算法进行优化,提高模型收敛速度。以武汉市光谷广场地铁站周边接驳公共汽车网络为例,该模型对既有网络进行了优化。结果表明:蚁群算法对分级公共汽车站接驳网络有明显的优化效果,能够显著降低系统总成本。     

用结构优化法设计车体

为满足铁道车辆更安全、更舒适的需求,采用了拓扑优化与形状优化相结合的结构优化法,以减轻铁道车辆车体结构的质量,提高车体结构刚度。     

桩承式路堤土拱效应形成机制离散元模拟

针对桩承式路堤,分别建立二维和三维离散元分析模型,开展土拱形成过程数值模拟。从细观角度研究不同路堤高度条件下桩承式路堤土拱形态和荷载传递机制,获得土拱效应充分发挥条件下的土体沉降模式,其模式呈现为椭圆形拱状。二维分析结果表明,当路堤填土高度达到一定值时,其高度约为0.8倍桩净距。由于二维土拱模型只能反映一个截面上的土拱效应,因而高估了路堤荷载传递效率。相比二维Trapdoor分析结果,三维条件下土拱效应充分发挥时所需的桩-土差异沉降更大,桩顶和桩间土压力随差异沉降的变化速率更慢,荷载传递效率更低且受填土高度影响更高。     

城市轨道交通列车牵引节能策略优化

对国内外列车牵引节能策略的研究成果进行综合梳理,总结近年来在牵引节能领域普遍认可的3种策略,并对其中2个应用效果显著的策略进行展开分析。通过利用列车制动再生能量转换为牵引能量供同一供电分区的其他列车使用,是较为普遍的节能措施,但由于各条城市轨道交通运营线路的基建设施情况复杂、列车运行图多为固定版本,故在实际应用中,节能效果有局限性。未来可以考虑基于智能感知技术对客流需求进行短时预测,根据客流预测计算生成满足需求的最优节能列车运行图,通过实时感知客流、动态调整运行图的运营模式,最大程度减少牵引能耗。     

基于隐式参数化模型的跨坐式单轨车辆车体多学科轻量化优化

在某跨坐式单轨车辆头车车体前期开发中,引入"分析驱动设计"理念,建立了隐式全参数化车体模型,并根据车体空间布置情况,设定了车体骨架5个厚度变量和4个形状变量的变化范围;通过试验设计建立了近似模型,得到了输入变量与性能指标之间的关系;最后进行轻量化优化,获得了满足一阶扭转模态、一阶弯曲模态及弯曲刚度多学科性能要求的前期全参数化车体模型。