铁路信息系统云边协同体系架构研究

随着铁路信息系统业务量和数据量的日益增加,迫切需要探索一种新的架构,提升系统的自治能力和响应能力。文章结合铁路信息系统业务特点,提出了适用于铁路信息系统的云边协同体系架构,详细阐述了云边协同的技术体系和微服务、容器编排、边缘计算等关键技术,并介绍了其在铁路信息系统中的应用场景,可对云边协同技术在铁路领域的落地实施提供参考。     

高速列车撞击盾构隧道的混合多尺度动力分析模型

列车脱轨会对隧道结构产生重大损害,为此提出一种在保证计算精度的前提下能大幅度提高计算效率的列车撞击盾构隧道混合多尺度动力分析模型,以降低列车脱轨事故的潜在风险。首先,建立考虑管片接头效应的常规非多尺度模型及2种单一多尺度模型（同类型单元粗细网格耦合多尺度模型和不同类型单元壳-体耦合多尺度模型）,通过3种模型的管片静力学试验结果对比分析,验证2种单一多尺度模型的适用性;然后,将2种单一多尺度模型结合成混合多尺度模型,应用于列车撞击盾构隧道动力分析中,并与采用常规非多尺度模型的计算结果进行对比。结果表明：在静力荷载下,2种单一多尺度模型在位移、应力及损伤面积的分布规律上与常规非多尺度模型一致,计算值误差均在3.5%以内,且计算时间缩短了50%左右;在撞击荷载下,混合多尺度模型与常规非多尺度模型计算所得的管片位移和拉压损伤发展规律一致,但混合多尺度模型计算数值偏大,除拉伸损伤面积误差为8.56%外,其余结果误差均在5%以内;混合多尺度模型在保证计算精度的前提下,将计算时间缩减了62.4%,为类似问题提供了更为高效的解决方案。     

上承式加V拱桥力学特性及体系转换试验研究

在恒载作用下,上承式拱桥可通过设置合理拱轴线达到拱肋成为小偏心受压构件的目的.然而,在活载作用下,拱肋不再是单向受力状态,伴随明显的弯剪变形,导致力学性能下降,在一定程度上限制了大跨拱桥在活载占比重较大的铁路桥中的应用.据此,基于拱式、桁式结构的受力特点,考虑合理的体系转换方式,提出一种上承式加V拱桥结构,研究其力学特...     

电磁仿真技术在异步牵引电机转子优化设计中的应用

针对解析法无法对电机转子局部结构导致的损耗和励磁电流进行定量分析的问题,文章提出在采用解析法进行初步方案计算的基础上,引入电磁仿真技术,并以190 kW异步牵引电机为例,分析和计算了附加损耗以及空载电流随通风孔数量的变化,通过试验验证了采用电磁仿真技术的有效性.     

轨道车辆三电平中点自平衡电路拓扑研究

在有轨电车超级电容供电系统中,作为充电装置的三电平直流变换器中储能电容存在有均压以及中点平衡问题,中点不平衡将导致装置的工作异常,严重的将引起直流变换器的损坏。对此,传统方法一般是通过电路拓扑结构及控制策略调节电力电子器件开关管占空比来解决。通过分析传统充电装置中三电平中点电位不平衡的原因,针对超级电容型轨道车辆充电系统中三电平直流变换器中点偏移问题,提出一种新的三电平直流变换电路拓扑,通过斜对称电容构建三电平充电电路,不仅具有传统三电平直流变换拓扑降低开关管应力、改善系统的动态性能的优点,还可以在不依靠控制算法的基础上实现一定的三电平直流变换器均压电容中点电位的自平衡校正能力。针对该电路拓扑,详细阐述优化拓扑电路的工作原理和其中点自平衡特点,同时给出电路中相关开关器件及滤波电感及均压支撑电容计算过程。通过Matlab/Simulink仿真软件分析及搭建实物平台,验证优化拓扑结构不仅兼具传统三电平直流变换器拓扑降低开关管应力,改善系统动态性能的优点,更有充电速率快,安全性能高的特点,还能不依靠控制算法实现中点电位自平衡。     

地铁车辆接地回流性能动态分析与优化

本文分析地铁车辆在牵引供电系统中的回流性能,并提出车辆接地优化设计方案。针对常用时域仿真分析方法无法准确连续反映车辆整体运行过程的不足,提出一种用于地铁车辆接地回流性能分析的车网联合动态仿真技术方案。以车体采用经保护电阻接地和直接接地两种技术方案的实际车型为研究对象,在通用仿真环境下建立包含车体、车辆接地电路、牵引负荷、钢轨回流电路以及供电网络的综合模型。基于地铁线路和车辆关键参数获得牵引计算结果,并将其导入仿真模型,实现车辆牵引功率、受流位置持续动态刷新,从而模拟车辆运行过程接地回流分布特性。仿真分析表明,在同一线路采用相同牵引控制策略时,经保护电阻接地车型较直接接地车型有更小的钢轨至车体回流以及车体间电流,但车体电位略有抬升;并进一步基于电阻接地电路提出了两种优化接地设计方案,仿真结果证明这两种方案均兼顾了整车的车体回流与电位抑制。该仿真方法对校验地铁车辆接地方案性能具有实用性,所得仿真结果对接地设计具有一定的参考价值。     

系列化中国标准地铁主要部件对车辆火灾热释放速率的影响研究

随着社会经济发展,地铁车辆已成为我国现代交通的重要基础设施。热释放速率是轨道交通车辆防火设计、火灾安全评估和隧道通风系统设计的重要参数,然而现有地铁列车火灾燃烧特性的研究结果并不能反映出车内主要部件对火灾热释放速率的影响。为了有效地对地铁列车结构和防火设计提供指导,基于系列化中国标准地铁列车实际结构,根据材料燃烧试验测试得到的车内非金属可燃材料的燃烧特性参数,建立车辆火灾的数值计算模型,通过数值计算方法模拟采用不同燃烧特性材料时的车内火灾蔓延过程,对比分析顶板、侧墙、座椅和地板4种车内主要部件对车辆火灾热释放速率的影响。研究表明,地铁车厢内主要部件对热释放速率的影响程度与火灾蔓延顺序、部件空间位置有关,影响程度由大到小依次为顶板、侧墙、座椅、地板。     

高速铁路无砟轨道地基微膨胀泥岩膨胀性评价

为了对高速铁路无砟轨道地基微膨胀泥岩膨胀性进行评价,选取等效蒙脱石含量、阳离子交换量、自由膨胀率和液限为泥岩膨胀性判别指标,根据大量现场钻孔实测资料,在TB 10621-2014《铁路工程特殊岩土勘察规程》基础上对泥岩膨胀等级进行优化,采用改进层次分析法、基尼系数法和相对熵确定了判别指标组合权重,并基于改进灰关联分析法...     

上海城市轨道交通气象风险的精细化管控策略

全球气候环境的变化对城市轨道交通积极应对气候变化的能力提出了更高的要求.为降低气象灾害对上海城市轨道交通的影响,最新研发的上海轨道交通气象辅助决策系统采用先进的监测技术,可对气象灾害提前预警,使上海城市轨道交通气象风险应对能够"关口前移".在此基础上建立气象风险防范工作机制,提出了上海城市轨道交通应对气象灾害事件的精细...     

氢能源有轨电车运行能耗仿真计算方法研究

结合氢能源有轨电车的能源使用特征和运行特征建立了氢能源有轨电车运行能耗的仿真计算方法。首先,将氢能源有轨电车的连续运行曲线离散化;然后,通过各个离散步长内的牵引能耗反算实时牵引电流值;最后,基于氢燃料电池在不同电流值下的能源转换效率函数计算得到氢能源的消耗量。将以上仿真计算方法应用于运营中的佛山高明氢能源有轨电车项目工程,以供氢能源有轨电车项目规划时的车辆配置、场站布局作参考。