中国智能高速铁路2.0的内涵特征、体系架构与实施路径

文章系统总结中国智能高速铁路（简称：高铁）顶层架构设计、关键技术创新、基础平台建设、工程示范应用等方面取得的主要成就,分析“十四五”时期中国智能高铁面临的内外部形势和要求,提出智能高铁2.0的内涵和主要体现在“体系正向设计、全专业协同、跨行业综合、预测性分析”4个方面的代际特征,从技术体系、数据体系、标准体系等维度构建智能高铁体系架构2.0,规划建造、装备、运营等领域智能化重点攻关任务和实施路径,可为“十四五”时期智能高铁2.0的研究和应用提供重要指导。     

基于残余应力模拟的高速铁路路基动力安定分析算法

基于安定理论方法,以控制过度非弹性变形的安全裕度为理念,提出了一种改进的动力安定分析算法.本算法的基本数学格式为一个最优化问题,目标函数是动力安定极限,优化变量是通过自平衡模拟的残余应力场,并进一步由非均匀有理B样条曲面插值实现数目的缩减.通过应用于高速铁路路基某现场试验断面的数值算例,验证了本算法的有效性.本算法为研...     

THDS-BS型、THDS-A型红外线轴温探测系统外探方位角调整方法优化

通过分析红外线检测车对红外线探测设备方位角定期检测的数据,利用数学建模方式找到探头标定校准靶与方位尺之间的几何对应关系,从而进一步优化完善THDS-BS型、THDS-A型红外线轴温探测系统设备外探头标定方法.     

铁路货物线固定式防护信号集控系统设计及应用

安设在铁路货物线上带有脱轨器的防护信号装置,是货物线装卸作业和调车作业的交接凭证.目前国内铁路装卸防护信号装置均需由人工上道进行设置和撤除,安全风险较大,作业效率低.在阐述金华南铁路货运站固定式防护信号装置运用现状的基础上,针对设撤作业中存在的岗位间互控制度落实不到位、劳动安全隐患较大、作业效率有待提高等问题,设计铁路...     

变轨距动车组轴箱轴承选择及优化研究

变轨距动车组轴箱轴承运用环境复杂,面临载荷工况异常、轴承线速度大的挑战。文章对变轨距动车组轴箱轴承的形式、结构、润滑、密封等方面进行系统分析,确定优化的轴承选择方案。通过试验台试验,模拟变轨距动车组轴箱轴承的运用工况,对轴箱轴承的耐久性、密封性、极限运用能力等方面进行试验验证,结果表明,热性能及耐久性能、极限性能、密封性能均满足有关要求。     

北京地铁车站结构设计细节优化及先进止水工艺的应用

以北京地铁16号线地下车站为工程依托,总结了车站结构设计细节和基坑施工工艺的优化经验.基于工程地质及水文地质特性,选择安全经济适用的地下连续墙接头;根据地下连续墙受力特点进行分段配筋;优化钢支撑端头支撑形式.将车站公共区楼扶梯开洞处的传统下垂梁调整为暗梁,以减小中板开洞面积;统一公共区楼扶梯及其下方三角用房做法,增加站...     

基于小波包熵及双重优化神经网络的牵引逆变器开路故障诊断

功率模块器件作为高速动车组电力牵引传动系统的核心组成部分,大多应用于多场域耦合且承受主要的电热应力,故障率较高。通过提取其故障特征并准确定位故障点,实时在线诊断故障对于牵引传动系统的安全可靠运行具有重要意义。以CRH2型动车组牵引传动系统为例,三电平牵引逆变器存在12个功率管,故障发生频繁且种类繁多,故对于三电平牵引逆变器功率管的单管以及多管故障诊断不可忽视。以提升三电平牵引逆变器功率模块器件故障准确定位为目的,研究单个功率器件和多个功率器件开路故障诊断。通过分析该三电平牵引逆变器正常工作模式和多种功率管开路故障情况对比,将三电平牵引逆变器三相桥臂输出侧电流作为诊断电气量,对故障进行分类,提取每类故障特征电气量经小波包分解后各节点的熵值作为故障特征信息。以提取的小波包熵值作为故障特征向量建立BP神经网络,采用粒子群算法结合遗传算法对神经网络权值和阈值结构同时优化,2种算法优劣互补,实现不同故障分类的诊断,准确定位故障点。仿真结果表明,该方法能实现牵引逆变器单管以及多管故障类型的诊断和对不同故障点的准确定位,且诊断结果精度高,抗噪性能优异,实时性强。     

面向双向渐进结构拓扑优化法的高效灵敏度过滤算法研究

连续体结构拓扑优化过程中往往存在着棋盘格和网格依赖性等数值不稳定现象,过滤算法是解决此类问题的有效手段,其实质是对单元灵敏度进行光滑处理。灵敏度过滤算法是将中心单元灵敏度用其过滤半径内单元灵敏度的加权平均值替代。在面向复杂工程结构时,由于结构网格量规模庞大,如何准确且快速确定单元的邻域是影响计算效率的关键一环。现广泛使用的是通过枚举计算单元形心间的距离,这种方法易于实现但需要消耗大量计算用时,且无法反映单元之间的连通关系,不能适应结构当中存在孔洞等非设计域的情况。为避免上述情况产生,基于双向渐近结构优化法,提出一种准确快速搜索单元邻域的新策略,通过构建的节点与单元的关联信息,建立从中心单元—从属单元—邻域单元的逐层搜寻模式。这种搜索策略可以极大节省前处理运算耗时,也能够适用于任意非规则网格以及三维模型。最后引入了存在非设计域孔洞的算例,发现使用此过滤策略能够得到性能更优的结果,得到的柔度值比使用枚举的方法低4%,同时能够有效消除“孤岛”现象。     

25kV柔性悬挂分段绝缘器电场分析及优化研究

为分析和改善分段绝缘器的电磁工作环境,在同相供电运行模式下,针对交流25 kV单相牵引供电系统,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对不同供电臂间分段绝缘器在不同工况下的电场进行仿真计算,得到了整体的电场、电势分布以及各关键部位的表面电场强度,并对其在稳态运行工况下的仿真计算结果进行海拔修正,最后对...     

基于GOOSE通信的地铁多变流器智能优化控制方法研究

当前地铁线路各牵引所变流器独立运行,无法实现实时信息交互、精准调整和协调控制.为解决这一问题,提出基于GOOSE通信的地铁多变流器智能优化控制方法.基于GOOSE通信网络搭建多变流器分层控制结构,以系统网损最小和钢轨电位幅值最小为目标,提出基于NSGA-Ⅱ算法的多变流器双目标优化控制算法.搭建地铁牵引供电系统动态潮流仿...