基于集成法的高速铁路运营安全综合评价

针对高速铁路安全运营问题,采用集成法进行了综合研究.从“人员—车体—轨道及设备—环境”角度对影响高速铁路安全的因素进行分析,建立高速铁路运营安全的评价指标体系,对高速铁路运营安全进行了评价研究.针对高速铁路运营过程中影响因素进行系统分析,结合结构熵权法、灰色聚类法、模糊评判法的适应性特点,将不同的方法运用到高速铁路运营安全评价的不同步骤中,构建了高速铁路运营安全集成评价方法.将该方法应用于京沪高速铁路运营安全评价,分别对2011~2013年铁路运营安全数据进行采集和计算,结果显示各年京沪高速铁路运营安全值分别为6.141 8,6.314 9,6.694 1,表明京沪高速铁路运营安全状况处于安全等级,且安全值逐年上升,评价结果较为直观的反映了高速铁路运营安全的态势,表明该方法在高速铁路运营安全综合评价应用中有较好的实用性.     

船舶主机能效模型

根据船、机、桨关系, 以船舶动力装置的能量传递为基础, 基于MATLAB/Simulink仿真平台建立了主机能效模型。以某内河旅游船舶为研究对象, 根据船体与主机参数, 利用回归多项式法得到螺旋桨敞水特性曲线。在船舶上安装了油耗仪等传感器, 采集了主机瞬时油耗、船舶对地航速、对水航速等数据, 并计算了主机的实际能效。针对实船采集数据, 分析了航道水流速度的分布特征。基于仿真模型, 计算了船舶在不同航道水流速度与对水航速下的主机能效, 比较分析了实测数据与仿真结果, 并对模型进行了验证。验证结果表明: 航道水流速度偏度为-0.033, 总体服从正态分布; 船舶实际主机能效与对水航速之间不是一一对应关系, 而是相关系数为0.824的散点分布; 船舶主机能效模型能够精确地表征船舶在航行过程中的主机能效水平及其变化规律, 误差不大于10.5%。     

飞机防冰腔结构参数的重要性测度

分析了常见的3种飞机防冰腔结构, 应用Gambit软件建立了双蒙皮防冰腔结构网格模型。采用Spalart-Allmaras湍流模型模拟热气在防冰腔内的流动状况, 采用Fluent软件进行传热效率分析, 建立了防冰腔结构参数对传热效率的重要性测度模型。通过随机响应面法建立防冰腔结构参数与传热效率的函数关系, 采用低分散性抽样法求解防冰腔结构参数的重要性测度, 建立了防冰腔结构参数的重要性测度分析流程。分析结果表明: 当笛形管中心到外蒙皮的距离从35.15mm增加到38.85mm时, 传热系数由0.505减小到0.463;当双蒙皮通道高度从2.85mm增加到3.15mm时, 传热系数由0.495减小到0.476;当射流孔孔径从1.90mm增加到2.10mm时, 传热系数从0.505减小到0.494;当射流孔角度从14.25°增加到15.75°时, 传热系数从0.476增加到0.494。防冰腔结构参数的重要性排序依次为射流孔角度、笛形管中心到外蒙皮距离、射流孔孔径、双蒙皮通道高度, 在防冰腔结构加工与装配过程中, 需要重点考虑射流孔角度与笛形管中心到外蒙皮距离这2个参数。     

铁路枢纽内快运班列车流组织的鲁棒优化研究

针对当前生产运营中较少考虑货运站点货物需求不确定性以及客户对货物运到期限的要求,设计双层时空服务网络描述枢纽内快运班列车流组织过程.该网络分为货源层和编组层,货源层中带有方向别的车流选择延迟弧或运输弧在相应时段到达编组层中的编组站.同时考虑编组站办理方向总数和车流组织基本约束,构建了铁路枢纽内快运班列车流组织鲁棒优化模型(CR),使用IBMILOG Cplex软件对模型进行精确求解.通过算例和大规模测试进行验证分析,结果表明,当ω=0.03时,鲁棒模型的目标函数值比随机优化模型(CS)的目标函数值降低5.10%,发送车数提高5.66%,最长求解时间为82 s,鲁棒性强于随机优化模型.虽然确定性模型(CD)在—些情景下可以获得较优的解,但是在需求不确定的条件下,确定性模型目标函数值要差于随机优化模型和鲁棒模型.当枢纽内货运站点数设为50时,时空网络服务弧段数达317,模型的求解时间为1 375.4 s,在可以接受的时间范围内.     

基于列车振动的高速铁路桥墩沉降控制阈值

为保障高速铁路桥墩沉降区域的列车运行安全平稳性,提出了一种基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论的高速铁路桥墩沉降控制阈值研究方法;探讨了既有标准中的桥墩沉降限值,并确定了影响桥墩沉降控制阈值的关键因素;基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论,考虑轨道随机不平顺、轮轨非线性接触关系等非线性因素,建立了考虑桥墩沉降和多影响因素的高速列车-轨道-桥梁耦合动力学模型;在此基础上,研究了多因素条件下桥墩沉降对列车-轨道-桥梁系统的影响,并从保证列车安全平稳运营的角度提出了适用于中国高速铁路桥墩沉降的控制阈值。研究结果表明：研究高速铁路桥墩沉降控制阈值时不能忽略轨道随机不平顺、温度作用、混凝土收缩徐变等因素的影响;随着桥梁跨度的增大,混凝土收缩徐变和温度作用导致车体垂向加速度和轮重减载率增大,桥墩沉降则导致上述指标减小;考虑多因素后,车体垂向加速度和轮重减载率与不考虑这些影响因素相比明显增大;随着桥墩沉降的增大,列车通过不同不平顺样本时车体垂向加速度和轮重减载率均超标;为保证列车运行安全性与乘坐舒适性,高速铁路桥墩沉降控制阈值建议为10 mm;在本文得到的控制阈值基础上进一步考虑施工误差等其他因素即可得到准确的标准限值,研究结果可为桥墩沉降限值的最终确定提供研究方法和数据支撑。     

基于铁路货运能力的集港集装箱班列组织优化

基于大数据挖掘的方法估算了铁路车站间OD客流,调查分析了铁路乘客对高铁和普铁的选择偏好,确定了高铁开通后普铁线路客运的供需关系与均衡,把普铁线路上的客流转换成相应的旅客列车列数,以此计量客运占用的普铁的通过能力;评估了各普铁路段的总通过能力,基于扣除系数法计算普铁各路段剩余的货运能力,并进一步在普铁线网上根据集装箱进港量确定集装箱班列枢纽站的候选集;将候选枢纽站的班列发车频率作为离散的内生变量,基于现实中的干线公路网络和普铁网络构建枢纽站选址和发班频率优化模型,求解模型,确定集装箱铁路集港服务网络的经济技术指标;以上海港和宁波港及其腹地为案例进行数值分析。计算结果表明：在案例的空间范围内的普铁运输线上,日均通过能力最小为79列,最大为137列;基于普铁各路段剩余的货运能力,计算得出各集装箱班列枢纽站的日均发班频率最小为6列,最大为19列;由计算得到的普铁路段上的流量可以看出,铁路运送到上海港和宁波港的日均集装箱量分别为13 677、12 094 TEU,分别占2个港口日均到达总量的25%和33%,相比目前占比5%~7%有大幅度增加。     

西安铁路枢纽新丰站上行出发场过渡施工方案

就西安铁路枢纽新丰编组站上行出发场过渡开通的接触网施工方案进行阐述,通过与传统过渡施工方案的对比,在满足工程需要的前提下,选择简单、经济的过渡施工方案,对其他类似枢纽站场施工有一定的指导意义。     

中低速磁浮轨道疑似不平顺的Box-Whisker图筛选法

为了减少中低速磁浮轨道检测工作量和轨道检测设备占用线路的时间,提升轨道不平顺检测效率,提出了通过行车记录仪采集悬浮系统有关数据来筛选轨道疑似不平顺的方法;依据轨道线路不平顺异常对悬浮间隙、悬浮电磁铁垂向加速度及电磁铁电流等都会造成明显突变异常的基本思想,基于Box-Whisker图设定筛选阈值,利用悬浮间隙、悬浮电磁铁垂向加速度及电磁铁电流等数据进行三元阈值的异常筛选,并针对可能漏筛的数据再次分别基于一元和二元阈值筛选,并综合上述结果来判定轨道路段的异常等级,将多次被筛选出的异常判定为疑似不平顺路段;为进一步提升不平顺异常路段筛选结果的准确性,依据同一车厢的不同悬浮控制点通过相同不平顺异常路段时的数据应体现出重复性异常的思想,融合行车记录仪记录的多个悬浮控制点数据的筛选结果,以此综合评判路段的疑似不平顺,在此基础上应用提出的方法分析了长沙磁浮线M车厢左侧10处悬浮控制系统的数据。研究结果表明：提出的方法使现有全路段不平顺检测方式转变为利用轨检设备有针对性地检测疑似异常路段的方式,线路检测维护时间可减少20%左右。     

基于动态特征融合的船舶柴油机进排气系统故障诊断

为满足分离效率高、阻力损失小的设计要求,提出柴油机进气过滤器惯性级的结构优化设计方案。

首先,以某船柴油机进气过滤器惯性级为研究对象,采用沟槽和叶型自然融合的方式建立融合型叶型结构;然后,利用数值仿真方法计算其液滴分离效率和阻力损失特性,并与目前常用的叶型结构方案进行对比;最后,开展进气过滤器惯性级的性能试验,并进行数值仿真结果验证。

仿真和试验结果表明：在充分利用惯性分离液滴的同时,融合型叶型结构尽量保持了气流速度场和压力场的均匀分布和连续分布,兼顾了分离性能和阻力性能要求,该设计方案的综合性能最优;在标准工况下,液滴分离效率接近99.9%,阻力损失约为42 Pa。

该叶型结构设计方案可为兼顾液滴分离效率和阻力损失性能的过滤器惯性级设计提供技术参考。

     

川藏铁路工程物资供应保障策略的系统动力学仿真研究

川藏铁路工程建设所需物资运距远、运量大、风险高,物资供应保障需要综合考虑道路和仓储的可靠性问题.分析川藏铁路物资供应的特点及关键影响因素,采用系统动力学方法构建包括物资供应、施工进度、施工技术等3个子系统的物资供应保障模型,对3种组合策略进行了仿真分析.研究结果表明:构建的系统动力学模型可靠有效,路网和物资转运基地相互...