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。     

基于模型预测方法的高速动车组空簧压力低故障预测研究

高速动车组发生空气弹簧压力低故障后,车辆自动限速运行,需要停车检查或车辆入库后根据故障信息来推断故障原因。为了能在故障发生前进行预判,文章提出了基于模型的预测方法。模型以车载无线传输装置记录的历史故障数据和健康管理系统报表数据为故障预测的数据来源,通过分析静态和动态数据确认模型关联参数,从阈值、差值、空簧压力下降速率3个维度搭建预测模型,并通过实车跟踪,成功验证了模型的有效性。     

桥梁温度分布对无缝线路变形特性的影响分析

为研究复杂温度荷载对高速铁路大跨度连续梁桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道无缝线路力学特性和轨道几何形位的影响,基于梁轨相互作用理论和有限元法建立耦合模型,分别分析了桥梁均匀温度荷载和温度梯度荷载作用下的无缝线路力学特性,研究了两种荷载对轨道几何形位的影响.结果表明:桥梁温度梯度荷载作用下无缝线路的力学特性与桥梁均匀温度荷...     

构造复杂区非煤地层隧道有害气体成因机制及运移模式

以位于深大断裂交汇区的大(理)临(沧)铁路红豆山隧道为例,在分析隧道地质环境的基础上,结合隧址区有害气体现场监测和室内试验分析及隧址区断裂构造特征,研究构造复杂区非煤地层隧道内有害气体的成因机制和运移模式。结果表明:隧道内主要有害气体为高浓度CO2和较高浓度H2S,以断裂带及花岗岩蚀变带为运移通道;隧道内有害气体为无机成因气,来源于深部壳幔地层,其中CO2的同位素值在-0.3‰^-8.0‰之间,可判定隧道内有害气体为岩浆-幔源及变质混合成因;隧道穿越的诸多张性断层既可作为储气断裂,也可视为幔源岩浆气向上运移的疏气断裂。     

复杂艰险山区高速铁路减灾选线设计研究

复杂艰险山区地质灾害问题十分突出,工程建设条件差,高速铁路线型标准高,适应地形及绕避不良地质的灵活性差。对于长达数百至上千公里的复杂艰险山区高速铁路带状工程,众多的地质灾害绕无可绕、避无可避时,只能避大就小,海量筛选技术可行、经济合理、风险可控的线路和工程方案。高效识别“长线路、宽廊道”范围地质灾害,量化百年服役期铁路工程安全风险,科学确定“宏观走向”“空间线位”“工程设置”等多层次风险调控举措,实现以“减灾”为核心的方案群多目标智能优化,是复杂艰险山区高速铁路成功修建与安全运营的关键。本文简介了复杂艰险山区高速铁路减灾选线设计成套技术,该技术以“一套减灾选线理论与方法”+“三大减灾选线支撑技术”为核心,成功突破了复杂艰险山区修建高速铁路的技术瓶颈,支撑了6300 km复杂艰险山区高速铁路的工程建设,指导了1.3万km高速铁路的勘察设计,并被其他陆地交通项目借鉴利用,在服务“交通强国”战略、“一带一路”建设中具有重大意义并具有广阔应用前景。     

新机场管廊基坑邻近高速桥梁基础施工技术研究

新机场高速公路地下综合管廊大部分结构距在建新机场高速公路桥梁较近,基坑开挖过程易导致高速公路桥梁承台及桩侧土体外露,进而导致桥梁基础产生水平变位、不均匀沉降等现象,对高速公路后期运营产生极大的安全隐患。通过3组试验确定最优注浆参数,在管廊基坑开挖过程中对既有高速桥梁基础附近土体进行注浆加固,效果良好;通过对开挖过程中基坑、桥梁基础变形监测数据进行对比分析,对管廊基坑邻近桥梁基础开挖防护施工技术进行总结,为以后同类工程提供借鉴。     

基于多目标算法的高速动车组车钩连接板加工参数优化

文章针对高速动车组车钩连接板的加工,以最小化加工时间和最大化刀具寿命为目标建立多目标优化数学模型,然后借助MATLAB遗传算法工具箱对车钩连接板加工参数进行求解。获得Pareto解集后,选取符合车间生产实际的加工参数编程验证,并与传统POCKET4加工时间与质量进行对比,以验证该方法的优越性。     

城市轨道交通灾害链演化网络模型及其风险分析——以地铁水灾为例

灾害链式演变是重大灾害形成的主要诱因,探明城市轨道交通典型灾害间的链式衍生发展规律对保障地铁运营安全意义重大。基于灾变链式理论和复杂网络理论,对城市轨道交通灾害事件的致灾因子、孕灾环境、承灾体特征及灾情链式传递规律展开研究;并以地铁水灾为例,构建灾害链演化网络模型;而后采用出入度、子网节点数、所含支链数和介数中心度分析法,对该过程进行风险分析。结论为:在城市轨道交通灾害演化系统中,各类灾害连接紧密、链生性强,传递性高;在地铁水灾演化网络中,车站用电设备故障、隧道结构性能劣化和地下承压水上升是风险控制的关键节点。研究成果为构建地铁运营风险预控与断链减灾体系提供理论支持。     

基于响应面法的双块式轨枕多目标优化分析

为得到双块式轨枕的最优设计参数组合,采用通用有限元软件ANSYS建立双组桁架双块式轨枕的计算模型,详细分析上主筋直径、下主筋直径、连接筋直径、桁架总高度和下主筋间距对双块式轨枕力学特性的影响。基于Box-Behnken试验设计方法,建立堆放工况下桁架钢筋等效应力和垂向位移的响应面函数,并以钢筋等效应力和垂向位移为优化目标函数,对双块式轨枕进行多目标优化分析。结果表明:随着下主筋直径、连接筋直径和桁架总高度的增加,桁架钢筋等效应力和垂向位移均逐渐减小;下主筋直径、连接筋直径、桁架总高度和下主筋间距对于堆放工况下的双块式轨枕力学性能的影响较显著,而上主筋直径对双块式轨枕力学性能的影响相对较小;当上主筋直径、下主筋直径、连接筋直径、桁架总高度和下主筋间距分别为10,9,8,113 mm和70 mm时,双块式轨枕具有较好的力学性能。