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。     

基于MMC的储能型同相供电系统模型及控制策略

为解决电气化铁路中的负序问题、电分相问题和再生制动能量回收问题,研究一种储能型同相供电系统。其采用模块化多电平变流器（MMC）作为同相补偿装置,以避免基于级联H桥结构的传统系统中存在的占地大和损耗高等问题,并接入储能装置。在分析主电路工作原理和储能型同相补偿装置工作原理的基础上,建立储能型同相供电系统模型;结合牵引负荷特性划分3种工作模式,包括再生制动、削峰和填谷模式,并以相关国标限值为约束,计算各端口参考电流;提出分层协调控制策略,其中端口电流控制协调不同工作模式间的快速动态切换,荷电状态（SOC）均衡控制提高储能容量利用率。算例结果表明：系统在牵引负荷的不同工况下完成了负序的有效补偿,并且通过SOC均衡控制实现再生制动能量的高效利用;与传统系统采用的储能母线接入方式和SOC均衡控制相比,所提出的系统具有可靠性高和控制简单的优点。     

基于DEM-MBD耦合方法的路桥过渡段不均匀沉降研究

为了从细观力学机理上研究路桥过渡段的劣化规律及其影响因素,采用离散单元 (DEM) 法生成轨枕与道砟模型,并施加相位荷载,通过多体动力学 (MBD) 方法建立相互独立的路基弹簧,实现对路桥过渡段中路基刚度变化的模拟,进而建立轨枕-道砟-路基过渡段耦合模型,进行不同路基刚度、列车速度、轴重以及桩基加固下过渡段不均匀沉降研究。结果表明：列车荷载作用下,路桥过渡段中过渡路基区沉降最大,普通路基区次之,桥面路基区最小;当列车车速由 94 km·h^-1增加至 281 km·h^-1、轴重由 16 t 提升至 32 t 时,过渡段不均匀沉降分别增大 60.9% 和 259.4%,轴重的影响更为突出;当列车车速为 94 km·h^-1和轴重为 16 t 时,采用刚度渐变路基或桩基加固软路基措施后,过渡段各路基区沉降均有减小,过渡段不均匀沉降分别减小 56.5% 和53.6%,验证了路桥过渡段采用搭板法与桩基加固法的合理性。     

运营高铁轨下多层结构损伤无损检测技术

运营高铁路基轨下结构在长期高速列车循环荷载与气候环境的共同作用下,轨道板、砂浆层、支承层、基床、路基本体等各结构层及层间损伤,会影响到高铁基础设施的服役性能。运营高铁轨下多层结构材质、功能各不相同,主要损伤有无砟轨道裂缝、离缝、翻浆、脱空等和基床、路基沉降等。介绍超声阵列方法、冲击回波法、地质雷达法、瞬态面波法在检测效率、精度以及探测深度方面的优缺点,选择不同的方法组合,对轨下多层结构进行综合检测和解释,构建了轨道板—支承层—基床—路基本体由浅到深的多尺度、多参数无损检测方法组合与健康状态的定量解释原则,可为运营高铁轨下结构服役性能和整治修复提供数据支撑。     

考虑多目标的城市停车换乘选址优化模型及算法

停车换乘选址问题是城市交通网络设计研究的重点领域,已有研究的优化目标多集中在系统总费用方面,而对交通可持续发展方面考虑不足。为此,提出综合考虑多方面目标的停车换乘设施选址优化模型及其求解算法。首先,基于超网络理论,提出多方式城市交通系统的超网络模型并定义O-D (Origin-destination)间的超路径、有效超路径及子路径,结合出行者出行过程及交通网络拥挤特征,给出超路径费用的数学表达;其次,基于多方式交通网络随机均衡配流结果,构建交通总阻抗、污染物排放量以及交通系统公平性等系统优化指标的计算模型,并建立用以描述停车换乘设施选址问题的多目标优化模型;进而,以多目标系统优化模型为上层问题,以超网络下满足Logit分配的多方式交通网络配流模型为下层问题,构建描述城市多方式交通系统停车换乘设施选址问题的双层规划模型,并基于模型特征,结合“记录-搜索”思想设计非支配排序遗传算法进行求解;最后,基于Sioux Falls网络设计算例。研究结果表明：算法能够在有限的步骤内搜索到90%以上的Pareto最优解;平均而言,停车换乘措施使得交通总阻抗减小了0.31%,污染物排放量减少了7.32%...     

巴拿马运河船闸省水技术综述

针对船闸设计中的水资源利用问题,从省水技术角度出发,总结了国内外发展趋势.重点围绕巴拿马运河船闸中运用到的省水技术展开概念性分类论述,并结合船闸多目标优化设计理念研究各省水技术的应用特点.巴拿马运河船闸省水技术依靠重力实现,且省水效益与省水技术及运行方式直接相关,本质上是水的空间存储的优化设计.采用多因素分析方法,探讨...     

桥梁结构健康监测基于相关性分析的多源数据预测算法研究

通过大数据预处理和分析技术,对位移、应变、风速、温度、湿度和索力等桥梁监测数据进行分析。首先使用傅里叶变换和小波变换,分析了不同监测数据类型之间的相关性,之后通过Bi-LSTM多源预测模型验证了相关性分析的结论。结果表明：位移信号与温度信号之间具有负相关性、位移信号与湿度信号具有正相关性,引入相关性强的桥梁监测数据建立多源预测模型能有效提高预测精度。研究结果对桥梁结构健康监测数据的关联分析与挖掘有参考价值,可为桥梁的日常养护、监测运营和应急管理提供决策依据。     

基于BIM+VR的沉浸式地下高速铁路车站疏散演练场景构建关键技术

以京张高速铁路八达岭地下车站为依托,基于建设期BIM(Building Information Modeling)设计模型开展了BIM+VR(Virtual Reality)的沉浸式地下高速铁路车站疏散演练场景构建关键技术研究,给出了BIM向VR场景转化技术路线和实现方法,阐明了疏散场景构建过程中软硬件及关键组件开发技术。通过场景应用及与既有平面化疏散指示对比,证明了该技术的可行性和合理性,为BIM的二次利用与沉浸式虚拟疏散演练场景开发提供了成套解决方案,可为类似复杂立体轨道交通车站人员疏散演练等提供参考。     

基于BIM和VR技术的地下高速铁路车站沉浸式疏散演练系统开发与应用

针对既有地下车站多采用平面化疏散演练与培训现状,为提升疏散效率研发了基于BIM和VR技术的地下高速铁路车站沉浸式疏散演练系统。首先介绍系统的开发步骤和架构,并在此基础上进行系统功能模块和软硬件的设计,详述了系统中BIM与VR场景转换、投射、融合的关键技术。结合应用案例证实该演练系统可还原灾害现场的各类要素,适合乘客疏散演练与管理人员日常培训,构建的虚拟现实场景疏散系统适用,值得推广。     

顶板设出入口的地铁车站在核爆荷载下受力分析研究

介绍了地铁车站出入口从地铁顶板穿出地面的几种形式和应用情况,结合北京地铁某车站实例,在人防核爆内压荷载、经土层衰减后的人防外压荷载及结构正常荷载组合联合作用下,采用有限元软件对该类型车站的受力做了详细的计算和分析,并对设计中出现的难点进行了处理。取得了较好的效果,为类似工程设计提供了有益的借鉴。