深埋大断面黄土隧道初期支护受力特征分析

为避免初期支护局部破坏对深埋黄土隧道安全产生危害,依托甘肃省境内早胜3号隧道施工开展深埋大断面黄土隧道初期支护受力规律的现场试验研究。通过埋设振弦式传感器对围岩与初期支护接触压力、喷射混凝土应变、钢拱架应变、相邻钢拱架间作用力进行监测,同时建立模拟隧道施工的有限元计算模型,分析得到初期支护内力分布特点。结果表明： 1) 初期支护受力随时间表现出迅速增长—缓慢增长—逐渐稳定的特点,曲线在二次衬砌闭合12 d后基本稳定; 2)应力空间分布上部大下部小,偏压特性明显,荷载理论计算值偏小; 3) 拱顶及边墙区域为初期支护薄弱部位,需采取措施并加强监控量测; 4)数值计算表明锚杆末端轴力较小,设计中可考虑适当缩短锚杆长度。     

基于Q学习算法的摘挂列车调车作业计划优化

针对摘挂列车编组调车作业计划编制问题,基于强化学习技术和Q学习算法,提出1种调车作业计划优化方法。在表格调车法的基础上,将调车作业计划分为下落和重组2个部分。通过动作、状态和奖励3要素构建调车作业问题的强化学习模型,以调车机车为智能体,以车组下落的股道编号为动作,以待编车列的下落情况为状态,形成车组挂车、摘车具体条件和车辆重组流程,并依据车组下落的连接状态和车辆重组后产生的总调车程设计奖励函数。改进Q学习算法求解模型,以最小化调车程为目标,建立待编车列与最优调车作业计划之间的映射关系,智能体学习充分后即可求解得到最优的调车作业计划。通过3组算例对比验证本方法效果,结果表明:相较于统筹对口法和排序二叉树法,本方法使用的股道数量更少、调车作业计划更优;相较于分支定界法,本方法可在更短时间内求解质量近似的调车作业计划。因而,本方法有助于提高车站调车作业计划编制的智能化决策水平。     

基于分级节点的高速铁路货运动车组开行研究

“八纵八横”高速铁路网货运节点可以利用聚类分析法,依据货运总量、GDP、人口、社会消费品零售总额、快递业务量、线路连接数、城市类别和节点类别等指标划分为4个等级。基于灰色系统预测模型,预测2025年高速铁路货运量,构建数学模型计算保本货运量。依据节点划分、货运量预测、保本货运量结果,计算各等级节点中盈利OD所占的比例,结合日均OD量,分析各等级节点间开办高速铁路货运的可行性。研究表明,在一级节点之间可以开行高速铁路货运动车组专列,在二级节点之间可以开行客货联挂动车组,三、四级节点可以采用捎带运输的方式。     

基于模糊层次的铁路混装货物装运安全评价研究

随着客户运输需求的多样化升级,采用铁路混装货物装运模式在提升铁路运输效率、吸引多样货源等方面相较于单一品名装运显示出一定的优越性,同时混装货物装运面临的安全压力相较于单一品名装运出现骤增。为保障铁路混装货物装运安全,在阐述混装货物装运特点及安全控制要点的基础上,从人防物防技防3方面构建混装货物装运安全评价指标体系,采用层次分析法确定各指标权重,并利用模糊综合评价法对铁路混装货物装运安全进行评价,通过实例验证该评价方法的实用性及有效性,为铁路混装货物装运安全评价提供依据。     

基于轨道极限状态法的过渡板受力分析和配筋设计研究

京张高铁官厅水库特大桥为简支拱型大跨度钢桁梁桥,为防止梁端转角或错台量过大,降低梁端扣件系统受力,梁缝处设计采用了过渡板结构。为保证过渡板设计合理性和安全性,建立过渡板有限元实体模型进行受力分析,并首次运用轨道极限状态法对过渡板结构进行配筋设计。分析表明:(1)温度梯度作用对过渡板(420 mm厚)受力影响较大,在设计荷载中占据主导因素,在正温度梯度下,过渡板底部弯矩达到124.155 kN·m/m;(2)过渡板底部纵向弯矩在荷载基本组合作用下达到最大值,且实配配筋率最大,配筋时应注意以裂缝宽度为控制指标进行设计。     

基于BIM的铁路路基三维建模方法研究

对基于Bentley平台的铁路路基三维建模方法展开探索和研究:(1)对路基建模方法的研究现状进行总结,认为基于网格和参数化的建模方法较为适用。(2)根据路基结构的造型特点,将路基结构物分为线状构造物和不连续构造物。(3)连续线状构造物建模主要分两步,一是通过编辑横断面构建路基骨架,二是采用放样、拉伸横断面的方式构建路基网格模型,再通过三维可视化检查模型的合理性。(4)对于不连续构造物,如挡土墙、地基处理桩等构件,应采用参数化的建模方法。     

频繁爆破下隧道内振动传播的数值研究

为揭示频繁爆破下隧道内振动传播衰减规律,文章以蒙华铁路段家坪隧道为工程背景,利用LS-DY NA建立了三维隧道模型,模拟分析了多次爆破下隧道内近区和中远区的振动传播规律。结果表明,质点垂向峰值振速随距离和爆破次数的增大而减小,少数振速有增大的现象;近区振动衰减较快,中远区振动衰减比近区缓慢;中远区a值比近区至少小12.5%,但整体上二者的a值随爆破作用次数的增加呈缓慢上升趋势;系数K随爆破作用次数的增加而降低,近区K值降低速率普遍大于中远区,且近区K值比中远区至少大29.1%;频繁爆破下,中远区比近区较符合萨道夫斯基经验公式。     

基于客户满意度的货运动车组开行方案研究

高铁货运逐渐兴起,本文对货运动车组开行方案优化进行了研究。针对高铁运输安全、快捷、运输成本较低等特性,提出以货运动车组及客货混编动车组为主,客运动车组捎带运输为补充的开行模式,结合运输需求、线路通过能力等限条件,以运输成本最小和货主满意度最大为目标,建立多目标综合优化模型,运用线性加权组合法,以lingo软件为依托进行求解。通过算例给出具体开行方案,并对同一运输区间各种运输方式的单位成本及用时进行对比分析。结果表明,相对于传统运输方式,高铁货运综合运输成本较低,用时更短,能够兼顾运输企业与货主的双重要求;所建模型优化效果明显,可为未来货运动车组的开行提供参考。     

合资铁路重组背景下省级铁路平台可持续发展对策

在铁路行业高度垄断,铁路运营普遍效益欠佳和地方政府财力有限的现实环境下,特别是国铁集团近年来大力推行“一省一公司”合资铁路重组整合的改革,对省级铁路平台的发展带来了新的巨大的问题挑战,本文结合当前在全国大力推行的合资铁路重组改革的背景,分析了省级铁路平台在改革中将面临的重大问题,包括既有投融资能力难以支撑大规模规划项目建设、已建铁路运营大规模亏损、铁路行业建设运营高度垄断严重以及铁路土地综合开发进展迟缓等一系列问题,并针对以上问题提出相关的对策建议。     

Assessment of energy-saving techniques in direct-current-electrified mass transit systems

Railway rapid transit systems are key stones for the sustainability of mass transit in developed countries. The overwhelming majority of these railway systems are direct-current (DC) electrified and several energy-saving techniques have been proposed in the literature for these systems. The use of regenerative-braking in trains is generally recognised as the main tool to improve the efficiency of DC-electrified mass transit railway systems but the energy recovered in braking cannot always be handled efficiently, above all in low traffic-density situations. Several emerging technologies as energy storage systems or reversible traction substations have the potential for making it possible to efficiently use train-braking. However, a systematic evaluation of their effect is missing in the literature.In this paper, a deep, rigorous and comprehensive study on the factors which affect energy issues in a DC-electrified mass transit railway system is carried out. This study clarifies what the actual potential is for energy saving in each situation. Then, a methodology to asses several energy-saving techniques to improve energy efficiency in DC-electrified mass transit systems is presented, constituting the main contribution of this paper. This methodology has been conceived to help operators in assessing the effect of railway-infrastructure emerging technologies in transit systems, so making it possible to shape planning, capacity, etc. It is stepped out in three basic movements. First of all, a traffic-density scan analysis is conducted in order to clarify the effect of the headway on system behaviour. Secondly, several traffic-density scenarios are simulated for a set of infrastructure-expanded cases. Finally, annual energy saving is evaluated by applying a realistic operation timetable. This methodology has been applied to a case study in Madrid Metro (Spain) to illustrate the steps of its application and the effect of several energy-saving techniques on this specific system. Results confirm that regenerative braking generally leads to an important increase of system energy efficiency – especially at high traffic-density scenarios. It has also been proved that infrastructure improvements can also contribute to energy savings and their contributions are more significant at low traffic densities. Annual energy results have been obtained, which may lead to investment decisions by carrying out an appropriate economic assessment based on cost analysis.The main results of the study presented here are likely to apply to other electric traction systems, at least qualitatively.