轨道综合作业对高速铁路有砟轨道几何不平顺改善效果

根据高速铁路有砟轨道综合作业前后的轨道几何状态检测数据, 分析了以大机作业、人工精调和钢轨打磨为主的综合作业对高速铁路有砟轨道几何不平顺的改善情况。分析结果表明: 大机作业、人工精调和钢轨打磨的综合作业可联合改善轨道几何不平顺, 其中, 大机作业对高低、水平、三角坑不平顺的改善率分别为20.95%、12.90%和13.16%, 人工精调对高低、水平、三角坑和轨距不平顺的改善率分别为11.97%、5.56%、7.43%和6.12%, 钢轨打磨对高低和轨向不平顺的改善率分别为4.85%和3.88%, 轨道质量指数在大机作业、人工精调、钢轨打磨后的改善率分别为11.54%、6.91%和1.10%, 因此, 大机作业和人工精调对各个单项不平顺改善效果明显, 大机作业的贡献最大, 而人工精调可在一定程度上改善轨距不平顺, 钢轨打磨对高低不平顺和轨向不平顺进一步改善, 但对水平不平顺、轨距不平顺和三角坑不平顺等改善效果不明显; 经过综合作业, 单项不平顺与轨道质量指数均呈下降趋势, 其中轨道质量指数、高低不平顺、水平不平顺、右轨向不平顺近似呈幂函数趋势降低, 左轨向不平顺近似呈线性函数趋势降低, 三角坑不平顺近似呈对数函数趋势降低, 反映了大机作业对轨道几何状态改善程度高, 人工精调、钢轨打磨进一步改善部分单项不平顺的情况。     

Continuous approximation for skip-stop operation in rail transit

Operating speed of a transit corridor is a key characteristic and has many consequences on its performance. It is generally accepted that an increased operating speed for a given fleet leads to reduced operating costs (per kilometer), travel and waiting times (three changes that can be computed precisely), an improved comfort and level of service, which can attract new passengers who are diverted from automobile (items harder to estimate precisely). That is why several operation schemes which aim to increase the operating speed are studied in the literature, such as deadheading, express services, and stop skipping.A novel category of solutions to this problem for one-way single-track rail transit is to perform accelerated transit operations with fixed stopping schedules. The concept is quite simple: as the time required for stopping at each station is an important part of travel time, reducing it would be a great achievement. Particular operations that take advantage of this idea already exist. This paper focuses on one of them: the skip-stop operation for rail transit lines using a single one-way track. It consists in defining three types of stations: AB stations where all the trains stop, and A and B stations where only half of the trains stop (stations type A and B are allocated interchangeably). This mode of operation is already described in the literature (Vuchic, 1973, Vuchic, 1976, Vuchic, 2005) and has been successfully implemented in the Metro system of Santiago, Chile.This work tackles the problem with a continuous approximation approach. The problem is described with a set of geographically dependent continuous parameters like the density of stations for a given line. Cost functions are built for a traditional (all-stop) operation and for skip-stop operation as described above. A simple example is presented to support this discussion. Finally, a discussion about the type of scenarios in which skip-stop operations are more beneficial is presented.     

免棱镜全站仪在行车轨道检修中的应用

免棱镜全站仪无需反射棱镜而能测定待测点的空间位置,利用其这一特点,对难以安置反射棱镜的行车轨道,采用自由设站法测定轨道中心点的坐标,经过拟合中心点的直线方程,通过坐标变换求出中心点到拟合直线的距离,能直观地评定道轨的质量及变化情况。实践证明这种方法快速、准确,在类似的行车设备检修中有很好的应用前景。     

动车低速脱轨的动态响应

在动车轴箱下方安装防护装置, 进行线路低速脱轨试验。车辆借助脱轨器完成脱轨, 利用应变片、加速度和位移传感器采集脱轨车辆的动态响应, 采用高速摄像仪和视频摄像仪分别记录了脱轨车辆的运动姿态。基于试验数据, 评估了脱轨条件下钢轨抗倾翻能力, 验证了脱轨安全防护装置的性能, 分析了动车脱轨后的动态响应和脱轨速度、车辆质量和线路对动态响应的影响。试验结果表明: 当动车低速脱轨时, 防护装置撞击钢轨的最大横向力为177.18kN, 小于钢轨横向抵抗力510.00kN, 因此, 脱轨安全防护装置可以扣住钢轨外侧, 有效限制脱轨车辆的横向移动。车辆的脱轨过程分为惰行、轨上运动、落地和路基滑行4个阶段, 各阶段的动态响应均随脱轨速度和车辆质量的增大而增大。当动车脱轨速度为22km·h^-1时, CRTSⅡ型双块式无砟轨道的脱轨距离约为15.80m, CRTSⅠ型板式无砟轨道的脱轨距离约为20.87m, 因此, CRTSⅡ型双块式无砟轨道的轨枕可以起到减速带的作用, 减小脱轨距离。     

基于图像色相值突变特征的钢轨区域快速识别方法

应用彩色图像中不同区域HSL色彩空间中色相值突变特征提取轨检图像中钢轨边界点, 对多条不同等分线处钢轨边界点进行直线拟合以确定钢轨边缘, 识别目标钢轨区域。分析了机器视觉轨检系统序列图像中轨枕、砟石、扣件与钢轨的分布特征及不同特征区域图像色相值的突变特征, 研究了轨检图像不同等分数值下等分线处色相值突变点与钢轨边界点的对应关系, 讨论了不同等分值对识别时间与识别失败率的影响。在不同光照条件下对识别方法与传统方法进行了对比分析。分析结果表明: 当等分值为8时识别效果最优, 识别失败率为5.0%, 识别时间为4.65 ms; 在500~1 000、1 000~10 000、10 000~100 000 lx三个特征光照强度区间, 识别方法在木枕与混凝土枕轨道中钢轨区域的平均最大识别时间分别为4.57、4.48 ms, 比传统方法分别减少了44.4%、47.1%, 识别时间标准差分别为0.15、0.12 ms, 比传统方法分别降低了91.8%、93.6%, 平均最大识别失败率分别为3.5%、3.3%, 比传统方法分别降低了66.0%、76.9%, 识别失败率标准差均为1.6%, 比传统方法分别降低了68.9%、71.1%。可见, 本文方法是一种机器视觉轨检系统中目标钢轨区域识别的有效方法。     

不断轨剪力型动态轨道衡检测信号处理

为了保证计量精度,使被称车辆的过衡速度不会受到很大限制,从分析检测信号入手,提出运用Hilbert- Huang变换对检测信号进行分析,采用基于经验模式分解(EMD)算法,利用MATLAB编程对检测信号进行分解,以最终分解后的残余相均值作为所求称重值.实例证明,采用该方法可大大提高动态轨道衡的计量精度和被称车辆的过衡速度.     

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。     

高速磁浮列车对轨道的动力作用及其与轮轨高速铁路的比较

研究了现有文献关于高速列车动力学方面的论述, 就高速磁浮列车对轨道的动力作用及其与轮轨高速铁路的比较展开讨论。得到的主要结论是: 地面高速轨道交通应以300 km/h左右的轮轨高速铁路为主体; 在需要400~ 600 km/h超高速的特定条件下, 也可以采用磁浮高速列车, 作为一种补充。因此, 一方面要积极修建上海浦东机场高速磁浮试验线, 一方面要尽早启动京沪轮轨高速铁路的建设。     

USV发展现状及展望

  目的  无人艇（USV）在复杂环境情况下会出现偏离目标航线的情况,为提高水面无人艇的抗干扰能力及实际航行的稳定性,实现对航迹的准确控制,提出一种改进的无人艇航迹控制方法。  方法  根据导航信号受环境影响的情况,对GPS信号有效和无效2种情况下的航迹控制分别进行分析,在自主可控平台上设计并实现了基于模糊控制可变船长比的视线导引算法（LOS）和自抗扰航向控制器(ADRC)相结合的航迹控制方法,并开展了双桨双舵无人艇湖上试验。  结果  仿真结果表明：该方法可满足航迹控制的要求,转弯后航向能够快速保持稳定,无频繁摆舵现象,且该方法能够完成真实环境下的航迹控制,航迹贴线误差均值约为0.1 m,方差约为0.03。  结论  湖上试验结果验证了该算法在实际工程应用中的可行性和有效性。     

底部薄板附近的水流及泥沙运动特性

通过水槽实验探讨了在饱和来沙条件下底部薄板附近的水流、泥沙运动特性,包括不同薄板高度、与水流不同夹角的安装方向等情况下,单个底部薄板附近的水流结构、泥沙运动规律、底部薄板的导沙特性及其附近的冲淤现象,以及底部薄板群体的导沙特性。试验结果表明,实验使用的薄板的长度对实验结果影响很大,过短的薄板实验根本观察不到薄板前冲刷沟内的沙波运动,而该沙波运动严重影响薄板的导沙效应。底部薄板附近的水流结构具有强烈的三维特性,流场复杂,对于一定的薄板,水流夹角、沙波的运动是影响薄板的导流导沙促淤的主要因素。