期刊,中国铁道科学 2024年卷5期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

中国铁道科学

中国铁道科学研究院

主办单位：中国铁道科学研究院

主　　编：阳建鸣

出版周期：双月刊

国际刊号：1001-4632

电子邮箱：zgtdkx@rails.cn

电　　话：010-51849013；51849003

邮政编码：100081

地　　址：北京海淀区大柳树路2号

中国铁道科学/Journal China Railway ScienceCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>> 《中国铁道科学》是由我国著名科学家茅以升先生于1979年亲自创刊、中华人民共和国铁道部主管、中国铁道科学研究院主办的综合性学术刊物，面向国内外公开发行。办刊宗旨：服务中国铁路和城市轨道交通现代化建设，促进高水平学术研究与交流，展示先进的基础理论研究和科技创新成果，培养高层次科技创新人才。特色：科学、严谨、务实、求是刊载内容：铁路及城市轨道交通运输领域关于土木工程、机车车辆、通信信号、信息技术、运输组织、材料与工艺、环境保护、安全技术等学科的最新科学基础理论研究、科学试验、重点工程技术、产品研发等方面的优秀学术论文。主要栏目：科学论文、博士学位论文摘要、成果简报、科技信息

正式出版

收录年代

列车动载-水力耦合作用下铁路隧道道床隆起机理多尺度模拟与整治对策研究

阳军生陈建伟谢亦朋张聪...

110-122页

查看更多>>摘要：某高原铁路隧道穿越富水燕山期闪长岩断层带段引发道床出现隆起,对轨道平顺性影响极大.为揭示列车动载-水力耦合作用下铁路隧道道床隆起的宏-细观驱动机制,在考虑隧底结构可能面临的列车动载-水力耦合条件下,提出1种多尺度数值分析方法.结果表明:在6s的列车动载和地下水耦合作用下,隧底虚渣孔隙率由0.4逐渐增大至0.7,地下水水头高度由50 m升高至100 m,隧底孔隙水压力增加141％,隆起位移增加212％;虚渣孔隙率保持不变时,隧底孔隙水压力增长率与水头高度的增长率保持相同,但虚渣孔隙率增大也会导致隧底孔隙水压力升高,加剧隆起病害;采取"钻孔泄压、注浆固结"整治措施后,隧底孔隙水压力峰值降低79.7％,隆起位移峰值降低至0.08mm,隆起病害得到显著改善.多尺度数值分析方法可为类似病害整治研究提供参考.

关键词：

铁路隧道列车动载地下水流固耦合道床隆起病害多尺度模拟

原文链接:

维普
万方数据

软硬不均地层盾构隧道荷载模式研究

石钰锋张涛阳军生蒋亚龙...

123-134页

查看更多>>摘要：系统考虑隧道埋深、滑移面形式、侧压力系数与地层的关联,提出一种适用于软硬不均地层的盾构隧道荷载模式.对于浅埋隧道,基于椭球体理论推导极限状态下滑移面为椭圆的侧压力系数及竖向松动土压力表达式,并构建力学平衡方程推导侧压力计算式;对于深埋隧道,考虑软硬不均地层突变性并对太沙基理论滑移面宽度进行合理修正,推导对应的围岩压力计算式;再结合软硬不均地层分界线位于隧道水平中线上方、下方2类典型工况,推导出隧底反力表达式;最后结合工程实例对所提荷载模式进行验证.结果表明:与修正惯用法荷载体系相比,所提方法得到的软土-硬土隧道顶部、下半拱竖向土压力与实测值的误差分别缩小74％和172％;相较于软土-硬土隧道,该方法应用于土层-岩层隧道时,计算得到的下半拱竖向土压力、隧底侧向土压力与实测值的误差更小,即所提荷载计算模式更符合隧道实际受荷状态,且当隧道埋深与开挖直径之比较大以及下部地层越坚硬时,其适用性越强.

关键词：

盾构隧道软硬不均地层围岩压力滑移面荷载模式

原文链接:

维普
万方数据

软硬地层接触面倾角对盾构隧道纵向力学性能的影响

柴少波胡军周永强刘晋豪...

135-146页

查看更多>>摘要：针对现有盾构隧道纵向力学性能研究中较少考虑纵向穿越软硬变化地层,且接触面倾角影响规律尚不清晰的问题,基于实际工程建立盾构隧道-地层三维纵向精细化模型,并提出一种同时考虑管片错缝拼装、纵环向螺栓、地层与隧道接触面真实力学性能的精细化模拟方法;采用改进的Timoshenko梁理论验证模型可靠性,并分析穿越软硬变化地层盾构隧道的纵向力学性能,探讨地层接触面倾角的影响规律.结果表明:盾构隧道沉降量在软硬地层接触面急剧变化并在软硬地层两端趋于稳定,隧道两侧沉降差异在倾角为30°和150°时更为显著;管片张开和错台量集中分布于软硬地层接触面附近,分布范围随倾角增大逐渐向软土层侧移动,最大管片张开和错台量在倾角120°时最大,分别为0.183和1.270mm;倾角对盾构隧道纵向内力影响较大,大于90°后影响逐渐显著;纵向上,管片纵向螺栓和地层-隧道接触面的变形更为显著.研究结果可为进一步发展盾构隧道纵向分析方法和保障此类盾构隧道的安全运营提供参考.

关键词：

盾构隧道软硬地层接触面倾角纵向力学性能精细化模型

原文链接:

维普
万方数据

高强钢A588-A作为碰撞吸能盒材料的可行性研究

陈乐恒刘雁翔米清浩万红雨...

147-157页

查看更多>>摘要：为验证高强钢A588-A作为碰撞吸能盒材料的可行性,在分析高强钢A588-A材料特性的基础上,根据美标要求制作高强钢A588-A材料的拉伸试样,进行准静态拉伸试验,建立有限元模型并进行仿真计算,获取其准确的力学性能;建立高强钢A588-A吸能盒单件和组件的三维模型和有限元模型,对吸能盒组件进行模拟碰撞仿真计算,并与实物碰撞试验进行对比.结果表明:由高强钢A588-A为基材的吸能盒组件具有优良的耐撞性能,33km·h-1冲击速度下的吸能量达2.06 MJ,可作为高速、重载轨道车辆吸能盒的首选材料;模拟碰撞仿真计算结果和实物碰撞试验结果具有高度的匹配性,可通过模拟碰撞仿真对设计方案进行有效的验证.

关键词：

高强钢A588-A材料吸能盒碰撞性能仿真试验可行性研究

原文链接:

维普
万方数据

基于多参数随机变化的高速动车组动力学指标分布研究

成棣郭志强胡晓依孙丽霞...

158-167页

查看更多>>摘要：针对服役高速动车组关键悬挂部件动力学参数变化后动力学指标分布特征缺乏的问题,对运营里程为145万km的某型动车组的转臂节点径向和轴向刚度、抗蛇行减振器0.01和0.02 m·s-1加载速度下的阻尼力进行测试和统计,结果均服从正态分布;建立并验证动车组参数化的动力学仿真模型,将转臂节点刚度和抗蛇行减振器阻尼力视为随机变量,构建基于改进拉丁超立方抽样的高速动车组动力学仿真方法,包含拉丁超立方抽样、轮轨型面与抽样结果组合、更换动车组仿真模型参数、动车组动力学仿真及动力学指标计算、动力学指标统计分析等内容.采用该方法进行动车组的动力学仿真计算,结果表明:服役近145万km的动车组脱轨系数、轮轴横向力和构架横向加速度随车轮磨耗的增加呈上升趋势,轮重减载率、垂向平稳性、横向平稳性指标呈先上升后下降趋势,但所有指标均未超限;脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、横向平稳性指标、垂向平稳性指标及构架横向加速度均呈正态分布;脱轨系数分布范围为0.036～0.207,均值为0.075,标准差为0.020;轮重减载率分布范围为0.107～0.262,均值为0.164,标准差为0.036;轮轴横向力分布范围为4.209～16.701 kN,均值为8.438 kN,标准差为2.221 kN;横向平稳性指标分布范围为1.351～2.469,均值为1.566,标准差为0.149,垂向平稳性指标分布范围为2.260～2.323,均值为2.273,标准差为0.005;构架横向加速度分布范围为0.906～3.994 m·s-2,均值为 1.978 m·s-2,标准差为 0.590 m·s-2.

关键词：

随机参数转臂节点刚度抗蛇行减振器阻尼轮轨型面安全性稳定性平稳性正态分布

原文链接:

维普
万方数据

针对高速车辆线性稳定性的等效锥度运用限值确定方法

孙建锋郝光池茂儒施继忠...

168-178页

查看更多>>摘要：为制定合理的轮轨匹配等效锥度运用范围,避免高速车辆出现蛇行失稳现象,提出一种基于模态分析的轮轨匹配等效锥度合理运用限值确定方法.首先,基于车辆系统动力学理论,建立包含21个自由度的高速车辆系统横向动力学模型;其次,采用模态分析计算车辆系统模态参数(模态频率、阻尼比和振型),并提出基于最小模态距离的蛇行频率连续跟踪算法;然后,利用车辆系统模态最小阻尼比判断模态振型,对轮轨匹配等效锥度和速度进行协同变参计算,确定等效锥度运用限值;最后,从模态视角研究车体蛇行失稳的发生机制.结果表明:在广域轮轨匹配关系下,转向架蛇行失稳和车体蛇行失稳区域均具有清晰的边界,且二者不邻接;对于车体蛇行失稳而言,频率耦合不是唯一决定因素,频率耦合速度也是决定因素之一,当频率耦合发生在较高速度下时易发生车体蛇行失稳.采用该方法,确定所构建的高速车辆模型在350 km·h-1车速下的等效锥度运用限值为0.07～0.41.

关键词：

蛇行稳定性高速车辆等效锥度运用限值模态分析机理分析

原文链接:

维普
万方数据

基于Web的高铁接触网BIM模型数据轻量化及加载渲染优化

许建国韩建民王红强

179-186页

查看更多>>摘要：为解决高铁接触网建筑信息模型(BIM)在Web浏览器中加载速度慢和渲染卡顿的问题,提出基于Web的高铁接触网BIM模型数据轻量化和加载渲染优化算法.首先,针对接触网BIM模型数据的特点,提出构件参数属性数据轻量化、几何实例合并与三维数据转换算法,以减少模型文件大小和提高网络传输效率;其次,结合KD树结构和接触网工程点多线长的特点,提出以线路里程数据和接触网支柱信息为划分维度的算法,实现接触网BIM模型空间划分和索引优化,提升大规模BIM模型的加载渲染性能;最后,进行某区段和全线高铁接触网工程的实例验证.结果表明:与基于商用平台构建的模型文件大小对比,该区段和全线接触网BIM模型的轻量化文件大小分别压缩为原始文件的8.8％和17.0％,区段文件优化后渲染帧率提升500％,全线提升1800％,提高了网络传输和渲染效率.该方法在Web浏览器场景下的有效性得到验证,为高铁接触网工程数字化设计、智能建造和智能运维提供了技术支持.

关键词：

高铁接触网建筑信息模型(BIM)数据轻量化加载渲染优化构件地理信息系统(GIS)

原文链接:

维普
万方数据

基于轻量化多尺度神经网络的ZPW-2000移频信号检测方法

武晓春刘欣然

187-197页

查看更多>>摘要：针对ZPW-2000移频信号在不平衡牵引电流干扰时低频信号难以检测的问题,提出基于卷积注意力模块的轻量化多尺度神经网络的移频信号低频信息检测方法.首先,根据ZPW-2000移频信号的载频范围,使用不同卷积核大小的多尺度层提取相应载频调制下的移频信号特征;其次,建立线性倒残差模块实现网络轻量化,在保证网络检测准确率的同时减少网络参数,缩短网络检测时长;最后,引入卷积注意力模块,标定通道和空间特征权重,提升网络性能,通过全连接层进行分类,输出18种低频信号的概率分布.结果表明:将含有工频谐波干扰等5类噪声的移频信号输入低频检测模型中进行检测,平均准确率可达99.22％,召回率达到99.21％,综合评价指标值为0.992,检测时间不超过0.249s.该方法检测效果更优,具有良好的抗干扰能力,可为带内噪声干扰条件下检测ZPW-2000移频信号的低频信息提供重要参考.

关键词：

轻量化卷积神经网络谐波干扰多尺度神经网络信号检测ZPW-2000移频信号

原文链接:

维普
万方数据

基于优化变分模态分解的轨道电路信号分析方法

魏子钧杨世武李文涛崔勇...

198-208页

查看更多>>摘要：针对轨道电路设备应用场景多样且复杂电磁骚扰源影响轨道电路信号传输的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)的优化变分模态分解方法(Variational Modal Decomposition,VMD),实现轨道电路信号分析处理.首先,通过基于平均包络熵适应度函数的麻雀搜索算法,实现VMD关键参数的优化选取;其次,采用优化参数的VMD方法,分离深度耦合的轨道电路信号和随机骚扰,实现强噪声背景下轨道电路信号的检测以及骚扰成分的提取和降维;最后,基于Matlab生成仿真混叠信号进行验证,对比提出的SSA-VMD轨道电路信号处理方法与现有信号自适应分解方法的处理效果.结果表明:SSA-VMD方法较现有方法在准确性上有较大优势,处理后信号的信噪比提升可达30dB;同时,使用现场实测含噪数据验证也表明,SSA-VMD方法对于轨道电路信号的分析处理能达到预期的应用效果.

关键词：

轨道电路变分模态分解麻雀搜索算法信号处理信噪比

原文链接:

维普
万方数据

基于改进YOLOv8s的铁路车站信号平面布置图信息提取方法

郑云水蒙阳

209-220页

查看更多>>摘要：针对车站信号平面布置图在2次利用过程中,无法将不同设备图元转化为通用数据的问题,提出基于改进YOLOv8s的信息提取方法.首先,将空间和通道重建卷积(SCConv)与颈部网络中的C2f单元相结合,以降低特征图的冗余度,减少空间和通道维度上的重复信息,实现检测模型的轻量化;其次,在传统YOLOv8s模型的主干和颈部网络中引入高效多尺度注意力模块(EMA),以增强模型对图内设备周边上下文信息的获取能力;最后,将模型中的标准卷积层替换为具有更大感受野的注意力卷积(RFAConv),以解决卷积核参数共享所导致的特征提取限制.结果表明:所提方法的平均精度均值可达92.5％,相较于YOLOv8s算法提升6.6％;综合评价指标值达到91.7,且模型权重参数减少16％,优于大多数常规模型.该方法不仅能够高效地从图纸中提取信号设备的布局信息,还为自动生成联锁数据配置文件和提高联锁软件搭建效率提供了有效的技术手段.

关键词：

信号平面布置图图像识别注意力模块信息提取YOLOv8s

原文链接:

维普
万方数据