基于大渦模擬的高速列車橫風運行安全性研究

劉加利，于夢閣，張繼業(yè)，等

鐵路運輸

基于大渦模擬的高速列車橫風運行安全性研究

劉加利，于夢閣，張繼業(yè)，等

結合高速列車空氣動力學和多體系統(tǒng)動力學，研究橫風對高速列車運行安全性的影響。首先采用大渦模擬計算方法，研究了不同橫風風速下高速列車非定常氣動載荷的時域及頻域特性，列車周圍流場結構及相應的非定常流場特性。然后建立高速列車多體系統(tǒng)動力學模型，將得到的氣動力作為外加載荷作用于列車上，研究了不同橫風風速下定常氣動力和非定常氣動力對直線上高速列車運行安全性的影響特性，計算結果表明，與定常氣動力相比，作用于車身上的非定常氣動力使列車的振動加劇。最后參照高速列車的安全運行標準，對高速列車的安全運行進行分析，為橫風下高速列車的安全運行提供參考。

高速列車；橫風；大渦模擬；非定常氣動力；運行安全性

來源出版物：鐵道學報， 2011， 33（4）: 13-21

入選年份：2013

基于多路徑的城市軌道交通網(wǎng)絡客流分布模型及算法研究

徐瑞華，羅欽，高鵬

城市軌道交通網(wǎng)絡形成之后，為實施“一票換乘”需建立軌道交通自動售檢票清算管理中心，進行客流信息統(tǒng)計和票務收入清分，而清分的核心在于解決客流在網(wǎng)絡上的分布問題。該文結合城市軌道交通系統(tǒng)的基本特性，提出一種考慮乘客多路徑出行選擇的客流概率分布模型，并設計基于深度優(yōu)先的路徑搜索算法。該模型既體現(xiàn)了乘客出行阻抗最小化的選擇心理，又反映了路徑多樣化的實際情況，具有較強的實用性。最后通過北京軌道交通網(wǎng)絡實際客流數(shù)據(jù)驗證模型和算法的有效性。

城市軌道交通；客流分布；多路徑分配；出行阻抗；K短路搜索

來源出版物：鐵道學報， 2009， 31（2）: 110-114

入選年份：2013

蘭新鐵路百里風區(qū)風沙流結構特性研究

蔣富強，李熒，李凱崇，等

通過對蘭新鐵路百里風區(qū)戈壁風沙流進行現(xiàn)場觀測研究，提出風沙流密度的新慨念，解決風沙流研究中如何利用現(xiàn)場定時觀測研究風沙流動態(tài)變化特點的重大技術難題。根據(jù)現(xiàn)場實測資料分析，揭示風沙流密度沿高度變化的特點，不同高度風沙流密度與風速的關系，闡明臨界風速的概念，認為風區(qū)建（構）筑物所承受的壓強為凈風壓與沙粒沖擊壓之和。在自然風速超過臨界風速情況下，風區(qū)建（構）筑物所承受風沙流壓強以沙粒與建（構）筑物碰撞壓力為主，這與傳統(tǒng)設計中以凈風壓作為風荷載設計完全不同，解決了風區(qū)工程設計中遇到的技術難題，避免由于對戈壁風沙流的認識不足而造成的損失，對即將修建的蘭新二線提供一定的借鑒和參考，對戈壁地區(qū)風沙流科學的完善也具有一定的意義。

風沙流密度；蘭新鐵路；百里風區(qū)；戈壁

來源出版物：鐵道學報， 2010， 32（3）: 105-110

入選年份：2014

地鐵地下結構抗震分析并行計算顯式與隱式算法比較

陳國興，陳磊，景立平，等

基于EM64T硬件構架、雙路Intel Xeon處理器、Linux操作系統(tǒng)、64位ABAQUS軟件、千兆以太網(wǎng)絡為集群子網(wǎng)絡構建的32 CPU并行計算集群平臺，對有限元并行計算中心差分顯式算法與 Hilber-Hughes-Taylor隱式算法的計算精度和效率以及 ABAQUS軟件中設置黏彈性人工邊界計算精度進行比較驗證。結果表明：顯式與隱式算法計算精度基本相當，但顯式算法計算效率遠高于隱式算法。對地鐵地下結構三維和二維非線性地震反應分析有限元并行計算顯式和隱式算法進行對比研究，結果表明：對于自由度數(shù)為 387426的地鐵車站結構三維非線性地震反應分析，8、16、32 CPU并行計算顯式和隱式算法耗時比依次為21.89%、23.10%、4.32%；對于自由度數(shù)為10 516的地鐵車站結構二維非線性地震反應分析，1、2、4 CPU并行計算隱式和顯式算法計算耗時比依次為41.4%、45.3%、51.8%；多CPU并行計算顯式算法適合求解大規(guī)模數(shù)值計算問題，多 CPU并行計算隱式算法適合求解小規(guī)模數(shù)值計算問題。

地鐵地下結構；動力非線性；并行計算；顯式算法；隱式算法

來源出版物：鐵道學報， 2011， 33（11）: 111-117

入選年份：2014

多級可拓評價方法在地鐵運營安全評價中的應用

潘科，王洪德，石劍云

根據(jù)地鐵運營的特點及國家地鐵建設法規(guī)及運營標準的要求，比較全面、系統(tǒng)地構建地鐵運營安全評價指標體系。為了彌補現(xiàn)有地鐵運營安全評價方法的不足，建立以可拓法為核心的地鐵運營安全的多級可拓評價模型。并以北京地鐵某線路為實例，確定該線路及其運營子系統(tǒng)的風險等級。針對評價結果提出預防地鐵運營事故的有關對策，為我國地鐵運營安全綜合評價提供一種新的評價方法。理論分析和實例計算表明：該方法在地鐵運營安全評價中有較好的適用性。該項工作可為我國地鐵運營安全評價的深入研究提供參考。

多級可拓評價方法；物元；地鐵運營安全；安全評價；評價指標體系

來源出版物：鐵道學報， 2011， 33（5）: 14-19

入選年份：2014

大斷面黃土隧道變形特征分析

扈世民，張頂立，郭婷，等

以蘭渝鐵路大斷面黃土隧道為工程背景，采用三維數(shù)值模擬結合現(xiàn)場試驗，對臺階法施工中圍巖深部變形特征進行分析；研究圍巖縱向變形規(guī)律并預測先期位移；研究預留核心土對圍巖變形的控制效果。結果表明：圍巖拱部豎向位移弱化較慢，而邊墻水平位移弱化較快，水平收斂普遍小于拱頂沉降；隧道縱向先期位移約占總位移的31%～38%，預留核心土可有效控制圍巖縱向變形；縱向位移與圍巖彈性模量成反比，Hoek曲線與數(shù)值計算結果較接近，特別是掌子面前方較好吻合，數(shù)值計算先期位移占總位移的33%；預留核心土有效降低掌子面的臨空范圍，有利掌子面穩(wěn)定；核心土適宜預留長度為 2R/3（R為隧道換算半徑）；數(shù)值計算和實測的圍巖變形規(guī)律基本一致。

大斷面；黃土隧道；縱向變形；三維數(shù)值模擬

來源出版物：鐵道學報， 2012， 34（8）: 117-122

入選年份：2014

城軌列車制動模型及參數(shù)辨識

于振宇，陳德旺

列車制動模型是設計ATO精確停車控制策略的依據(jù)。本文通過分析城軌列車制動系統(tǒng)的構成、特性及其和駕駛員的接口，從面向控制的角度提出適合控制器設計的制動模型以及模型參數(shù)的辨識方法?，F(xiàn)場實驗表明：該模型能夠較好描述城軌列車制動系統(tǒng)的動態(tài)特性，并且基于該模型的自動停車控制系統(tǒng)在實驗中也取得了滿意的性能。

制動模型；參數(shù)辨識；城軌列車；ATO

來源出版物：鐵道學報， 2011， 33（10）: 37-40

入選年份：2014

基于M/G/c/c模型的地鐵車站樓梯通道疏散能力瓶頸分析

陳紹寬，劉爽，肖雄，等

乘客疏散能力及服務水平是地鐵車站設計與站內客流組織的重要組成部分，也是保證安全運營的重要影響因素。M/G/c/c網(wǎng)絡排隊模型適用于各種空間內行人運動過程分析及相應指標的計算。本文在乘客運動特性分析基礎上，結合車站空間結構特征，構建基于M/G/c/c的地鐵車站樓梯與通道乘客疏散能力瓶頸分析模型。以北京地鐵2號線與4號線的西直門換乘站為例開展研究，計算分析該站在乘客到達率發(fā)生變化時樓梯、通道的疏散能力瓶頸點，驗證模型的有效性與實用性。

地鐵車站；疏散能力；M/G/c/c；模型；瓶頸分析

來源出版物：鐵道學報， 2012， 34（1）: 7-12

入選年份：2014

鋼筋混凝土空心墩延性變形能力分析

孫治國，郭迅，王東升，等

基于纖維梁柱單元建立鋼筋混凝土空心墩滯回分析模型，與試驗結果對比驗證模型準確性。在此基礎上討論縱筋配筋、壁厚、混凝土強度、剪跨比等因素對空心墩延性變形能力影響。研究表明：對剪跨比大于 7.0的高墩，提高縱筋配筋率可有效增強其延性變形能力；而對于剪跨比小于5.0的中低墩，提高縱筋配筋率對其延性變形能力不利；在軸壓比和縱筋配筋率一定情況下，空心墩壁厚對其延性變形能力影響不大，而保持軸力和縱筋配筋量不變時，增大壁厚可有效增加中低墩延性變形能力；且在固定軸力下，增大混凝土強度對提高中低墩延性變形能力效果顯著。

空心墩；高墩；延性變形能力；纖維梁柱單元；模擬分析

來源出版物：鐵道學報， 2012， 34（1）: 91-96

入選年份：2014

考慮ATP限速的ATO控制算法研究

王義惠，羅仁士，于振宇，等

一般列車自動運行（ATO）控制算法不直接考慮列車自動防護系統(tǒng)（ATP）限速的約束，因此可能造成列車在正常運行情況下的緊急停車。本文提出一種基于模型預測控制MPC（Model Predictive Control）的ATO控制算法，在控制器設計中直接考慮ATP限速約束，能夠保證在 ATO控制列車正常運行情況下不會觸發(fā) ATP緊急制動，從而提高列車運行效率和舒適度。仿真結果表明該方法是有效的。

列車自動控制；模型預測控制；ATP限速

來源出版物：鐵道學報， 2012， 34（5）: 59-64

入選年份：2014

編輯：張寧寧