铁路运输

基于大涡模拟的高速列车横风运行安全性研究

刘加利，于梦阁，张继业，等

铁路运输

基于大涡模拟的高速列车横风运行安全性研究

刘加利，于梦阁，张继业，等

结合高速列车空气动力学和多体系统动力学，研究横风对高速列车运行安全性的影响。首先采用大涡模拟计算方法，研究了不同横风风速下高速列车非定常气动载荷的时域及频域特性，列车周围流场结构及相应的非定常流场特性。然后建立高速列车多体系统动力学模型，将得到的气动力作为外加载荷作用于列车上，研究了不同横风风速下定常气动力和非定常气动力对直线上高速列车运行安全性的影响特性，计算结果表明，与定常气动力相比，作用于车身上的非定常气动力使列车的振动加剧。最后参照高速列车的安全运行标准，对高速列车的安全运行进行分析，为横风下高速列车的安全运行提供参考。

高速列车；横风；大涡模拟；非定常气动力；运行安全性

来源出版物：铁道学报， 2011， 33（4）: 13-21

入选年份：2013

基于多路径的城市轨道交通网络客流分布模型及算法研究

徐瑞华，罗钦，高鹏

城市轨道交通网络形成之后，为实施“一票换乘”需建立轨道交通自动售检票清算管理中心，进行客流信息统计和票务收入清分，而清分的核心在于解决客流在网络上的分布问题。该文结合城市轨道交通系统的基本特性，提出一种考虑乘客多路径出行选择的客流概率分布模型，并设计基于深度优先的路径搜索算法。该模型既体现了乘客出行阻抗最小化的选择心理，又反映了路径多样化的实际情况，具有较强的实用性。最后通过北京轨道交通网络实际客流数据验证模型和算法的有效性。

城市轨道交通；客流分布；多路径分配；出行阻抗；K短路搜索

来源出版物：铁道学报， 2009， 31（2）: 110-114

入选年份：2013

兰新铁路百里风区风沙流结构特性研究

蒋富强，李荧，李凯崇，等

通过对兰新铁路百里风区戈壁风沙流进行现场观测研究，提出风沙流密度的新慨念，解决风沙流研究中如何利用现场定时观测研究风沙流动态变化特点的重大技术难题。根据现场实测资料分析，揭示风沙流密度沿高度变化的特点，不同高度风沙流密度与风速的关系，阐明临界风速的概念，认为风区建（构）筑物所承受的压强为净风压与沙粒冲击压之和。在自然风速超过临界风速情况下，风区建（构）筑物所承受风沙流压强以沙粒与建（构）筑物碰撞压力为主，这与传统设计中以净风压作为风荷载设计完全不同，解决了风区工程设计中遇到的技术难题，避免由于对戈壁风沙流的认识不足而造成的损失，对即将修建的兰新二线提供一定的借鉴和参考，对戈壁地区风沙流科学的完善也具有一定的意义。

风沙流密度；兰新铁路；百里风区；戈壁

来源出版物：铁道学报， 2010， 32（3）: 105-110

入选年份：2014

地铁地下结构抗震分析并行计算显式与隐式算法比较

陈国兴，陈磊，景立平，等

基于EM64T硬件构架、双路Intel Xeon处理器、Linux操作系统、64位ABAQUS软件、千兆以太网络为集群子网络构建的32 CPU并行计算集群平台，对有限元并行计算中心差分显式算法与 Hilber-Hughes-Taylor隐式算法的计算精度和效率以及 ABAQUS软件中设置黏弹性人工边界计算精度进行比较验证。结果表明：显式与隐式算法计算精度基本相当，但显式算法计算效率远高于隐式算法。对地铁地下结构三维和二维非线性地震反应分析有限元并行计算显式和隐式算法进行对比研究，结果表明：对于自由度数为 387426的地铁车站结构三维非线性地震反应分析，8、16、32 CPU并行计算显式和隐式算法耗时比依次为21.89%、23.10%、4.32%；对于自由度数为10 516的地铁车站结构二维非线性地震反应分析，1、2、4 CPU并行计算隐式和显式算法计算耗时比依次为41.4%、45.3%、51.8%；多CPU并行计算显式算法适合求解大规模数值计算问题，多 CPU并行计算隐式算法适合求解小规模数值计算问题。

地铁地下结构；动力非线性；并行计算；显式算法；隐式算法

来源出版物：铁道学报， 2011， 33（11）: 111-117

入选年份：2014

多级可拓评价方法在地铁运营安全评价中的应用

潘科，王洪德，石剑云

根据地铁运营的特点及国家地铁建设法规及运营标准的要求，比较全面、系统地构建地铁运营安全评价指标体系。为了弥补现有地铁运营安全评价方法的不足，建立以可拓法为核心的地铁运营安全的多级可拓评价模型。并以北京地铁某线路为实例，确定该线路及其运营子系统的风险等级。针对评价结果提出预防地铁运营事故的有关对策，为我国地铁运营安全综合评价提供一种新的评价方法。理论分析和实例计算表明：该方法在地铁运营安全评价中有较好的适用性。该项工作可为我国地铁运营安全评价的深入研究提供参考。

多级可拓评价方法；物元；地铁运营安全；安全评价；评价指标体系

来源出版物：铁道学报， 2011， 33（5）: 14-19

入选年份：2014

大断面黄土隧道变形特征分析

扈世民，张顶立，郭婷，等

以兰渝铁路大断面黄土隧道为工程背景，采用三维数值模拟结合现场试验，对台阶法施工中围岩深部变形特征进行分析；研究围岩纵向变形规律并预测先期位移；研究预留核心土对围岩变形的控制效果。结果表明：围岩拱部竖向位移弱化较慢，而边墙水平位移弱化较快，水平收敛普遍小于拱顶沉降；隧道纵向先期位移约占总位移的31%～38%，预留核心土可有效控制围岩纵向变形；纵向位移与围岩弹性模量成反比，Hoek曲线与数值计算结果较接近，特别是掌子面前方较好吻合，数值计算先期位移占总位移的33%；预留核心土有效降低掌子面的临空范围，有利掌子面稳定；核心土适宜预留长度为 2R/3（R为隧道换算半径）；数值计算和实测的围岩变形规律基本一致。

大断面；黄土隧道；纵向变形；三维数值模拟

来源出版物：铁道学报， 2012， 34（8）: 117-122

入选年份：2014

城轨列车制动模型及参数辨识

于振宇，陈德旺

列车制动模型是设计ATO精确停车控制策略的依据。本文通过分析城轨列车制动系统的构成、特性及其和驾驶员的接口，从面向控制的角度提出适合控制器设计的制动模型以及模型参数的辨识方法。现场实验表明：该模型能够较好描述城轨列车制动系统的动态特性，并且基于该模型的自动停车控制系统在实验中也取得了满意的性能。

制动模型；参数辨识；城轨列车；ATO

来源出版物：铁道学报， 2011， 33（10）: 37-40

入选年份：2014

基于M/G/c/c模型的地铁车站楼梯通道疏散能力瓶颈分析

陈绍宽，刘爽，肖雄，等

乘客疏散能力及服务水平是地铁车站设计与站内客流组织的重要组成部分，也是保证安全运营的重要影响因素。M/G/c/c网络排队模型适用于各种空间内行人运动过程分析及相应指标的计算。本文在乘客运动特性分析基础上，结合车站空间结构特征，构建基于M/G/c/c的地铁车站楼梯与通道乘客疏散能力瓶颈分析模型。以北京地铁2号线与4号线的西直门换乘站为例开展研究，计算分析该站在乘客到达率发生变化时楼梯、通道的疏散能力瓶颈点，验证模型的有效性与实用性。

地铁车站；疏散能力；M/G/c/c；模型；瓶颈分析

来源出版物：铁道学报， 2012， 34（1）: 7-12

入选年份：2014

钢筋混凝土空心墩延性变形能力分析

孙治国，郭迅，王东升，等

基于纤维梁柱单元建立钢筋混凝土空心墩滞回分析模型，与试验结果对比验证模型准确性。在此基础上讨论纵筋配筋、壁厚、混凝土强度、剪跨比等因素对空心墩延性变形能力影响。研究表明：对剪跨比大于 7.0的高墩，提高纵筋配筋率可有效增强其延性变形能力；而对于剪跨比小于5.0的中低墩，提高纵筋配筋率对其延性变形能力不利；在轴压比和纵筋配筋率一定情况下，空心墩壁厚对其延性变形能力影响不大，而保持轴力和纵筋配筋量不变时，增大壁厚可有效增加中低墩延性变形能力；且在固定轴力下，增大混凝土强度对提高中低墩延性变形能力效果显著。

空心墩；高墩；延性变形能力；纤维梁柱单元；模拟分析

来源出版物：铁道学报， 2012， 34（1）: 91-96

入选年份：2014

考虑ATP限速的ATO控制算法研究

王义惠，罗仁士，于振宇，等

一般列车自动运行（ATO）控制算法不直接考虑列车自动防护系统（ATP）限速的约束，因此可能造成列车在正常运行情况下的紧急停车。本文提出一种基于模型预测控制MPC（Model Predictive Control）的ATO控制算法，在控制器设计中直接考虑ATP限速约束，能够保证在 ATO控制列车正常运行情况下不会触发 ATP紧急制动，从而提高列车运行效率和舒适度。仿真结果表明该方法是有效的。

列车自动控制；模型预测控制；ATP限速

来源出版物：铁道学报， 2012， 34（5）: 59-64

入选年份：2014

编辑：张宁宁