時間:2022-04-11 11:07:29
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高速鐵道技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
Abstract: This paper studies the dynamic characteristics of cement improved soil, and discusses the feasibility of cement improved soil as the roadbed filler of high-speed railway.
關鍵詞:水泥改良土;動力特性;高速鐵路;路基填料
Key words: cement improved soil;dynamic characteristics;high-speed railway;roadbed filler
中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)19-0100-02
0 引言
鐵路路基基床而言,除了承受上部結構的靜荷載外,還要受到列車東荷載的反復作用,因此,在高速鐵路路基基床底層改良土的設計中,不應局限于傳統的準靜態設計,只分析靜態指標,還應考慮其在列車動載荷作用下的動態特性。本論文研究了水泥改良土作為高速鐵路路基填料時,其在列車動荷載作用下的動態特性,探討了水泥改良土作為鐵路路基基床填料的可行性。
1 試驗方案
1.1 試驗設備和工作原理 本試驗儀器為DDS-70型振動三軸儀,實驗系統包括壓力室、激振設備和量測設備三個部分組成。
動三軸試驗原理是將一定密度和含水率的試樣在固結穩定后在不排水條件下作振動試驗。設定某一等幅動應力作用于試樣進行持續振動,直到試樣的應變值或孔壓值達到預定的破壞標準,試驗終止。記錄試驗中的動應力、動應變和孔壓值隨振動周次的變化過程線。采用多個試樣得到動應力和破壞周數的關系曲線,即動強度曲線。
1.2 試驗參數選擇 鐵路荷載是一種動荷載,我們在試驗中用正弦波來模擬,加載的頻率與列車的長度、軸距及運行速度有關,本次試驗正弦波的頻率取5HZ,即按列車時速為160km/h考慮。
1.3 試驗材料 試驗土樣取自洛湛鐵路永州至岑溪段,土樣深度為地表以下2~5m。土樣定名為粉砂,填料類型為C類。對土樣加入5%的水泥進行改良。改良土的干密度為1.68g/cm3,含水量為17.6%,黏聚力151KPa,內摩擦角35.5°。
1.4 試驗方法
1.4.1 試樣的制備和養護 試樣按照《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102-2010)制備,試樣直徑39.1mm,高度80mm,具體方法按照該規程第18.3.3條的規定進行。
1.4.2 試驗過程 試樣在儀器內安裝固定后,先向壓力室內施加一等向圍壓σ3,然后再在軸向施加靜壓力σ1,待試樣固結穩定后,軸向施加等幅正弦動荷載±σd。本次試驗加載的正弦波頻率為5HZ。本試驗是在不排水條件下進行的。實驗結果見表1。
1.4.3 試驗結果分析 水泥土的動應力(σd)-動應變(εd)關系,見圖1。
如圖1所示,水泥混合土的動應變隨動應力的增大而增加,開始時,動應變隨動應力的增加,增大的幅度較大,隨著動應力的增加,動應變增加的幅度變小。隨圍壓的增加,臨界動應力值的增加幅度較大,相應的應變值減小。初始變形以彈性變形為主,后塑性應變逐漸累積,曲線斜率逐漸增大,動應力愈大,同一圍壓下,動應變也愈大。根據實驗,σ3為50KPa時,臨界動應力值約為140KPa;σ3為100KPa時,臨界動應力值約為210KPa;σ3為150KPa時,臨界動應力值為約400KPa。
2 結論
高速鐵路路基基床表層頂面動荷載幅值的大小為100KPa,根據國內外既有鐵路的實測結果表明,基床底層頂面的動應力幅值為50~85KPa。
從試驗結果可以看出,即使是在圍壓為50KPa的時候,水泥改良土土的臨界動應力達到140KPa,可以滿足路基基床表層及路基基床底層及以下路堤填土的強度要求。而且本次試驗采用的試件養護期為7d,水泥土后期強度增長緩慢,但增長量很大,所以臨界動強度還有提高的空間,約為30%~40%。所以對于摻入5%水泥的改良土,從動力學方面來說,完全可以滿足設計要求。
參考文獻:
[1]楊廣慶等.高速鐵路路基改良土的有關問題[J].鐵路標準設計,2003(5):15-16.
關鍵詞:架子隊,管理,做法
京滬高速鐵路是我國《中長期鐵路網規劃》中投資規模最大、技術含量最高的一項工程。為實現京滬高速鐵路建設“五個一流”、“六個確保”的目標,2008年開工之初項目部按照鐵道部鐵建設〔2008〕51號《關于積極倡導架子隊管理模式的指導意見》、建設部建市[2005]131號《關于建立和完善勞務分包制度發展建筑勞務企業的意見》等文件精神進行架子隊的組建工作,做法如下。
1. 建立管理組織機構,制定管理制度
根據鐵道部鐵建設〔2008〕51號《關于積極倡導架子隊管理模式的指導意見》,項目部成立了架子隊管理領導機構。領導機構負責架子隊建設發展方向、管理機制、體制建設等重大事項的研究和決策。具體實施由項目部計財部進行,負責架子隊的選擇、成立、建設和管理及日常業務的指導、監督、檢查等。項目部編制了《勞務用工管理制度》、《勞務隊伍管理標準》、《合同管理規定》及《勞務用工合同》范本,下發各工區,使架子隊各項管理制度和合同文本標準化、規范化。
項目部所轄各工區相應成立架子隊管理機構,項目經理親自掛帥,相關業務部門共同參與,貫徹、落實、執行局項目部制定的相關管理辦法、實施細則,切實抓好本工區的架子隊建設及勞務用工管理工作。論文大全。
2. 嚴把入口關,重視勞務公司的選擇
要推行真正意義上的勞務用工和架子隊管理模式,就必須從勞務隊伍選擇的源頭把關,用制度管理。項目部根據《勞務用工管理制度》,明確要求在京滬項目使用的必須是“勞務公司”,這一點也是建設部建市[2005]131號文件所要求的,并且勞務公司必須持有合法有效的營業執照、資質證書、安全許可證、稅務登記證、組織機構代碼等資質證明文件。
首先,由各工區將無不良記錄擬選的勞務公司的相關法律文件在初步審查后上報二標項目部計財部,計財部對各工區上報的資料予以核實,對手續合法符合要求的勞務公司給予批復,準許工區使用該勞務公司,未經批準不得擅自使用。其次,經過審批的勞務公司與使用工區簽訂經項目部制定的統一格式的勞務合同。勞務合同范本中明確了雙方的權利義務責任,規定了勞務人員的工作內容、工資領取發放、勞動保險等條款。第三,簽訂勞務合同后,要求勞務公司必須提供勞務公司與每一個勞務作業人員簽訂的個人勞動合同復印件,以保障每一位勞務作業人員的合法權益;同時勞務公司提供每一位勞務作業人員的身份證明(含姓名、性別、年齡、籍貫、身份證號等)等資料,據此,各工區按規定對勞務作業人員進行了登記造冊,記錄相關內容。
通過上述措施,杜絕了不良勞務公司進入施工現場,保證了進場勞務隊基本素質。
3. 組建架子隊,推行架子隊管理模式
作業層建設是建筑施工企業最根本、最基礎的工作,所有工程從圖紙落實到實物都需要作業層具體操作來實現,因此作業層建設是完成施工任務的關鍵因素,而架子隊建設的的好壞關系著作業層的能力高低,直接影響著工程實體的質量。
3.1 架子隊的組建
根據文件規定每只架子隊要有以下主要管理技術人員組成,架子隊專職隊長、技術負責人,以及技術、質量、安全、試驗、材料、領工員、工班長等“九大員”。以上人員與選擇好的一個或幾個勞務公司的一定數量勞務人員組成架子隊;工區根據需要可以分工序、分區段組建多個相同人員構成的架子隊。并且以文件的形式明確工區各業務部門及架子隊“九大員”在架子隊管理運行中的工作職責。
3.2 架子隊與工區的關系
根據需要分工序、分區段組建的架子隊在實際施工過程中是受工區統一管理和指揮的,與工區是內部經濟關系,組成架子隊的勞務公司負責勞務人員的勞動關系和日常管理職責。施工現場所有勞務作業人員納入架子隊統一集中管理,由架子隊按照施工組織安排統籌勞務作業任務。工區對架子隊統一進行技術交底、物資供應、設備配置等,從根本上保證原材料的材質,從而保證工程質量,同時杜絕了過去管理工作中的管理不到位、勞務作業偷工減料的現象。
3.3 落實檢查防止架子隊流于形式
為了杜絕文件、現場兩張皮,管理和實際兩回事的問題,對每一個工區成立的架子隊項目部加強日常檢查,首先:審,看是否滿足51號文件精神;第二:查,看架子隊專職隊長、技術負責人、技術、質量、安全、試驗、材料、領工員、工班長等九大員是不是工區有相應資質和作業技能的正式職工;第三:驗,看架子隊九大員和工區相關部門責任是否清晰。從而最大限度的推行架子隊管理模式。
3.4 做好培訓工作,提高勞務人員工作技能
高效的學習培訓是在短時間內提高參建勞務工的素質和技能的最有效手段。為確保勞務工素質、技能符合京滬高速鐵路建設施工需要,項目部依托技術業校,開展大培訓工程,做到全員參與,過程覆蓋。重點圍繞高速鐵路標準、規范和分部分項工程施工要求、安全生產培訓等,以推進標準化建設為主線,將培訓與施工生產緊密結合。達到全員100%培訓,特殊崗位100%持證上崗。
3.5 對架子隊及勞務工實行動態管理
為了及時掌握架子隊的勞務人員信息,項目部要求對架子隊的勞務人員實行動態化管理。論文大全。要求各工區建立架子隊勞務人員管理臺帳,并且每月都要及時更新,對離場勞務人員辦理退場手續,完工勞務公司簽定離場協議,完善相關手續,減少法律風險。
4. 用制度保證架子隊勞務人員的權益
4.1 項目部在濟南建設銀行開設勞務工工資專用賬戶,設立300萬勞務工資保證金,以保證勞務工的利益不受侵害。
4.2 工區按照進場勞務作業人員花名冊和每一位勞務作業人員身份證辦理銀行工資卡。根據合同約定,每月編制勞務工工資結算單,按時足額將勞務工工資劃撥到銀行,由銀行直接為勞務工發放工資,并由銀行返回發放工資對賬單(結算單),以保證勞務作業人員工資的及時足額發放。
4.3 為了解決廣大勞務工的后顧之憂,改善勞務工的待遇,項目部為參建勞務人員購買了《建筑工程施工人員團體人身意外傷害綜合保險》,維護了廣大勞務工的切身利益,為勞務人員的穩定奠定了有力的基礎。
5. 總結
在推進作業層建設方面,將所有外部勞務隊伍的勞務工編入由我方九大員控制的“架子隊”,把有效、合理地使用社會勞動力資源與鐵道部倡導的企業“架子隊”管理模式有機的結合起來,既實現了對外部勞務隊伍使用的規范和管控,又符合建設單位對施工生產組織方式的要求,同時也滿足了建設部取消“包工頭”的相關規定。
架子隊是一種經實踐證明較好的施工生產組織方式,較為理想的勞動用工管理模式。采用架子隊管理模式,能充分利用社會勞動力資源,實現施工企業施工現場管理層與作業層銜接和有效運作,防止施工現場質量安全保證體系流于形式,對確保建設工程質量和施工安全具有重大意義。論文大全。京滬項目部架子隊管理模式還處在探索總結完善階段,還有很多不足之處,項目部將繼續完善架子隊管理模式,不斷強化勞務用工管理,進一步完善勞務用工管理,為全面推行架子隊管理模式奠定基礎。
【參考資料】
[1]鐵道部鐵建設【2008】51號《關于積極倡導架子隊管理模式的指導意見》
[2]建設部建市【2005】131號《關于建立和完善勞務分包制度發展建筑勞務企業的意見》
[3]中鐵股份生【2009】217號《中國中鐵股份有限公司鐵路工程項目實行架子隊管理模式的指導意見》和《中國中鐵股份有限公司鐵路工程項目實行架子隊管理模式操作指南》
關鍵詞:高鐵;列車運行圖;換乘;冗余時間;遺傳算法
Abstract: With the continuous development of our economy, and more requirement of higher quality of travel, the quality of the railway service that the passengers expect has a great improvement, in order to ensure that passengers in high-speed rail hub transfer efficiency, based on analyzing the role of buffer time of the high-speed train timetables and comprehensively considering the cost of traveling time and delay time of the passenger, we establish relatively model which is a stochastic expected value model, the algorithm based on genetic algorithm is applied to solve the model by the soft MATLAB, and make validation on calculation example, and then make a optimization scheme of the slack time layout.
Key words: high-speed railway train; train operation diagram; transfer; redundant time; genetic algorithm
引 言
隨著我國高速鐵路的迅猛發展,以及人們對高速鐵路運輸服務的準時性有著較高的要求,高速鐵路樞紐的換乘高效性和可靠性越來越受到重視。基于換乘銜接角度,本文通過分析列車運行干擾對換乘影響的作用機理,建立了考慮換乘銜接的冗余時間整體布局優化模型。該研究不但為考慮換乘銜接的冗余時間布局提供了研究方法,而且為高速鐵路樞紐站運行詳細的鋪畫提供了參考和借鑒意義。目前,國內外專家學者對冗余時間的布局優化做了一些研究,國內孟令云[1]提出列車調整雙層模型,寧驥龍[2]提出偏質量最小模型,并用遺傳算法進行求解,但二者均未從換乘角度出發進行考慮和研究冗余時間的作用機理。趙宇剛[3]以概率分析的方式對追蹤間隔時間進行研究,未考慮換乘條件下綜合冗余時間的布局。文超[4]以運行圖沖突疏解的角度研究了綜合冗余時間對運行圖的影響,但未研究冗余時間在各站的布局。趙俊鐸[5]建立了考慮換乘銜接的高速鐵路運行圖冗余時間布局優化模型,但并未考慮追蹤列車間隔緩沖時間。劉伯宏[6]在分析各種冗余時間的基礎上,以列車旅行和到發站延誤時間最短為優化目標,建立運行圖冗余時間布局優化模型,但該模型未考慮旅客換乘銜接的冗余時間。國外JoneR.Birge,Francois對晚點期望值進行了研究[7]。Michiel. Vromans和ROB. M. P. Goverde[8]針對晚點傳播過程及相應指標和評價指標進行了深入研究。Nils. E. Olsson[9]針對冗余時間設置對運行圖穩定性的影響進行了研究,但上述文獻均未從晚點累加和換乘銜接的角度進行冗余時間的研究。文獻[10]在單線鐵路資源約束條件下,對列車運行圖進行了優化,該研究采用分枝定界算法進行求解,并提出了三種縮小解空間的策略。文獻[11]結合了線性規劃、隨機規劃和魯棒優化技術,提出了精確地啟發式算法來提高列車運行圖魯棒性。文獻[12]采用阻塞時間理論模型對列車運行調度實施過程進行描述,為列車運行過程中的實時調度提供了參考意見。
1 列車運行冗余時間的含義和分類
含義:在鋪畫列車運行圖時,在列車停站作業和區間運行以及列車運行線間人為的預留的時間。
冗余時間按作業性質分為兩類:
(1)緩沖時間,其設置在涉及多列或兩列列車的作業中,并能夠抑制列車之間的晚點傳播。
(2)自身恢復時間,其包括區間運行和車站停站作業的撒點,設置在一趟列車的某個單項作業中。
2 列車運行干擾的作用
列車運行中會受到各種外界因素的干擾,其主要包括機器問題、自然條件惡劣與人為失誤等各種不確定因素的擾動。列車運行干擾的產生導致了列車運行偏離原計劃,即列車發生晚點,晚點傳播[13],是指列車自身晚點及其引起其后列車連帶晚點的現象。列車的換乘同樣會受到列車運行干擾的影響。
3 冗余時間優化模型
3.1 模型分析
列車運行圖編制情況:初始布點階段、詳細鋪畫階段、后評價階段,本文研究的是在已完成初始布點的列車運行圖的基礎上,設置各項作業的冗余時間。
結合乘客旅行時間成本和乘客總延誤時間成本目標,建立考慮換乘冗余時間的隨機雙層期望值模型,基于全局考慮上層提出冗余時間的布局方案,并傳遞至下層,結合既定擾動方案,基于上層的基礎下層進行以乘客總延誤時間為目說腦誦型嫉髡,并將乘客總延誤期望值傳遞給上層。上下層模型的決策是相互獨立、互不干擾的。
3.2 模型假設
(1)不包含其他指標的優化,只以該模型目標函數值為優化目標。(2)冗余時間總值和乘客總延誤時間權重已知。(3)不考慮車站能力約束。(4)不考慮追蹤列車間隔緩沖時間。(5)不考慮因列車大范圍延誤而做出的運行調整。
3.3 模型建立
3.3.1 上層模型
目標函數:
其中,冗余時間布局方案下所有列車的冗余時間總值為cx,冗余時間布局方案在相應擾動方案下乘客總延誤時間為qx,ω,冗余時間布局方案x的可行解集為Λ。
式(1)中:
在目標函數中ux,y表示在擾動方案ω下,通過調整列車運行圖,最終產生的列車運行圖較初始運行圖的乘客總延誤時間。y表示在給定冗余時間布局方案x和擾動方案ω下列車調整后的運行方案。通過該目標最小化,得出在干擾方案ω下運行調整優化方案。旅客因列車晚點到達產生的時間延誤和旅客因未實現換乘而額外產生的等待時間延誤,以及旅客因列車早點到達產生的額外早點時間構成了乘客總延誤時間。
4 模型求解過程
根據本文模型的特點,我們對上層模型和下層模型分別設計了相應算法進行求解。
4.1 遺傳算法,是一種基于自然選擇和遺傳學原理的有效搜索方法,它從一個種群開始,利用選擇、交叉、變異等遺傳算子對種群進行不斷進化,最后得到全局最優解[14]。
4.2 下層模型的算法設計及求解。通過插入基于期望值的換乘關系保留決策過程和設置換乘冗余時間,結合基于優先級的模擬人工沖突疏解算法調整帶有沖突的列車運行態勢圖,從而能保證了換乘關系的實現,并得到最優結果。
5 算例分析
本文為檢驗上述模型和算法的可行性,以某一條已建成運行的高速鐵路部分區段為背景進行研究,選取全長212公里的區段,其中包含4個車站3個區間,該區段的線路拓撲結構圖如圖1所示,站間數字為兩站距離(單位:公里)。
如圖1所示,令B站為換乘車站,并以B站部分始發列車作為換乘列車與A站部分始發列車進行換乘。
在列車實際運行中,由于受到初始干擾的復雜性,其難以進行量化統計,因此,需要對統計得到的列車實際到發時刻數據進行處理。列車到發時刻反映的是列車受到的初始干擾和連帶干擾的加和,研究發現列車晚點的概率分布服從負指數分布規
律[15]。
本算例的統計數據為其在前方車站通過且在后方車站停車的時間。該數據是以excel數據形式進行存儲的。
本文設置高等級列車5列進行模型算例分析,及η=1,其中設置1對換乘列車。
擾動方案樣本數量設置為5。由已有列車運行圖歷史數據統計可計算得出各區間車站概率密度的累計分布概率,并可求出每種擾動方案ω發生的概率ρω。為了更好地測試模型的優化能力,本算例不考慮列車正點的情況。對已有數據統計可得該區段已有運行圖的冗余時間總值約為20min,故可設置冗余時間上限值t為20min。
本算例通過借鑒已有研究,假定冗余時間總值和乘客總延誤時間的權重系數η為4,設φ為15min,ξ為30min,求解模型過程中,設每列車乘客數為1,且在每站的下車人數平均,則每站下車乘客比是0.33,且設列車1在車站B下車的一半乘客均換乘至列車2,可得換乘乘客比例0.165。
上層模型遺傳算法的求解過程中相關參數設定為:POP_SIZE=50,M=20,chrom1取已有運行圖的冗余時間布局方案,如表1所示。
6 結 論
(1)不同的冗余時間設置方案對于列車在運行過程中的干擾吸收也是不同的。
(2)智能算法能夠高效解決冗余時間布局方案的優化問題。
(3)通過研究高速鐵路換乘冗余時間的布局優化方案,可提高高鐵的行車組織效率。
參考文獻:
[1] 孟令云. 客運專線列車運行圖動態性能及仿真研究[D]. 北京:北京交通大學(博士學位論文),2009.
[2] 寧驥龍. 城際客運專線列車運行圖冗余時間布局優化研究[D]. 成都:西南交通大學(碩士學位論文),2013.
[3] 趙宇剛,毛保華,蔣玉琨. 基于列車運行時間偏離的地鐵列車運行圖緩沖時間研究[J]. 中國鐵道科學,2011,32(1):118-121.
[4] 文超,彭其淵,陳芋宏. 高速鐵路列車運行沖突機理[J]. 交通運輸工程學報,2012,12(2):119-126.
[5] 趙俊鐸. 考慮換乘銜接的高速鐵路運行圖冗余時間布局優化模型研究[D]. 北京:北京交通大學(碩士學位論文),2014.
[6] ⒉鴻,令小寧,呂振揚. 高鐵列車運行圖冗余時間優化布局方法研究[J]. 計算機工程與應用,2016(7):248-252.
[7] Jone R. Birge, Francois Louveaux. Introduetion to stoehastie Progranuning[M]. New York: Springer, 2008.
[8] Michiel. Vromans, Reliability of Railway Systems[D]. The Netherlands: Erasmus University Rotterdam, 2005.
[9] Nils. E. Olsson, Hans Haugland. Influencing factors on train punctuality-results form some Norwegian studies[J]. Transport policy, 2004,22(2):28-29.
[10] X. Zhou, M. zhong. Single-track train timetabling with guaranteed optimality Branch and bound algorithms with enhanced lower bounds[J]. Transportation Research Part B, 2007,41(3):320-341.
[11] M. Fischetti, D. Salvagnin, A. Zanette. Fast approaches to improve the robustness of a railway timetable[J]. Transportation Science, 2009,43(3):321-335.
[12] M. B. Khan, X. Zhou. Stochastic optimization model and solution algorithm for robust double track train timetabling problem[J]. IEEE Transactions on Intelligent Transportation System, 2010,11(1):81-89.
[13] 胡思繼,孫全欣,胡錦云,等. 區段內列車晚點傳播理論的研究[J]. 中國鐵道科學,1994,15(2):41-54.
【關鍵詞】接觸網;故障分析;可靠性
1.接觸網主要故障分析
1.1空間結構尺寸方面故障
接觸網不僅要保障向電力機車提供的電流質量良好,而且還要保證在規定的空間幾何位置上接觸懸掛能牢固地接觸,保證受電弓從接觸線上取流能平滑并且質量良好。由于機車受電弓有限的寬度和愈來愈快的運行速度,一旦接觸網的技術參數發生變化或接觸懸掛上零件脫落的情況發生,就會給電力機車或電動車的運行帶來很大障礙,嚴重的情況下還會造成弓網故障。受當時條件限制,建設初期標準偏低的接觸網已經不能很好適應當今鐵路發展形勢,導線質量不一,時常發生斷線狀況,疲勞耗損較為嚴重。
1.2絕緣方面故障
絕緣是接觸網這一特殊的高壓供電設備的重要技術指標之一,接觸網不同于地方的供電線,距離機車近且懸掛高度較低,常常遭到環境和混合牽引的機車的污染,具有相當大的絕緣難度。根據絕緣介質來劃分,接觸網的絕緣主要包括絕緣體絕緣和空氣間隙絕緣兩種,接觸網的正常運行會受到任何一方面放電的影響。鑒于我國設計方面和特殊的自然環境的原因,整個故障占比例較高的就是絕緣方面的故障,其影響范圍也較廣,應該得到較為嚴肅認真的對待。
1.3電氣聯結方面故障
因事先難以發現并且具有嚴重的危害性,電氣燒傷故障作為鐵路電氣化接觸網設備的一類故障,已引起供電運營檢修部門的高度重視。由于接觸網設備主要在力與電的雙重作用下工作,所以接觸網故障的主體由機械故障和電氣燒傷故障構成。由于接觸網運行時間長久和不斷增加的牽引運能,越來越突出設備的電氣燒傷現象已得到檢修部門的關注。供電運營單位為確保供電安全的一個重要任務就是預防和防治接觸網設備發生電氣燒傷故障。
2.接觸網可靠性發展狀況
“受流質量、安全可靠、景觀設計”是接觸網需要解決的三大問題,可靠性列在其中。高速鐵路由于具有系統本身結構復雜、設備繁多、任務繁重等特點,一旦出現事故,波及范圍及社會政治經濟影響都很大,研究接觸網的一項重要課題就是研究其供電可靠性。高速鐵路的供電可靠性也因高速客運專線鐵路的大規模興建而倍受關注。可靠性工作受到國外的電氣公司與各種國際機構(如IEC、IEEE等)的高度重視,專職的可靠性工程師在一些著名的電氣公司或可靠性管理部門非常常見。不管有些產品有無規定可靠性指標,公司內部都會開展可靠性研究工作,國外各公司間競爭的一個非常重要的手段就是產品可靠性的高低。國外也有著活躍的可靠性學術交流,目前國際上已將傳統的可靠性評估擴展為RAMS評估。該項評估包括對系統可靠性(reliability)、可用性(availability)、可維護性(maintenance)和安全性(safety)的全面評估。現在有關鐵道的RAMS國際標準已由最早的EN50126:1999上升為IEC62278:2002。有許多涉及到可靠性的國際學術會議,例如,IEEE霍姆接觸會議(每年召開一次)、國際可靠性物理學會議(每年召開一次)、國際電接觸會議(每年召開一次)、國際可靠性與維修性會議(每年召開一次)等等。
可靠性理論在我國只有30年的引進歷史。我國于1976年了第一個可靠性行業標準《可靠性名詞術語》。第一個可靠性國家標準于1979年。80年代,我國在IEc/Tc56有關標準和美國軍工標準作為參照下,制定了一批可靠性標準,基本完成了可靠性基礎標準配套工作。90年代以來,產品的可靠性工作受到機械工業系統的高度重視,產品的可靠性標準(包括可靠性試驗方法)和質量標準中的可靠性指標已經得到普遍使用。1990年,機械電子工業部在《加強機電產品設計工作的規定》第二十四條作出明確規定:新產品鑒定定性時,必須有可靠性試驗報告和設計資料。在鐵道方面,制定了(113/T1335―1996)《鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規范》。進入21世紀后,(G1150068-2001)《建筑結構可靠度設計統一標準》在建筑領域正式形成。將可靠性原理方法與供電系統科學結合,電氣化鐵道的供電可靠性評估采用最科學經濟的方法充分發揮電氣供電設備的潛力,保證鐵路運行所需的連續不斷電力。
3.接觸網可靠性分析的方法
人們根據可靠性分析結果對系統進行評價,發現了許多可靠性分析方法。確定性方法和概率性方法是計算可靠性方法的兩大類。概率性方法按照所使用的數學工具又可以分為:解析法和模擬法。確定性方法可用于在預期故障發生的情況下研究系統可靠性水平。以前常用的系統N-1或N-K安全性檢驗,就是評價確定性可靠性的常用方法。此方法具有考察的狀態數有限、能詳細而精確的描述每個考察狀態的優點。缺點是在于這些狀態表的生成受技術人員的經驗的決定,有可能漏掉狀態,而且狀態的嚴重程度也可能不能察覺的隨時間變動。對系統的安全性進行粗略估計可以采用確定性方法的計算結果,改進薄弱環節,但它只能進行一些故障階數較少的故障類型的事故后果的預想,而且不能預測事故發生的可能性具體有多大。近年來,概率性分析方法已逐漸取代確定性可靠性評估方法。
根據零部件故障和修復的統計值,概率性方法可以計算出系統和節點的運行參數變化區間和風險指標,從而對系統的可靠性作出較為全面和客觀的評價。概率性可靠性評價方法分為解析法和模擬法兩種。解析法對零部件或系統的壽命過程進行合理的理想化,并將這一壽命過程用數學模型描述,如用指數分布等。再通過運算來求解,得出可靠性指標。網絡法、狀態空間法和故障樹分析法是解析法的常用方法。
在系統設計過程中,通過對系統各組成部分的潛在的故障模式分析,對系統功能的影響分析,按嚴酷程度對每一個潛在故障模式進行歸類類,總結出可采取的預防措施來促進系統可靠性的提高。
4.結語
隨著列車不斷提速以及電氣化鐵道運營范圍的不斷擴大,對接觸網可靠性有著越來越高的要求。因此,分析我國的接觸網系統故障情況并探討如何提高接觸網系統可靠性顯得極為重要。
【參考文獻】
[1]李雪,吳俊勇,楊媛.京津城際高速鐵路接觸網可靠性維修研究[C].2010鐵路電氣化新技術學術年會論文集,2010.
論文摘要:鐵路運輸是國家的經濟大動脈,鐵路通信系統是直接保證鐵路運輸的重要工具,它的質量的好壞直接影響鐵路運輸的效率以及運輸速度和安全。隨著科技的進步和發展,各種高薪技術被廣泛地應用在鐵路通信系統中,使得鐵路通信系統得到逐步提高和完善,并提高了鐵路運輸的運輸速度、效率以及安全可靠性,本文主要討論移動通信在鐵路通信系統中的相關應用。
一、鐵路通信的作用
通信,指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進行的信息交流與傳遞。鐵路通信就是指利用有線通信、無線通信、光纖通信等現代化技術和設備,將鐵路運輸生產和建設過程中的各種信息進行傳輸和處理交換。從1825年的人工搖旗引導到1839年的指針式閉塞電報設備的發明以及應用,就說明現代通信技術一開始就是與鐵路運輸是緊密相關的。隨著我國高速鐵路的建設和運行,對鐵路通信技術提出了更高的要求,只有不斷地發展和完善鐵路通信系統,才能為現代化鐵路的建設與運行提供重要技術支持和安全保障。下面我們就來討論移動通信在鐵路通信系統中的相關應用。
二、無線列調
無線列調是重要的鐵路行車通信設備,主要負責列車的位置和運行方向。無線列調系統主要解決行車調度員、車站值班員和機車司機之間的通信和車站值班員、機車司機和運轉車長之間的通信。雖然無線列調具有節約資源的優點,但目前使用的無線列調是同頻單工電臺,隨著列車提速的不斷深入和列車建設密度的加大,在僅有的一個頻道上集中了眾多用戶,再加上場強的越區嚴重,容易致使系統阻塞,甚至于癱瘓。對于現代化的高速鐵路而言,這種通信系統過于簡單,滿足不了建設發展的需求。
三、集群通信
集群通信系統是一種高級移動調度系統,代表著專用移動通信網的發展方向。它能按照動態信道指配的方式,實現多用戶共享多信道。由于它具有調度、群呼、優先呼、漫游等功能,被廣泛地應用于政府、鐵路、航空等部門,其中以源自歐洲的TETRA較為出色。不過這種通信系統也有一定的缺點,比如系統設備采購、建網成本和終端價格較高,同時也存在信息丟失、保密性不高、易受干擾等,這從上海局目前所建成的集群系統就能看出來。這些缺點對普通語音通信的影響不大,但對要求較高的場合并不適用,比如列車與指揮中心的實時雙向數據通信。
四、GSM-R
GSM-R通信技術最早起源于歐洲,是在GSM公眾移動通信系統的基礎上增加了鐵路運輸專用調度通信功能,它主要由交換機、基站、機車綜合通信設備、手機等組成,目前在德國、意大利、瑞典等大多數國家普遍應用,我國鐵道部于2000年底正式確定將GSM-R作為我國鐵路通信系統的發展方向。它主要提供無線列調、編組調車通信、區段養護維修作業通信、應急通信、隧道通信等語音通信功能,可為列車自動控制與檢測信息提供數據傳輸通道,并可提供列車自動尋址和旅客服務。比如全世界海拔最高的青藏鐵路,它的絕大部分線路都是在高原缺氧的無人區,為了滿足鐵路運輸通信、信號及調度指揮的需要,就采用了GSM-R移動通信系統。另外還有:大秦線、膠濟線、合武線、京津城際線,京滬高鐵等。
五、衛星通信
衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站來轉發或反射無線電信號,在兩個或多個地面站之間進行通信。它的主要優點是通信范圍大、不受陸地災害的影響,可靠性高、電路開通迅速、多址連接等,不過也存在成本高、傳輸延時大、傳輸帶寬有限等不足。相對而言,比較適合鐵路應急部門使用。
六、無線寬帶WIMAX
WIMAX技術是一項于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網技術。目前,在鐵路通信系統中的最新應用成果就是中國神華能源股份有限公司的自主研發項目 -“WIMAX技術在鐵路移動通信中的應用研究”。該項目自主研發了基于WIMAX無線寬帶技術的機車同步操控通信、列尾通信、無線列調通信、視頻監控等組成的鐵路通信應用系統,在經過車載運行實驗和室內動力分布實驗后,經專家組檢驗,表明該系統可滿足朔黃鐵路運行的技術要求,具有創新性,技術成果達到國際領先水平。
七、結束語
鐵路通信是以運輸生產為重點,主要功能是實現行車和機車車輛作業的統一調度與指揮。但因鐵路線路分散,支叉繁多,業務種類多樣化,組成統一通信的難度較大。所以,在鐵路通信系統中應當將各種現代化的通信技術有機結合,以保證行車安全、防止作業事故,提高運輸效率,加速機車周轉,以及改善服務質量等。
參考文獻:
[1]田裳,沈堯星主編.鐵路應急通信[J].中國鐵道出版社,2008,6(16):154-156
[2]丁奇編著.大話無線通信[J].人民郵電出版社,2010,1(24):1021-1024
關鍵詞:道橋設計;問題;措施
中圖分類號:U448文獻標識碼: A
引言
隨著國民經濟增長,人民生活水平提高,對鐵路運輸安全性、時間性、舒適性要求越來越高,為適應國民經濟發展的需要,以既有鐵路提速(客車160~ 200 km/h,貨車90 km/h)、較高速度的客貨共線(客車200~ 300 km/h,貨車120 km/h)、較高速度的客運專線(客車250~ 350 km/h)的鐵路建設新已經拉開序幕。
1、鐵路橋梁現狀
隨著改革開放的不斷深入發展,我國的鐵路工程建設得到了迅速的發展。作為道路工程的重要組成部分,橋梁的建設速度非常快。近年來,我國的橋梁建設進入了一個新時期,主要表現為一大批結構新穎、跨度大、技術含量高的橋梁被建成,這表明我國的橋梁建設已經達到國際先進水平。我國最近幾年來建成的大跨度橋梁在世界橋梁建設領域中產生了廣泛的影響,取得了顯著的地位。
2、高速鐵路橋梁的特點
高速鐵路由于具有高速度、高舒適性、高安全性、高密度連續運營等特點,對其土建工程提出了極其嚴格的要求。由于速度大幅提高,高速列車對橋梁結構的動力作用遠大于普通鐵路橋梁,橋梁出現較大撓度會直接影響橋上軌道平順性,造成結構物承受很大沖擊力,旅客舒適度受到嚴重影響,軌道狀態不能保持穩定,甚至危及列車運行安全。這些都對橋梁結構的剛度和整體性提出了嚴格的要求。高速鐵路橋梁的特點可概述為:
2.1、橋梁所占比例大,高架長橋多橋梁在高速鐵路中所占的比例較大,主要原因是因為在平原、軟土以及人口和建筑密集地區,通常采用高架橋通過。高速鐵路橋梁技術標準要求高,因而投資也較高,橋梁設計和建造對高速鐵路的建設周期和造價都會產生重大的影響。
2.2、以中、小跨度為主由于高速鐵路對橋梁剛度要求嚴格,因此,橋梁不宜采用大跨度,應以中、小跨度為主。
2.3、橋梁剛度大,整體性好為了保證列車高速、舒適、安全行駛,高速鐵路橋梁必須具有足夠大的豎向和橫向剛度以及良好的整體性,以防止橋梁出現較大撓度和振幅。同時,還必須嚴格控制由混凝土產生的徐變上拱和不均勻溫差引起的結構變形,以保證軌道的高平順性。
2.4、限制縱向力作用下結構產生的位移,避免橋上無縫線路出現過大的附加力由于橋梁結構的溫度變化、列車制動、橋梁撓曲會使橋梁在縱向產生一定的位移,引起橋上無縫線路鋼軌產生附加應力,過大的附加應力會導致橋上無縫線路失穩,影響行車安全,因此,要求橋梁墩、臺具有足夠的縱向剛度,以盡量減少鋼軌附加應力和梁軌間的相對位移。
3、應對鐵路橋梁設計出現問題的措施
3.1、落實橋梁設計的可持續發展觀,加大科技的投入
現代鐵路橋梁設計中,需要采用到多方面的科學技術輔助,例如采用計算機對數據進行精確運算、繪制圖紙等;應用橋梁智能制造系統;采用遙控技術控制鐵路橋梁的施工。在設計中增加科技的投入,盡量減小成本、縮短施工周期及施工消耗,這一切都遵循了可持續發展的觀念,符合當前經濟發展趨勢。
3.2、抗震設計
3.2.1、抗震設計參數
橋梁結構的剛度、強度和延性,是橋梁抗震設計的三個主要參數。橋梁抗震設計應同時考慮剛度、強度和延性,尤應注重提高橋梁結構整體的延性能力。剛度為了正確可靠地計算結構在地震側向力作用下的變形,進而控制其變形,設計時必須估算出結構的實際剛度。這個量值把荷載或作用力與結構的變形聯系起來。對結構剛度的估計值將直接影響到對結構地震反應位移的預期值。強度要保證橋梁結構在預期的地震作用下免遭破壞,結構就必須具有足夠的強度,以抵抗結構在其彈性地震反應時所產生的內力。延性延性是位于地震區的橋梁結構所必須具備的一個重要特性。由于地震動對結構的作用是以運動方式,而非力的方式出現,當大地震迫使橋梁產生大變形時(這些變形可能遠遠超出了彈性范圍),結構必須仍能維持其大部分初始強度,能夠依靠其延性在大地震中免于倒塌,把嚴重的破壞降低到最低限度。《鐵路震規》規定:對簡支梁橋,按多遇地震檢算墩身的強度、偏心和穩定性,并按罕遇地震對鋼筋混凝土橋墩的延性進行檢算。
3.2.2、抗震概念設計
抗震概念設計是從概念上,特別是從結構總體上考慮抗震的工程決策。對地震區橋梁,必須選用合理的結構體系。從抗震角度出發,合理的結構體系應符合下列各項要求。具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;具有合理的剛度和承載力分布,避免因局部削弱或突變而成為薄弱部位;具備必要的承載力、良好的變形能力和耗能能力;從以上概念出發,理想的橋梁結構體系布置應是:從幾何線形上看,橋梁是直的,各墩高度相差不大。因為彎橋或斜橋使地震反應復雜化,而墩高不等則導致橋墩剛度變化,使抗側力橋墩中剛度較大的最先破壞。
3.3、上部結構型式設計
高速鐵路一般按雙線修建,在雙線并列的情況下梁部結構可采用兩單線橋的分離式結構,如T形梁和分離式箱梁;也可采用雙線橋的整體式結構,如整體式箱梁。從理論上講,整體式與分離式應具有相同的豎向剛度,但由于在計算中,整體式結構按雙線活載進行了折減,因而其變形較小;從車輛運行的平穩性上看,整體式由于自重加大,旅客乘坐舒適度有更大改善;從結構來說,整體式結構由于腹板少,有利于節省施工量,且較厚的腹板對布筋和提高耐久性都有利;從施工來看,整體式在制梁速度上也比分離式明顯加快。因此,設計上部結構時,應優先考慮整體式結構。
3.4、橋面設計
高速鐵路橋梁設計主要分為橋面寬度設計和橋面布置兩個方面內容。第一,高速鐵路橋梁的橋面寬度較普速鐵路橋寬,以適應高速行車要求,并便于檢查和養護。為了檢查人員安全,人行道內側距車輛壁應≥1.2m(風壓帶寬度)。同時人行道直接布置在主梁翼緣上而不采用在主梁外側加托架的方案。第二,高速鐵路為了便于橋上線路養護維修作業,不設護輪軌,而采用加高擋碴墻的措施,以防止列車傾覆。道碴槽的寬度根據滿足道床清篩的要求而定。接觸網支柱在橋上的位置是根據接觸網專業的技術要求和曲線內側限界加寬要求確定的。為滿足橋上行走橋梁檢修小車的要求,接觸網支柱外側至護欄內側至少需要0.8m的寬度。
4、結語
鐵路橋梁由于其特殊性,在施工質量方面要求十分嚴格。然而,影響混凝土澆筑質量的因素眾多,以上這些因素只是其中一部分,還有很多可知和不可知,可預料和不可預料的因素。因此,為了保證施工質量,必須從源頭開始,首先從人的質量意識開始抓起,每一步工序都應進行嚴格的質量控制,對已經出現的問題及時補救,對未出現的問題應防患于未然,抓好每一個質量關。
參考文獻
[1]項海帆,吳定俊. 我國鐵路橋梁的現狀和展望[J]. 鐵道建筑技術,2001,02:1-5+0.
在剛剛落幕的中國中鐵工程建設分公司成立十周年的慶典上,從最基層起步、而今成為集管理、技術、科研、講學于一身的他寄予員工的成功秘訣簡單到僅有十六個字:“鍥而不舍,百折不撓,追求完美,永爭第一”。
十年前,中國鐵路工程總公司與鐵道部脫鉤,總公司機關首次組建事業部運作的工程承包公司,自負盈虧,一切從零開始的嘗試幾乎舉步維艱。十年后,由中國中鐵股份有限公司工程建設分公司承建的工程項目總計32個,遍布全國19個省市,總合同額372億元,成為業內的佼佼者。在這些數字與成就的奇跡背后,凝聚著的建設管理專家王立平摸爬滾打十幾年的拼搏與思考,蘊藏著的是他和眾多中鐵建設分公司人道不盡的光榮與
夢想。
對王立平而言,這十六個字簡練卻不簡單:自1987年開始全面主持大型一級建筑施工企業管理工作以來,親歷了國內外大型重點工程項目的施工管理和生產指揮:1986~1995年擔任中鐵一局建筑工程處副處長、處長,中鐵總公司西康鐵路指揮部副指揮長,期間指揮施工的西安喜來登五星級大酒店工程、西康鐵路秦嶺隧道工程均獲得“魯班獎”。1997~1998年擔任中土尼日利亞鐵路主管生產的指揮長,在國外取得5.6億美元、3288公里鐵路工程的優秀業績。2001年在中鐵工程建設分公司“萬事重頭來”的局面下,他主動請纓兼任中國中鐵工程建設分公司總經理,上任之初面對的棘手問題是同行們有目共睹的,然而他力挽狂瀾,主動改變戰略方向,按照國際慣例和貫標要求,探索出了一條具有中國中鐵特色總部經濟的發展模式。始終堅持小舞臺唱大戲,率領員工實現了多項具有“沖破瓶頸”意義的突破,取得了業內矚目的成績:他主持負責的柳州雙沖特大橋、深圳固戍污水處理廠、石忠高速方斗山隧道、滬蓉西國道八字嶺隧道等工程憑借精品質量分別獲得2005、2008、2009、2010年度四項“中國建設工程魯班獎”;昆明朱家村立交橋工程榮獲2008年度“鐵道部火車頭優質工程獎”;昆明掌鳩河輸水工程榮獲2005年度國家“安康杯”;西攀高速金沙江特大橋榮獲2010年度國家優質工程獎,此外,還有多項工程榮獲全國工程建設優秀質量管理小組和業主評選的先進施工單位榮譽稱號。同時公司新簽合同額、營業額、累計實現凈利潤均得到了飛躍性提升。
對于以上的成績,他自己有一句話總結得恰如其分:“任何企業家的成功都不是一蹴而就的,人總是隨著自己的能量運動方式起起落落,你愈能回到自己的根基,往后你在人生的山峰上就能登得越高。”從另一個角度,我們看到王立平身上“學術成就輝煌”的信念:王立平同志從1987年開始全面主持大型一級建筑施工企業管理工作,不僅多次親歷國內外大型重點工程項目的施工管理和生產指揮,有豐富的項目管理經驗和突出的驕人業績,而且勤于理論研究,他根據國內外工程項目管理的親身經歷撰寫的《國際工程承包工作的原則和策略》發表在《鐵道工程學報》1999年第一期并獲1999年度中國改革實踐與社會經濟形勢優秀成果獎;《承包國際工程的經營策略與施工管理》獲2003年國際人才研究院、國際學術交流中心優秀論文一等獎,他本人被中國管理科學研究院企業家委員會載入《當代杰出管理專家人才名典(第一卷)》。近年來,王立平針對“十二五”及今后十年以至“后高鐵”和“后四萬億”時代建筑業的發展方向積極進行深度研究,撰寫的《BT工程項目的選擇運作與經營策略》被《國際工程與勞務》、《項目管理與建筑經理人》等多家媒體全文發表,并應中國建筑業協會等30多家機構、單位邀請多次授課講學,在業內產生極大地反響和好評。
十年追求,十年探索,十年努力,以王立平為核心的中鐵建設分公司團隊在中國中鐵總部經濟發展中樹立了榜樣,正如王立平的座右銘:成功是努力的獎品,在逆境時樂觀才是最大的勇氣和智慧。
自開通高速鐵路(以下簡稱:高鐵),在短時間里,我國的高鐵建設和發展速度就取得了舉世矚目的成績。根據《中長期鐵路網規劃(2008年調整)》規劃,10年以后,我國高鐵營業總里程數將超過1.6萬公里,形成總規模達5萬公里以上的高速鐵路、城際鐵路和客貨混跑快速鐵路相互連接的鐵路網絡,覆蓋90%以上的人口。但高鐵建成后,具有針對性的調度運營管理管理方法還不成熟[1]。目前,大都是在既有線基礎上對高鐵進行運營管理,從而導致高鐵運營調度指揮效率較低。因此,如何提高調度指揮效率、健全和完善調度管理辦法顯得十分重要[2]。
王東海(2011)[3]基于調度員視角,以京滬高鐵運營調度為例,通過問卷調查的形式獲取京滬高鐵運營調度中遇到的問題,并對影響高鐵運營調度效率的因素提出相應的改進方法。為確保高鐵安全以及正常的運行秩序,趙春雷(2010)[4]結合高速鐵路運輸特點及對調度指揮的要求,探討了如何設計高速鐵路調度體系。徐漢強(2012)[5]從高鐵運營調度組織、管理、作業、培訓體系建設四個方面的標準化工作著手,試圖建立相互配合、相互協調的高鐵運營調度指揮管理標準體系。另外,褚飛躍(2012)[6]針對我國高鐵調度指揮現狀和特點,研究了高速列車調度指揮系統的可靠性及應急處置辦法。綜上所述,可知,還沒有學者從調度員視角對高鐵運營管理調度優化進行相關研究。
因此,本文從高鐵運營管理調度優化的視角出發,通過對京滬高鐵指揮現狀進行分析,發現其存在的問題。并針對這些問題,基于調度員視角,對高鐵運營調度指揮流程進行優化,從而實現提高高鐵運營調度管理效率的目的。
二、京滬高鐵運營調度指揮現狀
京滬高鐵運營調度指揮是在現有鐵路調度指揮模式基礎上進行調整得到的。而現有的鐵路調度指揮模式的形成受到設備、觀念、運能等情形的限制。因此,高鐵照搬這種調度運營指揮模式就顯得捉襟見肘。
1.京滬高鐵運營調度指揮流程
京滬高鐵調度指揮采用的是二級指揮模式,其大致指揮流程是:以信息技術、網絡技術為支撐,調度指揮中心和高鐵調度所負責總體調度指揮,下級各調度單位負責相應調度工作的上下兩級指揮模式。其中,上級負責總體指揮,下級負責實際運行并向上級匯報實際運行情況,具體如圖1所示。
圖1 現有高鐵運營調度指揮流程圖
2.高鐵運營調度指揮存在的問題
(1)主導思想不適合高鐵運營調度
總體來說,我國鐵路客貨運輸能力還無法充分滿足生產、生活的需要。從而使得京滬高鐵形成以了“行車指揮為核心,發揮運輸潛能為指導,滿足客貨運需求為目的”的主導思想。其主要表現為:縮小列車運行間隔;加快列車周轉,提高列車行駛速度;以保暢通為首要任務。
上述指導思想,在一定程度上,通過一味追求列車開行對數指標來達到滿足旅客需求的目的。而高鐵服務產品的設計是鐵路企業和旅客之間的雙向互動過程。因此,如果不考慮旅客的真實需求,不努力滿足旅客需要,將會降低高鐵的運營調度效率。
(2)運行圖編制方案和列車開行審批手續上存在問題
一直以來,我國鐵路路網運輸都是統一運用的。即執行統一的列車運行圖、列車按統一的車流路徑運行、貨物列車按統一的列車編組計劃進行編組。
但是,隨著經濟的發展,客運市場的逐漸成熟,從而導致高鐵客運需求在時間和空間上都會出現比較嚴重的不均衡。從鐵路運輸的總體情況來看,主要包括:時間上的不均衡性,主要體現在上下班,節假日,春運、暑運等方面;空間上的不均衡性,主要體現在上下班客流方向,節假日客流方向,春運、暑運客流方向上。
因此,目前為迎合高鐵運營調度在時間、空間上的不均衡性,在公布的基本列車運行圖基礎上,同時按線路公布2至3套分號運行圖,供春運、暑運、節假日等客流高峰時段開行。但是步子邁得較小,列車開行方案還不夠靈活。
(3)崗位分工和調度指揮信息傳遞渠道存在問題
京滬高鐵的開通,雖然在一定程度上緩解了鐵路運輸能力緊張的局面。由于存在主導思想和運行圖編制方案、列車開行審批等問題,導致在對高鐵運營調度崗位設置上存在一定的問題,主要表現為列車調度員80%以上的工作量是安排與指揮調度區段管內的調車作業及貨物列車的運行。
另外,隨著各條高鐵線路開通運營,各鐵路局調度所分別根據高鐵需要增設了相應的調度臺或部分改變了原有調度臺的職能,比如北京局增加了高鐵客運調度臺、客服綜控調度臺、高鐵機車調度臺和高鐵專職值班副主任崗位,原動車調度臺不變,但不再負責有關機車乘務作業,除負責原動車臺主要工作以外,還負責與鄰局動車臺和外局相關動車所間聯系協調工作。根據圖1所示調度流程,當需要處置突發事件、設備故障、事故救援處置等情況時,就會導致信息和指令傳遞過程反復多次。造成行程調度實時性差,降低了高鐵運營調度指揮效率。
綜上所述,對高鐵運營調度指揮進行優化,以提高高鐵運營調度指揮效率,顯得十分必要。
三、高鐵運營調度指揮優化研究
1.轉變高鐵運營調度指揮指導思想
針對目前高鐵運營調度作業和管理過程中存在的問題,最需要轉變的是高鐵運營調度指揮指導思想,即從原來的以“保生產”為目的向以“服務旅客”為目的轉變,從而徹底從現行以行車指揮為核心的主導思想中解放出來。
2.下放運行圖編制權限,簡化列車加開、停運手續
目前,我國各高鐵以獨立系統為單元,從而保證期通過能力和列車開行方案不受外線干擾,而且本線列車運行也基本不受影響。在這種條件下,通過下放運行圖編制權限,簡化列車加開、停運手續,編制適合高鐵的列車運行圖,就更能夠靈活應對時間、空間上的不均衡性問題,從而滿足了旅客的需求,贏得了市場。
3. 明確崗位分工,確保指揮信息順暢
隨著高鐵運營調度指揮的主導思想由“列車運行組織”向“以客運服務為核心”的轉變,鐵路局調度所內部各調度員崗位分工也需要進行相應調整。主要表現為:
(1) 客運調度員不再直接指揮車站;
(2) 動車調度員不再直接指揮隨車機械師;
(3) 列車調度員直接指揮車站客運值班員、隨車機械師和列車長;
(4) 調度所各崗位調度員接受客運調度員指揮;
(5) 列車調度員可指揮動車調度員和客運調度員相關站段了解列車組結構,并圍繞客運調度員展開工作。
通過上述崗位分工以后,以圖2為總體指揮流程進行高鐵運營調度,實現提高高鐵運營調度指揮效率的目的。
圖2 優化后的高鐵運營調度指揮流程圖
四、結束語
本文通過對現有關于高速鐵路運營調度指揮的研究現狀進行梳理分析,并基于作者在北京鐵路局調度所的實際工作經驗,整理出了京滬高鐵運營調度流程以及存在的問題。在此基礎上,以未來高速鐵路發展為導向,以客運服務為核心,提出了轉變現有高鐵調度運營的指導思想,通過下放運行圖編制權限以及簡化列車加開、停運手續,通過對調度員的崗位進行合理分工,以實現滿足日益增長、變化多樣的旅客需求。
參考文獻:
[1]王健.高速鐵路調度問題及對策[J].鄭鐵科技通訊, 2011,2:32-36
[2]吳昊.高鐵調度工作實踐的探討[J].西鐵科技, 2012, 3:25-26
[3]王東海.基于調度員視角的高鐵調度管理效率研究[D].西南交通大學碩士論文, 成都, 2011
[4]趙春雷, 劉志明.高速鐵路調度指揮體系的研究[J].鐵道經濟研究, 2010, 6:15-18
[5]徐漢強.高鐵調度標準化管理體系構建探討[J].上海鐵道科技, 2012,4:9-11
關鍵詞:淺談 現代 電力電子技術
中圖分類號:TM1 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)12-0229-01
現如今的高新技術有很多都是和電網的相位、電壓、電流和頻率等基本參數的轉換與控制相關。現代電力電子技術能實現對這些參數的高效處理與精確控翻,對大功率的電能頻率的變換能夠得到很好的實現,這樣可以支持多項高新技術的發展。
1 現代電力電子技術的內涵
現如今電力電子技術主要是處理的對象時功率,主要是來實現高效率和高品質的用電。電力電子技術主要通過電力半導體器件和自動控制技術、計算機和電磁技術的三者綜合運用來實現獲取、傳輸、變換和利用。在各種高質量、高效和高可靠性的電源中能夠起到非常重要的作用,可以讓當代的電力電子技術得到很充分的運用。功率IGBT和MOSFET是非常具有代表性,其功率半導體復合器件主要具有高頻、高壓和大電流等的特點。這類的特點也意味著傳統的電力電子技術不能夠適應現如今的社會發展,電力電子技術已經進入了一個全新的高速發展的時代。具有功能驅動、節能明顯和先進等特點的IGBT,MOSFET等新型電力電子器件,所以可以在新型家電、感應加熱、通信、計算機電源和電動交通工具等領域中有很好的發展前景。
2 現代電力電子技術的歷史沿革
電子技術和微電子技術在80年代以來在各自的發展滯后得到了有效的結合,也就產生了全新概念的全控型的高頻化電力電子集成器件。可關斷晶體管(GTO)電力晶體管(GTR)以及此類晶體管的模塊也得到了實用化。從此滯后,各種高頻化和全控化的新型器件也相繼出現,例如(功率MOSFET)絕緣門板晶體管(IGT或IGBT)、靜電感應晶體管(SIT)、靜電感應晶閘管(srrH)、MOS晶闡管(MCT),MOS晶體管(MGT)。這也意味著一個具有高頻化和全控型的全新電力電子器件時代的誕生,傳統的電力電子技術即將被淘汰。代電力電子技術大跨步進入高速發展的新時代。新一代電力電子器件的特點主要有多功能化、高頻化、全控化和集成化。新型多功能的器件的出現促進了控制系統和變流電路的技術不斷發展和成熟。現如今電力電子技術主要是由各種PWM電路、高頻斬波電路和脈寬調制雙零諧振電路組成。因此從今天的時代進入變頻器,極大地豐富了電力電子技術的功能,不斷開拓新的應用領域的時代的傳統不斷變化的需求的電力電子技術。
3 現代電力電子技術的發展
電力電子技術的發展自從20世紀90年代以來主要具有兩個方面的特點:電子技術與微電子技術的不斷完善結合和現有的各類新型電力電子技術器件參數的不斷完善和提高。電力電子器件的發展特點使其迅速的想著大容量化和智能化的方向不斷的發展,也預示著一個電力電子技術來到全新的時代。電力電子技術是多技術和多學科的相互滲透和創新結合的技術,在工業領域中對具有很強的滲透性。80年代后期,主要是以各種PWM電路和全控型新器件的現代化電力電子技術為代表。在此時代主要是家用電器等、交流電氣牽引以及交流調速系統等領域運用的比較頻繁。這個時代的發展預示著電力電子技術進入了新的發展階段。在這個時代的電子電力系統當中,大型機組工作狀態的改變和運轉變流裝置起著非常重要的作用。現代主要是給與直流輸電以及系統運行的成熟控制和測試等安全保護提供一些技術手段。超導磁浮鐵道系統主要有機車牽引、輕軌車以及地鐵在電力電子技術應用領域已經非常普及。日本在火車在高速運行時有PWM逆變交流牽引系統取代原來的直流系統的技術是世界第一。先進的國家都非常的關注超導磁浮鐵道系統的研究,其能夠讓火車高達500公里每小時。這樣能夠解除交通壓力和提高運輸能力,對國民經濟的發展有著非常重要的作用。現如今的電力電子技術是傳統產業和信息產業的主要是被控強電、弱電和接口橋梁。此技術的發展能夠提高生產效率、降低消耗和節能。
4 結語
電力電子技術能能夠讓國家的基礎產業得到非常快速的發展,其與國家發展的方針和政策的配合下能夠在21世紀顯得尤為重要。因此,電力技術成為了21世紀可持續發展不可或缺的組成部分,成為高科技產業鏈的關鍵所在,能夠推動我國的工業技術創新。
參考文獻
[1]劉莉宏.現代電力電子技術的發展及其應用[期刊論文]《北京工業職業技術學院學報》,2006年3期.
[2]趙玉冰.淺談現代電力電子技術的應用和發展[期刊論文]《科技咨詢導報》,2007年3期.
關鍵詞:氧化鋅避雷器、接觸網、相角差法
0 引 言
根據鐵路中長期發展規劃:“十一五”期間建成7000公里高速客運專線,到2020年左右,我國將建成線路長度約1.2萬km的高速鐵路,而“十一五”期間建成7000公里高速客運專線。按未來15年高速鐵路將建設2萬公里計算,將有約一萬公里高速鐵路區段處在多雷區、雷電活動特殊強烈地區,而截至目前,雷電事件,已給鐵路客運系統造成多起安全故障[1]。
以“723”甬溫線事故為例,2011年7月23日19時30分左右,雷擊溫州南站沿線鐵路牽引供電接觸網或附近大地,通過大地的阻性耦合或空間感性耦合在信號電纜上產生浪涌電壓,在多次雷擊浪涌電壓和直流電流共同作用下,LKD2-T1型列控中心設備采集驅動單元采集電路電源回路中的保險管熔斷[2]。同時,雷擊也造成軌道電路與列控中心信號傳輸的CAN總線阻抗下降,導致5829AG軌道電路與列控中心之間出現通信故障,雷擊是造成此次事故的首要原因。
根據事故所在區域雷擊數據進行的統計分析[2],7月23日19時27分至19時34分,溫州南站至永嘉站、溫州南站至甌海站鐵路沿線走廊內的雷電活動異常強烈,雷擊地閃次數超過340次,每次雷擊包含多次回擊過程,幅值超過100千安的雷擊共出現11次。
在高速鐵路發達的歐洲中部地區每100公里接觸網在1年時間內才可能遭受1次雷擊[3]。基于這樣的雷擊概率數據,德國采用的方法是在雷電較多的地段安裝避雷器,而在其它雷電較少的區段,一般不考慮安裝避雷器等防雷裝置。而與德國相比,日本的地理環境、氣象環境完全不同,因此對電氣化接觸網的保護措施也截然不同。日本根據雷擊頻度及線路重要程度,將防雷等級劃分為A、B、C三級區域。A級區域雷害嚴重且線路重要,全線接觸網都架設避雷線,同時在牽引變電所出口、接觸網隔離開關、電纜接頭連接處、架空避雷線接地線終端等重要部位設置避雷器;B級區域雷害較重且線路重要,對部分特別地段的接觸網架設避雷線,同時在與A級區域相同的重要位置安裝避雷器;對于C級區域,一般只在一些重要位置安置避雷器[3]。
對于雷電的形成來分析,我國很多地區(比如西南地區、東南沿海地區)有類似于日本的地理和氣象環境,但鐵路接觸網的防雷保護卻沒有吸取日本高鐵的經驗,反而機械地學習了德國經驗,所以在高速鐵路剛發展的幾年內,不可避免的由于雷電影響而造成多起事故,給人們的生產、生活帶來了深刻的負面影響。
因此電氣化鐵路接觸網的防雷避雷形勢十分嚴峻,避雷器作為電力系統中常規的避雷防雷裝置,將會在鐵路接觸網系統中得到普遍的應用,而其狀態性能的好壞也將直接關系到整個牽引系統防雷工作的成敗,因此對電氣化接觸網避雷器性能狀態監測的研究勢在必行!
避雷器性能優劣檢測原理與監測方法仍然沿用電力系統中的常用的研究方法。但鐵路牽引系統與電力系統相比具有負荷移動、方式多變等特點,加之接觸網與電網不同的拓撲結構,導致對接觸網用避雷器進行狀態性能檢測的時候面臨諧波電流復雜、頻繁操作過電壓等諸多新的問題。
1 鐵路接觸網特性分析
本課題所針對的避雷器運行的背景環境是牽引供電系統,它是指三相電力系統接受電能向單相交流電氣化鐵道行駛的列車輸送電能的電氣網絡,主要構成部分如圖1所示。牽引變電所控制及變換電能,轉換接觸網與電力系統之間的電壓,接觸網則負責向列車供給電能,我國干線電氣化鐵道的供電制式是工頻單相交流制,接觸網的額定電壓是25kv[4]。
圖1 牽引供電系統結構圖
負荷的特殊性決定了接觸網的特征不同于一般三相輸配電網絡,主要原因有以下幾點:
1、 電力機車是大功率單相負荷。
2、 電力機車是移動性負荷,由于電氣化鐵道線路的條件多變,機車在行進過程中阻力也不斷的變化,頻繁地在起動、加速、惰行、制動等工況之間轉換,機車負荷的劇烈波動容易造成接觸網電壓異常波動,容易帶來操作過電壓影響。
3、 電力機車是非線性負荷,我國大量采用的交直流型電力機車,主電路一般都為相控整流電路,網側電流含有較大諧波成分,且含所有奇數次諧波,包括3次及3的倍數次[4]。
本文主要針對接觸網用避雷器的工作條件及背景環境,其他的有關牽引供電系統及接觸網的內容不作為研究的對象,而能夠給避雷器性能狀態帶來危害的諧波電流和電壓波動也是本文分析的重點之一。
1.1 接觸網諧波特性分析
在避雷器性能檢測過程中,阻性電流值因其能夠很好的反映避雷器的狀態性能常用來判斷避雷器性能優劣的重要依據。但是在諧波污染嚴重的情況下,阻性電流中就含有較大分量的諧波含量[5],嚴重的影響了性能分析的精確性[6]。而在電氣化鐵路系統中,電力機車多采用PWM控制電路,容易給接觸網帶來嚴重的諧波污染[7],諧波在接觸網傳播的過程中,當接觸網參數與機車匹配時會發生諧振和嚴重的諧波放大[8]。根據CRH2動車組的模型仿真分析[9],當機車在運行工況之間切換時,對應的輸出功率會發生變化,由于基波與各諧波電流的變化不同步,導致不同輸出功率下諧波電流含量的變化較大。由諧振引起的電壓畸變,會進一步使機車諧波電流增大,形成了一個類似于正反饋的相互激勵過程,導致接觸網形成諧振過電壓,燒損避雷器等設備 [10]。
因此,在避雷器性能監測分析的過程中,諧波含量的檢測對避雷器工作狀態的分析具有重要的作用[11]。基于場強法的諧波檢測方法在筆者的論文[12]中已經具體闡述實現并已成功運用到本系統中。
1.2接觸網電壓波動分析
電氣化鐵路牽引負荷表現為移動且運行工況切換頻繁的特點,是一種十分典型的日波動負荷,符合短時沖擊的特點。接觸網的電壓波動與線路條件、機車類型、運行工況、機車速度、牽引重量等因素有關,且這些影響因素具有隨機的特點。根據數據統計,接觸網電壓波動范圍最大可達30%,同時電壓峰值最高達到460V,波峰系數達到1.92,電壓峰值的大范圍變化對設備的安全構成了較大的隱患[13],這其中也包含避雷器。因此在對避雷器性能在線監測的過程中,頻繁的操作過電壓將是一個值得深究的問題。
為此,在本系統中額外添加了避雷器運行過電壓監測功能,設定運行過電壓的閾值,并記錄下運行過電壓的時間和次數,有助于對避雷器性能狀態和故障原因的研究分析。
2 氧化鋅避雷器在線監測系統的結構設計
氧化鋅避雷器在線監測系統主要由傳感器、監測點裝置、數據采集節點及上位機數據管理平臺組成,其結構設計如圖2所示,分別利用感應式電壓傳感器和電流互感器采集避雷器運行的電壓信號和電流信號,每只避雷器有其固定的監測點裝置,采集處理監測到的狀態數據;一只數據采集節點可以處理多個監測點裝置的監測數據,利用RS485實現多個數據采集節點與上位機之間的數據通信。
主控PC向下位機數據采集節點發出索要數據的控制指令后,節點根據接收的指令要求再向監測點裝置索要當前的監測數據,監測點裝置在收到指令后就按要求將監測數據回傳給數據采集節點,節點確定收到監測數據之后,再將這些數據有次序的回傳給主控PC,上下位機之間采用ModBus通信協議,并通過CRC校驗,以保證數據傳輸的準確性。
圖2 避雷器在線監測系統的結構設計
2.1 監測點電路結構設計
避雷器性能在線監測點主要完成避雷器運行電壓及泄漏電流的采集、計算及其信號處理和組網通信等功能。整體結構由電流采集模塊、電壓采集模塊、90E36信號處理模塊,單片機控制模塊、電源模塊、RS485通信模塊、雷擊計數模塊及LCD顯示模塊組成,其結構設計框圖如圖3所示。
圖 3 監測點電路結構設計框圖
2.2 RS485串行組網通信結構設計
在數據通信、計算機網絡應用中,RS485是一種常用的串口通信標準,它是在RS232標準基礎上發展起來的一種平衡傳輸標準,能夠克服RS232通信距離短,速度低等缺點,其最高傳輸速率達到10Mbit/s,最遠傳輸距離可達1200m;具備多點、雙向通信功能,即可允許同一條總線上連接多達32個數據節點,而且節點驅動能力強、沖突保護特性好。由于RS485標準對接口要求的特殊性,用戶亦可建立自己需要的通信協議。因此,本系統采用RS485標準組網通信,如圖4所示,其中N≤32。
圖4 RS485組網通信框圖
3 結 論
在高速鐵路剛發展的幾年內,就因雷電影響造成多起列車停車晚點事故,給人們的生產、生活帶來了深刻的負面影響,鐵路系統的防雷避雷研究已經成為一個研究的熱點課題。傳統的避雷器的故障監測研究只針對于電力系統的應用背景,鐵路牽引系統具有負荷移動、運行方式多變而造成的諧波電流復雜、頻繁操作過電壓等特點,而諧波電流和操作過電壓都會嚴重的影響著避雷器性能狀態。因此針對接觸網系統的特殊性,本文提出了氧化鋅避雷器性能在線監測的實現方法,并設計了在線監測點的硬件裝置、數據采集節點及主控PC數據管理平臺。經測試,本監測系統具備對避雷器阻性泄漏電流和相位差值進行精確檢測,數據傳輸流暢,同時具有實時數據圖形化顯示,歷史數據查詢等功能。系統運行試驗驗證了理論分析和設計的正確性,為其它電氣設備實時監測研究提供了重要的理論基礎和實際的指導意義。
參考文獻
[1]葉飆.為什么高鐵頻頻被雷倒?[N].南方都市報,2011,7,29.
[2]國務院“7?23”甬溫線特別重大鐵路交通事故調查組.“7?23”甬溫線特別重大鐵路交通事故調查報告[R]. 2011,12,25.
[3]范海江,羅建.鐵路客運專線接觸網防雷研究[J].鐵道工程學報.2008,8(8).
[4]吳命利.牽引供電系統電氣參數與數學模型研究[D].北京:北京交通大學,2006.
[5]謝武超,賈濤.電網諧波對金屬氧化物避雷器阻性電流影響的分析[J]. 廣東電力,2007,20(4): 43-45.
[6]Tan Pee-Chin, Poh Chiang, Holmes D.G. Optimal impedance termination of 25-kV electrified railway systems for improved power quality[J]. IEEE Transactions on Power Delivery,2005,20(2): 1703-1710.
[7]Lei Guo, Qunzhan Li, Yinglei Xu. Study on harmonic resonance of Traction Line in Electrified High-speed traction System[C]. Sustainable Power Generation and Supply.2009,1-4.
[8]方雷.高速鐵路牽引供電系統數學建模及仿真[D].成都:西南交通大學,2010.
[9]何正友,胡海濤,方雷等.高速鐵路牽引供電系統諧波及其傳輸特性研究[J].中國電機工程學報, 2011,31(6): 55-62.
關鍵詞:雙塊式無砟軌道;梁板模型 土質路基
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2010)010-085-02
1、引 言
軌枕埋入式無砟軌道結構是將預制好的整體或雙塊式軌枕,在現場通過澆筑混凝土或其他材料,將軌枕埋入或“振入”到道床板中,使軌枕與道床板成為一個整體的無砟軌道結構形式。這種軌道結構以預制軌枕與現澆道床板的高度整體性為主要目標,與軌枕支承式、軌枕嵌入式結構相比很大程度上避免了軌枕塊的橫向傾斜和轉動,基本上消除了因鋼軌外翻而造成的安全隱患,能保證高速條件下列車運行的平穩性和安全性。國外應用范圍最廣的軌枕埋入式無砟軌道結構是Rheda型和Zublin型,二者結構相似度極高。
在國外無砟軌道結構迅速發展的同時,我國結合本國實際,近幾年先后在新建線上鋪設了適用于我們國家鐵路情況的I型、II型雙塊式軌道結構,獲得了滿意的效果,兩者最大的區別在于施工方法的不同,建模分析可作相同考慮。圖1為土質路基上雙塊式無砟軌道的斷面示意。
2、計算模型
由于道床板和支承層厚度遠小于其長度和寬度,因此,在不研究內部受力的情況下,為方便分析計算,可將其視為板結構,經驗表明,梁板模型在軌道結構研究分析中是一種比較理想的結構。此外,對于CRTS-I型雙塊式無砟軌道,其道床板鋼筋布置完畢之后,排布軌枕,之后整體澆注,因此,在縱橫方向的受力,道床板整體結構內部的鋼筋混凝土結構可以承受,其結構可認為是連續的;下層的混凝土支承層則為了應對縱向傳遞的力,必須在每隔5m的位置從上表面往下切割出深度約為支承層厚度1/3的縫,由于此處主要研究垂向受力,因此也可以將其視為連續。混凝土支承層攤鋪成型后,采用拉毛刮在支承層縱橫方向上拉出溝槽,以使得支承層與道床板結合良好。因此,在建模時,通常將道床板和支承層作為整體來考慮。
鋼軌采用beam4單元模擬,道床板與支承層整體用shell63彈性殼單元模擬,該合成層的彈性模量E按照線性原理來計算取值。扣件、地基均采用combinl4單元進行模擬,所有單元均由節點生成。模型建立如圖2(為求視圖效果,板單元小網格劃分未完全顯示):
3、參 數
土質路基I型雙塊式無砟軌道結構參數選取如下:
(1)鋼軌
CHN60型
鋼軌截面積:A=7.745x10-3m2;鋼軌慣性矩:I=3.217x10-5m4;鋼軌高度:h=0.176m:彈性模量:E=2.06x105Mpa;泊松比μ=1.3;鋼軌容重:p=7.85x104N/m3。
(2)扣件
間距:0.650m;剛度:60kN/mm。區
(3)道床板
尺寸:長15.500m,寬2.800m,厚0.200m:彈性模量:3.40×104MPa:泊松比:O.2;道床板容重:p=25000N/m3。
(4)支承層
尺寸:厚0.300m,寬3.400m:彈性模量:1.50x104MPa;泊松比:0.2;支承層容重:p=24000N/m3。
(5)地基彈性系數
K=1.50x102 MN/m3
4、計算與分析
(1)本文只考慮垂向作用,運用瞬態動力分析法,在所選軌枕埋入式無砟軌道結構上,分別研究120km/h、160km/h、200km/h、250km/h、300km/h、350km/h六種行車速度下軌道結構的垂向位移及受力狀況。輪載軸重150kN,取一組輪對,將其簡化成為在鋼軌上不斷移動的荷載,計算輪重由動力系數法得出,動力系數一般小于2,考慮到一定的安全系數,動力系數取2進行分析。
建模計算可得在移動荷載作用下結構任意點處的垂向變形數據,用大型有限元軟件ansys可以生成其直觀圖,如在120km/h的輪對前進速度下,所取鋼軌段中部節點node946的,撓度隨時間變化情況表示如圖3,其撓度最大值為1.334mm,方向向下(沿y軸負向)。不同荷載移動速度下軌道機構垂向響應值統計結果見表1
可見對于本文所研究的I型雙塊式無砟軌道結構,荷載移動速度從120km/h增加到250km/h,鋼軌Y向撓度和z轉角位移的峰值里增加的趨勢,但是從250km/h增加至350 km/h時,該值有所減小,原因是荷載移動速度過快,鋼軌尚未來得及變形列車已經通過作用點,可見,250km/h左右的行車速度對軌道結構垂向性能要求較高;隨著行車速度的增加,道床板和支承層的撓度變形逐漸增加,對道床板和支承層的性能要求逐漸提高,地基面承受的壓應力逐漸增加,速度超過200km/h后,該值增長緩慢。
(2)在300km/h的輪對移動速度下,扣件選取不同的剛度,即20kN/mm,40kN/mm,60kN/mm,80kN/mm,100kN/mm,其他參數不變,運用瞬態動力分析法,研究不同扣件剛度對結構整體垂向性能的影響。
扣件剛度取60kN/mm時,所選鋼軌段中部節點node946,的撓度隨時間變化情況見圖4,其最大值為1.29mm,方向向下(沿y軸負向)。扣件不同剛度值下軌道結構垂向響應歸類統計見表2。
表中數值可知,隨著扣件剛度的增加,鋼軌的最大垂向位移和轉動位移逐漸減小,道床板和支承層的垂向位移和轉角位移漸增大,但是后者增幅緩慢,同時地基應力逐漸增加。這是因為構件剛度增加之后,能夠較好的將力直接傳遞至下部結構。因此,在滿足地基應力的前提下,為了平衡鋼軌和下部結構的位移,軌道結構設計中應該選擇合適的扣件剛度;地基面壓應力隨著扣件剛度增加逐漸增大,20kN/mm到60kN/mm之間增幅較大,60kN/mm到100kN/mm之間增加緩慢。
5、結 論
(1)列車運行速度對軌枕埋入式軌道結構垂向位移的影響,在120km/h到350km/h之間,以250km/h左右時最為不利,因此,軌道結構設計中,垂向受力研究要著重考慮該速度區間。
(2)隨著扣件剛度的增加,地基面所承受的壓應力逐漸增加,從20kN/mm到40kN/mm變化時,壓應力增加最為明顯,之后漸趨緩和。
(3)扣件剛度大小對軌枕埋入式軌道結構垂向受力影響非常明顯,尤其在低于60 kN/mm的時候,且扣件剛度對鋼軌和道床板的影響相反。因此,在軌道結構設計中要慎重選擇扣件類型,合理確定扣件剛度。
參考文獻:
[1]王圣濤,雷達2000型軌枕施工技術研究[c],建筑,2007(22)
[2]郝贏,鐵道工程[M]北京:中國鐵道出版社,2002
[3]何華武,無碴軌道技術[M]。北京:中國鐵道出版社,2005
[4]曾國升,路基Rheda2000無碴軌道施工設備與施工技術研究(碩士學位論文)[c],長沙:中南大學,2007,11
[5]赫丹,向俊,曾慶元,一種無碴軌道動力學建模的新方法[J],長沙:中南大學土木建筑學院,2007,12
1)說明本選題的研究意義和應用價值
2)簡述本選題的研究現狀和自己的見解
1)研究意義:交通運輸在經濟發展中扮演著極為重要的角色。分析研究交通運輸與經濟發展的關系,建立一個交通運輸基礎設施落后與經濟增長作用機制的理論框架。
應用價值:深入研究分析云南交通不便與經濟發展兩者之間的內在聯系和規律,處理好交通與經濟發展之間的關系,對制定相關的政策以更好地協調交通和經濟發展之間的關系具有重要的現實意義。
2)研究現狀:
1.交通運輸與經濟增長關系問題的研究,可以看成是經濟學關于 分工問題研究的一個組成部分,是一個最基本的經濟學問題——王慶云《交通運輸與經濟發展的內在關系》;
2.云南貧困面大,貧困程度深,地區偏遠,公路的不通暢成為云南經濟發展的瓶頸——李容平《論高速公路的修建對云南經濟發展的促進》;
3.交通運輸與經濟發展之間的相互依賴關系并非是簡單的關系,它們之間的相互依賴、相互作用的關系是較復雜的,是多元復合關系。它需要用系統工程的理論和方法來進行定性分析和定量研究——何滿喜《交通運輸與經濟發展的相關性分析》
見 解:
云南地理位置偏僻,經濟發展落后,應該加速工業發展,建立起自己的產業優勢。加快產業的發展,穩步推進城市化和工業化,發達便利的交通是基礎。
云南山區交通基礎設施建設成本高,不論是修建鐵路、公路、機場還是整治航道、敷設通訊線路都需要較高的投入,加之云南經濟落后使其交通運輸市場有效供給能力較低,結果云南便陷入“愈落后愈無力改善交通,愈無力改善交通愈落后”的惡性循環。
研究的主要內容:
1.云南經濟發展概況
(1)經濟發展階段
(2)產業結構分析
(3)結論:與全國其他地方相比,經濟發展水平落后
2.經濟發展落后的主要原因分析
(1)工業化遲滯,特色產業(如旅游業)發展受限
(2)邊緣化的困境
(3)分析前兩項得出結論:交通落后制約了經濟的發展
3.交通與經濟發展的關聯分析
(1)交通運輸與經濟發展關系的宏觀分析
(2)交通運輸與經濟發展關系的微觀分析
4.解決經濟發展落后的對策
(1)產業發展:需要交通的先行
(2)邊緣化的困境:需要交通的改善拉近與東部發達地區的距離
主要研究方法:調查法、文獻研究法、對比分析法、定理分析法、相關分析法
研究進度計劃:
第一階段:選題階段(2010年5月至6月上旬)。確定每位學生的畢業論文撰寫指導教師,并在指導老師的指導下完成畢業論文的選題。
第二階段:開題階段(2010年6月中旬)。學生在指導老師的指導下,進行開題答辯,順利通過開題報告。
第三階段:初稿階段(6月下旬至9月中旬)。學生通過認真調研、資料檢索等,完成畢業論文撰寫初稿并提交至指導老師處,由指導老師提出修改意見。
第四階段:定稿階段(9月下旬至10月下旬)。學生依據指導老師的意見,對論文存在的問題和不足進行認真修改,進行定稿。
第五階段:答辯階段(2010年11月上旬)。根據安排,統一進行答辯,完成對畢業論文的成績評定。
第六階段:后續工作處理階段(2010年11月中下旬)。根據成績評定,要求不合格的學生限期修改,并完成畢業論文歸檔工作。
主要參考資料:(12~15篇參考文獻)
[1] 赫希曼:經濟發展戰略.北京:科學技術出版社,1991. [2] 馬克思:資本論[M]. 北京:人民出版社,1963. [3] 趙堅:供給與需求中的正反饋機制與經濟體制轉型[J]. 經濟研究,1997,11. [4] [英]肯尼斯巴頓著. 運輸經濟學[M],商務印書館,2002.
[5] 王慶云:加速交通運輸發展的幾個問題.綜合運輸,2002,10:4-7.
[6] 王慶云:綜合運輸體系的建設與發展[J].交通運輸系統工程與信息,2002,2(3):56-60.
[7] [美]薩繆爾森 諾德豪斯著.蕭琛等譯. 宏觀經濟學(第十六版)[M].外文出版社,2001
[8] 熊永鈞. 運輸與經濟發展[M].北京:中國鐵道出版社,2006
[9] 王慶云.交通發展觀[M].北京:中國科學技術出版社,2004