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[硕士论文] 牛晋财
交通运输工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:列车在运行过程中难免会受到各种干扰偏离列车计划运行图,当列车运行偏离计划运行图时,当前的手段是调度员凭借自身经验和技术进行列车运行调整,但是此种方式的调整结果依靠调度员自身的知识经验水平不仅给调度员带来极大的劳动强度而且会使调整结果不一定精度高,效率快。列车运行调整问题具有大规模,约束条件多的特点,用精确算法不易求解。已经有研究者针对这种现状,用运筹学的方法,计算机仿真的方法,还有人工智能方法研究列车运行调整,当前研究者主要用人工智能算法研究此种问题。本文研究解决列车运行调整问题用到人工智能算法中的群智能算法。主要从以下方面对列车运行调整进行研究:
  首先,搜集整理近年来列车运行调整的文献,分析比较用于列车运行调整各种方法的优劣,并且总结列车运行调整的原则,手段。得出用群智能算法解决列车运行调整问题比较现实,主要有粒子群算法,遗传算法和蚁群算法等。
  其次,介绍人工鱼群算法与模拟退火算法,包括原理、优缺点及应用。建立列车运行调整模型,包括目标函数和约束条件。先用人工鱼群算法解决列车运行调整问题,以郑西高铁中一段线路为仿真实例,并在MATLAB2016a仿真环境下编制程序并仿真,得出的结果比免疫蚁群算法和遗传算法精度高,但是仿真时间稍长。之后,结合人工鱼群算法的全局收敛能力和模拟退火算法的快速收敛能力,提出一种将模拟退火算法与人工鱼群算法相结合的混合鱼群算法,并用于列车运行调整中,在相同的仿真实例和仿真环境下,用混合鱼群算法得到的结果精度和人工鱼群算法得到的结果相同,但是仿真所用的时间大大缩短。
[硕士论文] 罗依梦
控制工程 北京交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着城市轨道交通路网规模的快速发展与客流需求的急剧增加,各种不确定因素(如设备故障)导致列车运营突发事件增多,严重影响了乘客的安全与出行。城市轨道交通系统的行车间隔小、线路配置简单、灵活性较差,一旦发生运营中断,很大程度上会导致短时间内大量旅客滞留,不仅会造成本线路的运营秩序混乱,而且会对相邻线路和整个路网的运营秩序带来冲击。本文研究城市轨道交通系统运营中断的特点、分类及响应措施,并针对不同运营中断场景提出科学的行车调整策略,具有十分重要的理论和现实意义。
  首先,基于轨道区段锁闭时间理论(Blocking-time theory)开展城市轨道线路中列车运行的冲突检测研究,分析了固定闭塞和移动闭塞信号系统下的锁闭时间图,完成了正线移动闭塞制式下的列车运行冲突检测以及折返段固定闭塞制式下的列车折返冲突检测,从而确定了线路的最小行车问隔,为列车运行图编制和行车调整提供了依据。
  其次,基于轨道交通线路的客流数据开展了最优行车间隔计算研究,并建立了基于行车间隔的列车运行图编制模型,综合考虑了轨道交通线路行车资源、折返能力、车底周转等因素,通过线性近似和等价转换将非线性模型转化为混合整数线性规划(Mixed integer linear programming,MILP)模型,并以分枝定界法进行求解,同时对列车运行计划与车辆周转计划进行了优化,为运营中断下的行车调整研究提供了理论基础。
  最后,基于不同中断场景的特征开展了列车行车调整方案研究,以实现运营中断下线路运力最大化。构建了针对不同运营中断场景下的列车运行计划调整优化模型,实现了列车运行计划与车辆周转计划的一体化调整,通过分析行车调整方案的稳定性、车底利用率等指标,证明了运营中断下列车运行计划自动调整优化模型的合理性及可行性。
[硕士论文] 徐琛
交通信息工程及控制 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着城市化进程不断加快,交通拥挤,出行不便的状况愈加严峻。城市轨道交通相比于其他交通方式,具有运量大,速度快等优点,是解决当前交通阻塞的重要方式之一。地铁全自动运行系统是集计算机技术,通信技术等为一体的先进化的控制系统,也是未来轨道交通发展的主要方向。目前,我国在全自动运行系统方面的研究还处于不完善阶段,大部分国内的成功案例均为国外引进。因此,对全自动运行系统的研究有着重要意义。
  本文对全自动运行系统进行了简要概述,对全自动运行系统的定义,框架结构,功能需求以及关键技术进行了分析。同时,认真分析了各个子系统的功能,为仿真系统的设计奠定了基础。
  本文首先根据全自动运行车载系统的需求,详细的划分了仿真车载系统的层次和功能模块。以当前地铁列车为主要参考,设计了列车DMI界面和司机控制器。其次,以《列车牵引计算规程》为依据,以列车的物理学模型为基础,分析了列车牵引力,阻力,制动力以及合力的计算方法。根据列车当前速度和与目标点的距离,以迭代步长的方法计算了安全制动曲线,实现了列车速度监督的功能。另外,以Visual Studio2015为主要开发工具,设计了仿真ATS系统模拟控制中心对列车远程下发命令;设计了虚拟ZC对列车的移动授权进行计算;设计了仿真联锁系统模拟进路的办理和取消以及道岔的操作和显示列车运行的功能;以UDP为通信协议进行系统之间的信息交互。最后,对整个系统的运行结果进行了展示,模拟全自动运行系统的部分功能,重点显示了不同情景下仿真车载的工作状态,验证了整个设计的可行性。
[硕士论文] 王亚昀
建筑与土木工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:在我国,半刚性基层沥青路面是高速公路主要的道路结构形式,反射裂缝问题是半刚性基层沥青路面所面对的最严重的病害,如何延缓或者防止反射裂缝在沥青路面结构中的发展,是我国道路领域急需解决的问题。目前我国大部分地方都将沥青稳定碎石广泛运用于高速公路的新建以及改扩建下面层中,同时兼顾下面层以及部分基层作用,来延缓反射裂缝的发展,但是对于新材料以及其结构性能还没进行细致研究。玄武岩纤维作为一种新型的矿质纤维,其能够改善沥青混合料的各项路用性能特别是抗裂性能,正在受到广泛的关注。本研究将玄武岩纤维运用于沥青稳定碎石中,这对于玄武岩纤维的推广应用以及提升道路使用品质具有重要的现实意义。
  本文首先选用沥青稳定碎石常用的ATB-25级配,对普通沥青稳定碎石、玄武岩纤维沥青稳定碎石、SBS改性沥青稳定碎石以及玄武岩纤维改性沥青稳定碎石四种沥青稳定碎石进行组成设计,通过马歇尔设计法确定了四种沥青稳定碎石的最佳油石比,并对四种沥青稳定碎石的马歇尔指标进行了评价。结果表明玄武岩纤维的加入,能使沥青稳定碎石的动稳定度提高,流值降低;玄武岩纤维改性沥青稳定碎石较其它三种沥青稳定碎石具有较高的动稳定度以及较低的流值。
  其次,在最佳油石比下制备四种沥青稳定碎石,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验对沥青稳定碎石的高温稳定性以及水稳定性进行测试。结果表明玄武岩纤维改性沥青稳定碎石比其它三种沥青稳定碎石具有较好的高温稳定性能以及抗水损害性能。通过单轴压缩动态模量试验对四种沥青稳定碎石的动态模量进行测定,结果发现在高、中温情况下,玄武岩纤维改性沥青稳定碎石较其它三种沥青稳定碎石具有较高的动态模量;在低温情况下,玄武岩纤维改性沥青稳定碎石具有较低的动态模量。
  通过不同应变条件下的四点弯曲疲劳寿命试验以及不同温度条件下的弯曲试验、J积分试验对四种沥青稳定碎石的抗裂性能进行系统的评价。结果表明玄武岩纤维改性沥青稳定碎石具有更好的抗裂性能;对比添加玄武岩纤维前后沥青稳定碎石的抗裂性能,可以得到玄武岩纤维能够显著提高沥青稳定碎石的抗裂性能,玄武岩纤维在SBS改性沥青中对于沥青稳定碎石抗裂提升效果远大于在基质沥青中。
  最后,在前面材料性能研究的基础上,推荐四种沥青稳定碎石沥青路面结构,并与常用沥青路面结构,通过有限元软件进行静力学和应力强度因子计算并对比分析。结果表明玄武岩纤维改性沥青稳定碎石沥青路面结构比其它四种沥青路面结构具有较好的力学响应特征。
  本文研究为沥青稳定碎石的材料选择提供了参考,具有一定的研究和应用价值。
[硕士论文] 何文峰
车辆工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国高速铁路的不断建设和开通运营,以及近年来国家对铁路等基础建设的投资力度不断加大,铁路工务系统对高铁维护配套设备的需求量也随之增加,与之相配套的铁路工程机械装备产业必将迎来新的发展机遇。
  GCY-300Ⅱ型重型轨道车由宝鸡中车时代工程机械有限公司针对客运专线及高速铁路维修而专门研制,既可用于标准轨距线路维护中物料、工具、人员等的运输,也可作为牵引动力,牵引各种铁路车辆在标准轨距线路上行驶。本论文首先简要介绍了国内外客车、货车转向架的发展和现状,然后针对GCY-300Ⅱ型重型轨道车完成了满足整车技术要求的转向架方案设计,采用Pro/E三维设计软件建立了车辆转向架构架及相关零部件的三维模型,应用ANSYS Workbench有限元分析软件完成了构架的强度计算,其次又对研制完成后的转向架进行了静强度和疲劳试验,最后通过实车装机的方式,对车辆转向架的结构稳定性及其运行的安全性进行了评估。
  通过相关的设计计算和试验验证分析,本文所设计的GCY-300Ⅱ型重型轨道车转向架的各项指标均满足了整车的运行要求,为GCY-300Ⅱ型重型轨道车的成功研制奠定了基础。论文所研究的转向架具有良好的应用前景,可推广应用至该速度等级范围的其他轨道车,同时研究成果对后续较高速度的轨道车转向架的研制提供了相关依据,具有重要参考价值。
[硕士论文] 师帅
车辆工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:缅甸由于地处亚热带和热带地区,地形复杂,铁路线路状态较差,车辆运行条件较为恶劣。本论文针对缅甸环境条件以及当地维修条件和操作习惯等因素,分析了型号SYJ01电传动内燃机车的适用性,该机车采用交-直电传动内燃机车,可用于客、货干线运输,最高运用速度100km/h[1],机车整体采用耐高温、潮湿设计,可在热带地区稳定运营,本文重点针对缅甸地区线路特点,对该机车的牵引制动性能的适用性进行了分析验证。
  首先,介绍了缅甸地区的气候及线路特点,重点归纳了机车牵引及制动的性能要求,其次,进行了机车牵引制动性能的计算。根据SYJ01型电传动内燃机车的牵引制动性能要求,计算其牵引力、粘着牵引力、粘着系数、阻力、以及电阻制动部分的励磁电流限制与制动电流限制等,并根据计算结果绘制了牵引系统性能曲线以及电阻制动性能曲线[2]。采用了牵引系统控制方法,柴油机转速采用分级控制,分别对应司控器不同挡位;为保障机车运行稳定,发电机的励磁回路采用两种控制方式,自动励磁调节和故障励磁调节,自动励磁调节模式,发电机采用恒功率控制从而改变牵引电机的转矩,而牵引电机调速采用的是弱磁调节,即通过控制励磁电流来调节。在此基础之上,对主发电机、整流装置、牵引电机以及电阻制动装置等进行选型。
  最后,对SYJ01电传动内燃机车进行试验验证,基于理论计算以及试验验证,进行水阻试验、自负荷试验、线路试验、重在试验、山地试验等等,由于缅甸当地线路条件原因,虽然不能完全验证所有理论计算内容,但对总体性能计算以及实现部分也具有科学性的评估作用,其中,主要体现在重载试验以及坡道行驶时利用电阻制动进行平稳运行的试验。
[硕士论文] 李树鹏
交通运输工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国综合实力不断提升,城市规模逐渐扩大,居民日常出行量在大幅增长,而城市拥堵情况也变得十分严重。城市轨道交通依据其安全稳定、便捷、准时、运能大等特点,现已成为我国解决城市交通问题的必要选择。而在重大节日或举行大型活动期间,会有很大一部分市民乘坐轨道交通出行,这种情况的出现会在车站产生突发大客流,从而对车站的运营组织产生影响。尽管突发大客流是一个低频事件,但问题很尖锐突出,要如何合理的配置运力,采取什么措施,是一个值得研究的问题。
  本文以城市轨道交通突发大客流为理论背景,对城市轨道交通运营组织方案进行探讨。文章首先分析了城市轨道交通形成突发大客流的原因,对时空分布特征进行了系统的分析,并对突发大客流在城市轨道交通系统中的来源、突发大客流构成以及突发大客流形成和疏散的时间特性进行了分类。接着分析了轨道交通运输能力和车站客流疏导等对运营组织的影响。在交通能力方面分析了列车通过能力对行车密度的影响,影响车站客流的上限和车站列车输送旅客的能力,有效的运用车辆保有量和调度组织等模式。车站客流疏导能力主要分析了车站最大客流的疏导、受车站所处环境等因素影响,还讨论了换乘方式种类,分析了影响到突发大客流运营组织方案因素,其中提高服务水平、降低运营组织复杂性和与其它交通方式的配合等都进行了详细的阐述。之后,分别研究了城市轨道交通系统内和系统外的大客流状态下运营组织方法,重点阐述了客流组织及控制和系统运能调整,分析了列车编组、全日行车计划、列车交路、停站方案对系统运能调整的方法,对比了各种方法的之间的限制因素和适用条件。在城市轨道交通系统发生突发大客流情况时,通过合理增开地铁列车对数对突发大客流进行及时疏散的任务,需分析状态变量判明突发大客流状态、以城市轨道交通线路通过能力、折返能力、车站容纳能力、和车站通道的容纳能力为约束。构建单位时间内最大旅客疏散量为目标的函数模型,计算单位时间内的列车开行数量,确保车站工作安全与列车开行安全。最后,选取《兰州市城市轨道交通1号线客流预测专题报告》对2019年兰州市轨道交通1号线客流预测的结果进行分析,对兰州地铁1号线元旦节假日期间可能会发生的突发大客流情况进行研究,结合各运营组织方法的适用条件,制定了本次突发大客流的运营组织方案。
[硕士论文] 王飞
交通运输 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:为了保障铁路车辆安全、平稳、高速运行,延长铁路运输线路的使用寿命,因此采用了不同类型的大型养路机械对运输线路进行病理检测及故障排除。铁路运输线路的养护和维修工作是一个漫长的系统工程。在我国铁路事业发展进程中,不断引进国外先进技术和管理经验,不断开始投资建造高速铁路、重载铁路。因此,铁路运输线路养护要求也不断提高,维护方式由原来的人工维护为主逐渐转化为以大型养路机械维护为主。使用不同类型的大型养路机械对铁路线路存在问题进行维修作业,保障铁路线路安全运行。大型养路机械不仅能为既有线列车运行提供安全运行条件,而且还可以投入到新建的铁路线路当中。大型养路机械类型多样,不同功能的大型养路机械为铁路线路的维护和修建提供不同维修作业。全文主要研究如下问题:
  (1)对大型养路机械施工作业因素进行分析,重点论述了线路捣固、道岔捣固、钢轨打磨三个重要因素,阐述了大型养路机械的使用维护,并以DC-32型捣固车为例,具体分析了DC-32型捣固车关键部件的故障。
  (2)全面分析了大型养路机械的全生命周期,分析了大型养路机械的全生命周期设计方法和技术框架,利用层次分析法对大型养路机械进行全生命周期建模,构造判断矩阵,检验层次的一致性,并求出各层权重,最终得到最佳方案。
  (3)具体分析了基于全生命周期捣固臂的疲劳寿命,建立了以灰色系统理论为基础的疲劳寿命预测模型,计算得到捣固臂的疲劳寿命为1.51×107次。
  大型养路机械设备全生命周期预测研究能给大型养路机械设备从设计到使用直到报废提供参考意见,可以使大型养路机械全生命周期的设计趋于完善,通过对疲劳寿命预测可以提前采取措施降低故障率发生。
[硕士论文] 梁自林
车辆工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着轨道交通的快速发展,高速铁路的作用在人们的生活中日益提高。车辆系统动力学性能的研究也是当前学者关注的重点,尤其随着车辆运行速度的增加,有效提升车辆系统的平稳性等性能指标更加迫切。轨道车辆的动力学模型的合理性是相关研究的必要前提,直接影响车辆系统的参数设计和仿真结果。
  本文就刚柔耦合的理论进行了阐述,在此基础上分析了车辆系统刚柔耦合动力学模型的生成过程,重点介绍了自由度的缩减理论和主自由度的选取原则。以CRH380A动车组为研究对象,结合有限元软件Ansys模态分析功能,通过Simpack多体动力学软件建立了相应的刚柔耦合动力学仿真模型。
  结合车辆系统动力学仿真计算,研究了车辆系统悬挂参数对系统模态的影响,分析了悬挂参数对车辆运行品质的影响。通过参数优化设计,选择合理的参数才能有效降低车辆系统的振动,改善车辆动力学性能,提高车辆的运行品质。通过刚柔耦合动力学模型和多刚体模型的对比,讨论了柔性体部件对整体性能的影响。
  最后,结合实际线路特征,分析了柔性结构在不同工况下的应力分布情况,研究了车辆在不同线路条件下构架的弹性变形及疲劳损伤水平,并对构架的受力状态和结构特点进行了分析,为车辆的设计提供了一定指导建议。
[硕士论文] 王文斌
车辆工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:GCY-100型重型轨道车是一款为适用于普速线路而研发的轨道工程车辆,主要用于铁路建设、设备维修、抢险和检查等工作的运输设备,承担着路料运输、职工运送和机具及调车作业等任务。在该轨道车研发设计时,借鉴了国内外先进的技术,运用了成熟的设计及验证方法,充分考虑了车辆的“可靠性”“稳定性”“安全性”。车体,作为该车的关键零部件,是一个较为复杂的大型空间焊接结构,其设计不仅要满足轨道车的整车布置及功能要求,为乘务人员提供良好的工作环境,更为重要的是,车体钢结构要具有足够的强度和刚度,满足国家或行业内的相关技术标准的要求,以确保轨道车在任何工况状态下都能够安全、可靠的运行。
  本论文根据TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》标准中的相关规定主要研究了GCY-100型重型轨道车车体的钢结构设计、静强度、刚度、静强度试验评估等有关内容。通过对车体结构在7个工况的静强度、车体垂向弯曲刚度的有限元计算,分析证明了车体结构的强度、刚度的合理性。在各工况下的最大组合应力均小于对应工况的许用应力,车体结构合理,静强度满足标准和规范的要求。为了确保该车的运行安全性,验证进行结构的静强度试验是至关重要的。通过车体的静强度试验来校核在设计中采用有限元分析对车体的计算的准确性,来修正计算过程中的关键参数的取值正确性,来确定车体钢结构在实际运用中是否满足要求。
  本论文通过有限元分析在工程应用中的方法、技巧和精度控制的经验,修正关键参数,使得计算的结果更加逼近真实值,同时研究了车体静强度试验的工况、载荷加载的方式与试验数据处理的经验。通过对该车有限元计算和车体静强度试验结果的对比分析,该车的有限元计算结果与试验结果基本吻合,说明有限元计算在危险工况、结构薄弱点以及钢结构应力应变分布等方面的分析和判断具有较高的准确性。试验数据与有限元计算数据达到了较高的重合度,对于有限元计算数据而言,车体静强度试验既是一种证明、也是一种修正。这种理论与实践有机相结合的研究方法对于企业新产品的研发具有重要的指导作用和深远意义,其研究成果为今后开展车辆设计工作提供了重要的参考,对生产实践具有很好的参考价值。
[硕士论文] 朱红军
车辆工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:现有的钢轨打磨车都是由柴油机给走行系统和作业机构提供动力源,柴油机在使用过程中存在CO2、SO2等有毒有害废气的排放,对大气造成污染。随着高铁、客运专线和提速线路的建设开通运行,铁路隧道的数量和总长度每年都在不断增加,大型养路机械在隧道内作业的频率和时间每年都在增加,隧道内通风不良,尤其是长大隧道,在作业过程中内燃机产生的有害气体和烟尘对作业人员和配合人员的身体健康和生命安全构成了威胁,同时内燃机所排废气还会造成内燃机过热,严重时造成停机,降低了作业效率。
  在原有的PGM-48钢轨打磨车的基础上,采用柴油发电机组十弓网取电取代了原车的内燃动力系统,通过将柴油发电机组动力源与弓网取电动力源的直流端进行并联,从而实现两种动力源之间的联络与转换。主要内容如下:
  (1)对双动力48磨头钢轨打磨车的总体设计方案进行设计。包括主要功能、总体方案布置、整车技术参数、牵引传动系统、电气系统、液压系统、空气通风系统、打磨作业系统等;
  (2)对整车的牵引性能进行核算,以验证动力的可靠性。计算整车在接触网及柴油机发电情况下的轮轴牵引力及轮周功率,推算各传动系统的功率容量,给各部件的选型提供依据,确定了部件的选型;
  (3)对整车系统动力学进行仿真分析,以验证车辆关键参数选配的合理性。通过Simpack仿真软件建立打磨车动力学计算模型,仿真分析整车的平稳性、稳定性及安全性指标,验证了整车动力学符合设计要求;
  (4)对打磨作业系统进行详细介绍,包括打磨小车的安装、各项技术参数及工作原理,并验证打磨小车在小半径曲线上的通过性能,证明打磨装置从设计上满足要求;
  (5)分析了双动力48磨头钢轨打磨车产生的社会和经济效益,为后续打磨车技术发展提供了思路,符合节省排放的政策要求。
  通过本文对双动力48磨头钢轨打磨车的设计及研究,发现双动力48磨头钢轨打磨车可以充分发挥接触网清洁能源的优点,有效解决现有打磨车柴油机在隧道内作业所存在的粉尘污染问题,改善打磨作业环境,降低打磨作业成本,实现清洁能源的利用。为后续在打磨领域进一步的研究工作打下了良好的基础。
[硕士论文] 王玮
交通运输工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:中国社会物流总额逐年攀升,整个物流行业的物流效率不断提升。而与之对应的是,铁路货运量持续下跌,铁路原有运输模式不再适应中国物流行业迅猛发展。中国铁路总公司决定全面参与现代物流业竞争,铁路货运向现代物流转型已成必然趋势。铁路货场作为铁路货运中最基础的生产单位,以及铁路物流系统中最重要的物流节点要素之一,在铁路货运向现代物流转型的背景下对其设施设备配置和布局优化进行深入研究无疑具有重要的现实意义。
  本论文主要研究工作包括:首先,对国内外现代铁路物流中心建设和布局规划问题的发展及现状进行文献综述,明确了吸取发达国家发展铁路物流中心时的成功经验,加快传统铁路运输站点向现代物流中心转型,其中很重要的一点就在于优化现有货场设施设备配置和功能区布局、改进货场作业流程。接着对传统铁路货场在设施设备配置存在的问题进行了分析,并指出传统铁路货场作业流程存在问题。
  其次,通过综述物流及物流中心的相关研究,讨论和界定了现代物流中心的定义。对现代物流中心的功能和特点进行了阐述,认为现代物流中心的功能可以分为三个方面:基本功能、增值功能和延伸功能;主要特点有:信息化程度高、自动化程度强、多样化服务广、网络化功能全、多种运输有效衔接和柔性的客户服务。接着论述了建立现代铁路物流中心的必要性和可行性。尝试对传统货场作业流程进行现代物流条件下的优化,并阐明优化后的货场作业流程的优点。
  最后,以衡阳货运站为例,介绍衡阳货运站基本概况,包括营业办理限制、货场基本情况及生产基本情况,并对其类型定位和功能定位进行了分析和确定。接着研究了衡阳货运站货运作业组织现状,对衡阳货运站三个货场的存在主要问题及薄弱环节进行了较为客观的分析及总结,指出衡阳货运站的设施设备配置和功能区布局不再适应城市规划建设及经济发展,并提出衡阳货运站的改革策略要分三步走。最终经过分析对衡阳货运站的设施设备进行了选择和合理配置;同时在明晰衡阳货运站功能定位的基础上,对衡阳货运站其相对薄弱的全程物流作业流程和全程信息追踪作业流程两方面进行了优化。尤其是,我们以衡阳货运站货场中最大的明翰货场为例,用SLP方法对其功能区布局进行分析研究,最终提出了一个建设具有现代物流功能货场的布局方案。
[硕士论文] 李博
车辆工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:轨道工程车辆是高速、重载铁路及城市轨道交通线路维护的重要设备,其制动系统性能的好坏直接影响着行车安全和作业安全。随着西部地区高速铁路的迅速发展,山区长大坡道线路逐渐增多,轨道工程车辆的空气制动系统与踏面制动装置的传统组合制动型式在实际运用中也遇到了瓶颈,无法解决车辆在长大坡道持续制动时因闸瓦热负荷过大而导致闸瓦开裂及掉块问题,设计满足长大坡道运用工况的制动系统迫在眉睫。本文以最新开通的西成高铁45.05km长坡度为25‰持续长大坡道区段为背景,以适用于长大坡道运用工况的电传动轨道工程车制动系统为主要研究对象,对整备重量60t电传动轨道工程车制动系统进行了深入的分析和研究,研发出了新型电空制动机,并通过理论分析计算提出了将新型电空制动机、轮盘制动装置和电阻制动装置整体优化组合的解决方案。该方案可以实现电空制动和电阻制动的自动切换,也可相互配合使用,经理论计算和试验验证满足西成高铁长大坡道实际使用工况。本文主要研究内容具体如下:
  (1)根据西成高铁长大坡道线路区段工况及车辆运用单位针对车辆实际运用提出的相关要求,确定制动系统需要达到的目标要求。
  (2)通过理论分析研究设计需要达到目标要求的制动系统配置,研发出了新型电空制动机,相较于现在常用的制动机,本文设计的制动机具有如下创新点:
  ①电制动与空气制动并存;
  ②可实现制动系统和牵引系统简单通信;
  ③司机制动控制器故障时,单独制动阀可以通过转换故障运行模式,维持列车故障运行,提高制动系统可靠性。
  (3)根据车辆在西成高铁长大坡道线路区段的实际使用工况,通过仿真计算轮盘制动装置在不同工况下承受的热负荷,分析方案的可行性。
  (4)根据车辆在西成高铁长大坡道线路区段的实际使用工况,通过合理匹配计算确定电阻制动装各配置参数,并分析电阻制动装置在不同工况下持续制动的可行性。
  (5)针对以上改进项点及创新点,在车辆制造完成后联合西安铁路局进行试验验证,并根据试验结果提出后期持续优化方向。
  本文通过理论分析计算和试验验证,提出了一种适用于长大坡道运用工况的电传动轨道工程车制动系统配置方案,解决了车辆在西成高铁长大坡道线路区段使用工况下闸瓦热负荷过大出现裂纹及掉块问题,为今后在制动系统领域进一步的研究工作打下了良好的基础。本文针对适用于长大坡道运用工况的电传动轨道工程车制动系统所做的设计、计算、分析和试验验证的综合研究,对今后在有长大坡道使用工况要求的其它类型工程车辆的制动系统研发应用具有极其重要的指导意义。
[硕士论文] 赵国栋
车辆工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国社会经济与工业的快速发展,电气化高速铁路建设已成为国民经济建设和基础设施建设重要支撑。接触网是电气化铁路线上空架设的输电线路,具有架空且无备用设备、长期处于露天且工作环境恶劣、热胀冷缩等特点,因此需要对其进行常态化的检查和维护,才能保证铁路列车安全运行。
  随着铁路行业不断提升运营品质的追求,同时人们对环境保护和作业环境要求理念的进一步提升,传统的接触网作业车已不能满足绿色出行和高效检修的要求。因此研制混合动力传动,具备多功能综合作业能力的新一代混合动力接触网作业车,是行业发展所需。
  HDX型作业车的关键部件车架进行结构设计和强度分析,并结合计算结果分析研究对车架结构进行优化设计。基于接触网作业车双向自行的特点,车架上部前端分别设置车棚、后端车棚,满足司乘人员对行车的控制需求,上部中间部分布置动力蓄电池单元和三套作业装置。车架下部前后端布置两套动力转向架,中间布置两套内燃动力单元、液压系统、制动系统和电气系统等设施设备。
  首先介绍了HDX型作业车的整车总体布置、作业装置配置和各个关键部件特点,接着根据整车动力单元、牵引装置、作业装置的特点对车架进行结构设计。其次采用CAD/CAE技术,通过Pro/E三维软件进行实体建模,利用ANSYS Workbench软件对车架进行有限元计算和优化设计。
  车架完成试制后,委托国家铁路产品质量监督检验中心进行了静强度试验。试验结果与设计计算基本吻合,符合设计技术要求和行业标准的规定。HDX型作业车动力传动系统技术先进、综合作业能力强,车架设计难度大,通过该车架设计研究,为后续同类复杂产品的设计开发提供参考依据。
[硕士论文] 刘家治
电力系统及其自动化 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国经济的快速发展,大气环境变的越来越恶化。大部分铁路接触网裸露在自然环境中,接触网绝缘子表面易积污形成导电污层,导致局部场强畸变从而发生电晕放电,对接触网线路的安全运行有着不容忽视的影响。目前,对于电晕放电的研究存在研究对象单一、研究内容单一、研究模型单一的问题。针对存在的问题,本文选择接触网绝缘子作为研究对象,建立接触网绝缘子流体-化学混合数值模型。宏观上研究放电时场强、平均电子能等能量的变化,微观上研究各类粒子在放电过程中的分布,同时研究外界因素对电晕放电的影响。为接触网线路安全运行防止绝缘子电晕放电提供理论依据。论文主要内容:
  近年来随着我国铁路规模的不断扩大接触网绝缘子遇到的问题也随之增多。以接触网常用的QBG-25棒型绝缘子作为研究对象,建立了接触网绝缘子表面清洁与积污两种状态下的的仿真模型。根据静电场原理结合有限元计算软件对两种情况下沿面电场的分布进行仿真计算,并对结果进行分析。为后续工作打下了基础。
  其次,为了研究接触网绝缘子电晕放电的特性,对模型进行了二位轴对称化简。在传统流体动力学模型的基础上添加玻尔兹曼方程求解,再结合电子碰撞电离、弹性碰撞、吸附、中性粒子间碰撞等33种反应方程,提出了基于流体力学与化学反应结合的接触网绝缘子电晕放电二维数值模型。采用数值仿真模拟计算了从电晕开始到电晕发生30ns时的暂态数据,分析在绝缘子电晕放电过程中电场强度、电子数密度、电子温度、正离子数密度等特征量的动态分布。
  气体介质不变时,电晕放电与气体的压强、密度有关。根据我国地域情况,确定合适大气压强变化范围,分析了大气压强对接触网绝缘子电晕放电的影响;在绝缘子表面形成电子集聚的因素较多,改变初始电子密度,总结了接触网绝缘子电晕放电特征量的变化规律。
[硕士论文] 康毅军
交通信息工程及控制 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,我国铁路事业凭借其舒适快捷、准点率高、安全性强等优点得到快速发展,运营里程不断增加。其中接发列车作业作为保证行车安全、提高运输效率的重要环节,在正常条件下,工作人员及硬件设备等都处于良好的状态,接发列车作业可靠性水平很高。然而在非正常条件下,比如设备故障、技术设备施工、自然灾害,或列车运行过程中遭遇的各种突发情况时,由于不能按照正常的运输工作计划来完成既定的运输任务,且作业人员受工作经验、培训演练与应急反应不足等因素的影响,发生人因差错的概率将比正常条件下明显增加。因此,如何科学合理地对非正常条件下接发列车作业进行人因风险研究,已经成为铁路部门关注的焦点问题。
  本文以非正常条件下铁路接发列车工作人员为研究对象,以认知科学、安全工程学、人因可靠性理论及风险评价理论为指导,应用HAZOP(Hazard and Operability Study,危险与可操作性分析)方法、多级可拓评价法等构建了一套系统的人因风险辨识及评价方法。主要研究内容如下:
  (1)对铁路接发列车作业非正常条件进行了界定,对其作业特征进行了分析,并通过结合认知行为四阶段模型与SRK(Skill-Rule-Knowledge Model,技能型-规则型-知识型模型)理论,建立了非正常条件下铁路接发列车认知行为模型,并以此认知模型为基础,采用HAZOP方法进行了非正常条件下铁路接发列车人因风险辨识。
  (2)构建了非正常条件下铁路接发列车作业人员PSF(Performance Shaping Factor,行为形成因子)体系。考虑到人因指标数据本身的特性,采用G1法对各PSF进行了权重分析,并对其人因差错进行了概率量化,得到其作业人员各PSF在最佳状态、一般状态及最差状态下的人因可靠度。
  (3)运用多级可拓评价法对非正常条件下铁路接发列车进行了人因风险评价,同时为了避免可拓评价中关联函数最大隶属度失效的问题,提出了基于非对称贴近度的改进多级可拓评价模型,并与传统基于关联函数的可拓评价结果进行比较,验证了可拓学在铁路接发列车人因风险分析中的适应性。最后根据人因风险评价结果,制定了相应的风险控制措施。
[硕士论文] 刘射德
交通信息工程及控制 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:高速铁路的不断发展使列车定位系统面临更大的挑战。近年来,随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的不断发展,利用GNSS技术对传统的列车定位方式,例如轨道电路、里程计等进行优化,可以提高列车的定位精度,改变传统以区间长度为单位的闭塞方式,减少地面设备的使用。
  由于列车运行环境复杂,将GNSS引入至列车定位领域存在其特殊性,例如,列车运行距离是以每条线路的0公里标为起点的相对位置距离,而非传统地球坐标系下的经纬度信息;列车运行速度更高,位置信息更新频率更高;列车的运行线路更固定等。为实现列车自主定位,本文提出了基于GNSS和图像特征识别的列车组合定位方式。
  首先介绍了基于GNSS的列车定位系统的国内外研究背景,对各种列车定位方式的优劣进行比较,在对其进行总结分析的基础上提出了基于GNSS/SINS的多源信息融合方式,为保证融合数据结果可靠性,提出了基于WT/SVD的列车定位系统容错设计。
  由于列车运行环境复杂,针对列车在隧道、路堑、森林等地区卫星信号失锁不可用,导致SINS系统误差迅速发散的问题,联合列车运行一维性特点,利用钢轨对列车的约束力,利用列车运动约束构建UKF的误差模型,抑制误差发散。
  定位系统的长时间运行不可避免会出现累积误差,为消除累积误差,结合列车轨旁设备的铺设特点,利用轨旁设备的绝对公里标信息,采用图像识别构建列车修正点,修正组合定位结果。
  最后,本论文设计了基于GNSS/SINS的组合导航系统平台,并利用车载实验验证本文所提出的算法的适用性。通过仿真和车载实验结果表明:本文所提出的多传感器数据融合系统框架能有效地提高定位系统的精度,降低定位环境中因多源噪声引起的列车定位性能的下降,对列车定位精度的提高有应用价值,提高了定位系统的安全性和可靠性;另一方面,结合列车运行特点所提出的惯导误差抑制算法,在卫星信号缺失的条件下,能有效地提高列车的解算精度,解决惯导误差迅速发散无法完成定位的问题;最后,利用图像识别方式实现的列车位置定点修正功能能为列车定位系统提供精确的绝对位置信息,结果表明本文所提出的组合定位算法能为列车提供精确、连续、实时的位置服务,能充分应用于实际需求。
[硕士论文] 王惠
电气工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:铁路是我国重要的基础设施,以自身的经济性和普及性成为一种被广泛使用的运输方式,在交通运输体系中处于骨干地位。作为高速铁路核心的电气化牵引供电系统能否可靠稳定地运行是铁路运输安全生产的重要前提。我国新疆属于典型的干旱半干旱气候,区域内戈壁、干涸盐湖分布广泛,大风区众多,导致此区域内经常出现典型的含盐沙尘天气。接触网绝缘子表面在短时间内便可附着较厚的污秽层,致使绝缘子在湿润环境下污闪事故频发,严重影响了铁路运输安全生产。因此在大气污秽颗粒浓度、颗粒含盐量均较高的气象环境下,结合易于获得的气象数据,研究适用于此区域的污闪预测方法是很有必要的。
  本文首先建立了污秽颗粒在绝缘表面的动态沉降总模型,结合新疆区域特有的盐碱沙尘气象特点,将动态积污分为无降雨期间的持续积污和有降雨期间的动态冲刷过程;其次建立了基于流体力学的污秽颗粒沉降模型,结合污秽源区下风向各站点的粒径分布和各地不同的灰盐比,利用持续积污期间的累积积污公式计算实时盐密、灰密值;接着分析了降雨特征参数,以月均降雨强度、月均风速、降雨次数、本月盐密、本月灰密等九个参量为输入特征量,建立了基于遗传BP神经网络的降雨冲刷模型,比较准确地映射了降雨参数与污秽参数间的关系;最后根据数值气象预报系统的信息和盐密、灰密对污闪电压的影响关系以及由污区分布等级设定的统一爬电比距值来设定预警电压值,再以任意时刻得到的盐密、灰密推算此刻耐受电压是否达到预警电压来制定响应机制,将规定时间内对区域中所有的绝缘子集中清扫变为在易污闪天气来临之前只清扫达到污闪条件的绝缘子,避免人力、物力、财力浪费的同时最大程度地防止污闪事故的发生。
[硕士论文] 李凯
电气工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:铁路电力供电系统作为铁路“四电”之一对于铁路系统行车安全极其重要,在我国铁路高速重载发展的大背景下,对铁路电力供电系统的供电可靠性提出了新的发展要求。为确保铁路电力供电系统的供电可靠性,结合我国线路环境的多样性,在高速铁路和部分自然环境恶劣的线路中(青藏线)效仿西欧国家,采用全电缆电力贯通线供电模式。相比于架空线,全电缆线路虽然供电可靠性高,但由于电容效应严重必须进行补偿。相比西欧国家,我国铁路线路条件复杂,在既有的全电缆贯通线路中,其补偿方案与容量配置鲜有理论分析比较且尚未形成统一标准。基于上述原因,本文针对全电缆贯通线的电压补偿方案及容量优化配置展开研究工作如下:
  (1)首先介绍了适合于铁路电力供电系统应用环境的电缆,给出电缆相关电气参数的计算同时分析了影响电缆电气参数的各种因素。基于上述结论,本文同时给出了电缆贯通线的数学模型,通过数学模型对铁路全电缆贯通线的电容效应所带来的影响做了理论分析。
  (2)对于铁路全电缆贯通线的电能质量问题,首先就电力系统的无功补偿方法做一简要介绍,结合我国目前铁路电力供电系统的实际情况,总结了目前铁路全电缆贯通线中具体使用的补偿方案一共有三种即两端集中补偿、分散补偿以及首端集中补偿+沿线分散补偿,同时将我国既有线路的全电缆贯通线依据长度进行分类,并在我国既有线路中选择三条典型线路,使用Matlab/simulink件建立三种典型线路模型,针对最恶劣的工况,在三条线路仿真模型中分别使用三种补偿方案对线路空载的工况进行仿真。对比仿真结果,分析对比不同补偿方案的补偿效果与补偿特点。
  (3)在首端集中补偿+沿线分散补偿的补偿方案基础上采用遗传算法对其容量优化配置。本文以兰新二线玉柳段一级贯通线为例,利用遗传算法对现有补偿容量进行优化配置。仿真证明,优化配置后无功补偿容量减小了55%,但仍能保证线路的电能质量。
  (4)针对首端集中补偿+沿线分散补偿方案的首端动态无功补偿装置的选择进行了研究。首先对比分析了不同种类的动态无功补偿装置,其次立足于铁路电力供电系统的实际工况拟采用有源补偿装置SVG对线路进行补偿,与分组投切电抗器进行比较,最后通过Matlab/Simulink仿真分析比较其补偿效果,证明混合有源补偿的可行性。
[硕士论文] 杨凯雄
交通信息工程及控制 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:列车运行控制系统是保障列车安全、可靠、高效运行的核心技术和重要行车装备。随着我国铁路大提速和高速铁路大规模建设,列控设备的复杂集成度越来越高,以故障修、经验修和计划预防修为主的传统维修体制已不能适应现代列控设备对于运用可靠性和维护经济性的要求。为此本文以CTCS-2(Chinese Train Control System at Level2,中国列车运行控制系统等级2)级列控系统地面设备为对象,运用RCM(Reliability CenteredMaintenance,以可靠性为中心的维修)理论对其进行维修方式决策和维修周期优化。
  针对传统RCM逻辑决断分析方法在确定设备维修方式时存在没有考虑单元相对重要度、决断过程繁琐重复且具有一定主观性等不足,提出基于设备分类逻辑决断和模糊综合评判的CTCS-2级列控系统地面设备维修方式决策模型。首先,采用FMEA(FailureMode and Effects Analysis,故障模式及影响分析)方法对设备进行安全风险分析,确定单元不同故障模式的故障影响类型;然后,综合考虑设备的可靠性、维修性和经济性因素,建立CTCS-2级列控系统地面设备重要度评价指标层次结构,采用灰关联—理想解算法评价单元维修重要度,将其根据重要度排序比大小划分为关键类、重要类和一般类单元,利用改进的RCM分类逻辑决断图通过自上而下顺序回答决断环节问题后选择各单元在不同故障模式下的维修方式;同时,通过引入模糊综合评判方法,排除多故障模式下维修方式决断的分歧结果,建立维修方式定性决断和定量评判相结合的共决机制,从而确定单元的最优维修方式;最后,以兰新高铁为实例给出ZPW-2000K型无绝缘轨道电路、LKD2-T2型列控中心和LKY-T1型应答器地面传输子系统各单元的合理维修建议。维修决策结果表明:该维修方式决策模型能够明确维修重点,有助于对列控地面设备开展针对性的预防维修工作,推进精准养护维修。
  为解决设备单元因预防性维修间隔设置不合理而导致维护人员工作强度大、过于依靠主观经验、设备故障多、维修费用高等问题,引入役龄回退和递增因子调整服从威布尔分布的设备故障率的动态变化,建立有限运用期内可靠度限制下的列控系统地面设备动态不完全预防性维护模型。以轨道电路设备为例,确定其在不同可靠度要求下的最佳预防维护次数和弹性维修间隔,使其在更换期内的单位时间总维修成本达到最低。该维护模型能够使设备在运用性能与维修成本之间达到平衡,具有一定工程应用价值。
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