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期刊简介

期刊简介 期刊简介

主编：余志武

执行主编：蒋学东

ISSN：1672-7029

CN：43-1423/U

主管单位：教育部

主办单位：中南大学 中国铁道学会

出版周期：月刊

电话：0731-82656536

                 88830755

邮箱：jrse_csu@163.com

地址：湖南省长沙市韶山南路22号，中南大学铁道学院

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Volume 22 期 5，2025 2025年22卷第5期

  • 高速铁路技术

    张威振, 胡迎新, 曾世钦, 谭凌飞

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20241580
    摘要：铁路运输需确保列车行驶的安全性和舒适性。在途经大跨桥梁时，大风时常引起桥梁结构的风致振动，同时，行驶的列车与桥梁间会产生一定的振动，三者会形成特有的风-车-桥耦合效应，对行车安全和舒适性能造成影响。为此，以我国广东省沿海某超大桥宽的公铁同层多跨斜拉桥为例，以一列8车编组的ICE3型列车为研究对象，通过风洞试验获得桥梁主梁及列车的气动三分力系数，并用谐波合成法模拟脉动风场。随后利用ANSYS和SIMPACK进行联合仿真，建立横风作用下列车-轨道-斜拉桥耦合振动分析模型，分析风荷载对车-桥耦合振动的影响，研究车-桥系统动力响应随列车车速和平均风速变化的规律。结果表明：对于此种超大桥宽的公铁同层斜拉桥，列车车速越大，行车安全性和舒适性越低，其中中车最差。当车速从150 km/h增加到250 km/h时，中车的轮重减载率、轮轴横向力、脱轨系数和倾覆系数分别增加96.9%、244.4%、206.0%和154.2%，但仍满足规范要求；中车横、竖向加速度以及横、竖向Sperling指数分别增加95.4%、67.7%和19.7%、14.8%。当风速从0增加到30 m/s时，中车的轮重减载率、轮轴横向力、脱轨系数和倾覆系数分别增加55.8%、203.8%、172.8%和45.1%，此时轮轴横向力将超过规范限值，应当降速行驶；中车横、竖向加速度和竖向Sperling指数分别增加34.3%、91.8%和10.1%，但横向Sperling指数对风速变化不敏感。此外，桥跨各跨中的加速度随车速和风速的增加显著增大。  
    关键词：超大桥宽;公铁同层;风-车-桥耦合振动;行车安全;行车舒适性   
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    更新时间：2025-05-30

    张洁, 郭秉筠, 王崟宇, 余越, 许澳, 韩帅

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20241098
    摘要：列车速度的大幅提升加剧了车-隧耦合气动效应，高速磁浮隧道洞口产生的微气压波强度大幅增大，产生“声爆”现象。因此，当列车速度达到600 km/h及以上时，如何有效降低微气压波成为空气动力学研究人员面临的挑战。开展时速600 km高速磁浮列车通过隧道时产生的微气压波缓解方法研究，在提出的新型渐变开孔-断面扩大型缓冲结构基础上，采用k-ε双方程湍流模型、三维可压缩非定常N-S方程和滑移网格技术，对高速磁浮列车以时速600 km通过2 km的单线隧道进行数值仿真。结合网格无关性以及数值仿真验证，分析4种不同开孔率渐变开孔缓冲结构下初始压缩波的基本特征以及出口处微气压波的变化规律。研究结果表明：当列车驶入渐变开孔-断面扩大型缓冲结构时，由于缓冲结构内部压力大于外部，在压力差的作用下，气流通过透孔流向外部，气流外泄导致在端口处产生的微气压波强度减弱。当渐变开孔-断面扩大型缓冲结构的开孔率分别为7.5%、17.5%和27.5%时，相较于隧道两端口为传统断面扩大型无开孔缓冲结构，隧道出口20 m处的微气压波幅值依次为203.9、148.1和138.0 Pa，分别减缓了51.8%、65.0%和67.4%。随着渐变开孔-断面扩大型缓冲结构开孔率的增加，对于微气压波的缓解效果不断增强，27.5%开孔率下的缓解效果最佳。研究成果可为时速600 km及以上高速磁浮隧道洞口缓冲结构设计提供技术支撑。  
    关键词：开孔率;渐变开孔-断面扩大型缓冲结构;初始压缩波;磁浮列车;微气压波   
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    更新时间：2025-05-30

    熊小慧, 袁昊, 陈光, 程凡

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20241097
    摘要：安装升力翼改变了高速列车固有气动外形，两车明线交会时，升力翼诱发的流场激扰作用将改变交会场景下高速列车周围的流场结构。为探究升力翼高速列车明线交会气动特性，明确升力翼对于明线交会时高速列车运行安全性和平稳性的影响，采用三维可压缩N-S方程和Realizeable k-ε两方程湍流模型及滑移网格技术，对有/无升力翼高速列车速度400 km/h明线等速交会进行仿真模拟，对比分析列车交会压力波和气动力的变化规律。研究结果表明：给高速列车安装升力翼不会改变明线交会时列车表面压力波时程变化规律，但列车表面交会压力波时程曲线会整体“上移”；非交会侧垂向方向上，当高度大于0.5倍列车车高时，列车的空间交会压力波幅值开始增大，高度超过车高后开始减小，但升力翼列车的幅值始终大于原型高速列车，同时升力翼的安装与否不会改变交会压力波正峰值；在非交会侧横向方向上，不论有无升力翼，高速列车的空间交会压力波峰值变化趋势及大小基本相同，均随距轨道中心线距离增大而减小；升力翼会改变明线交会过程中高速列车侧向力时程变化规律，使交会过程中列车侧向力始终指向非交会侧，并加剧侧向力的波动，交会结束后侧向力需要更长的时间才能恢复稳定。研究成果可为后续升力翼高速列车系统的研发设计提供可靠的理论保障。  
    关键词：高速列车;空气动力学;升力翼;气动特性;明线交会   
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    更新时间：2025-05-30

    王心仪, 程剑锋, 易海旺

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20241145
    摘要：高速铁路列车进站停车对标的准确性是衡量列车自动驾驶系统(automatic train operation, ATO)性能的重要指标之一。实现精确对标停车不仅能确保列车运行的安全性和乘客的舒适性，还直接影响运营效率。为了精准预测高铁ATO的停车轨迹，提出一种改进的CNN-Informer的ATO停车对标模型。该模型深度挖掘列车运行过程中的多维度数据，以列车运行数据为输入，涵盖坡度、里程、运行工况等关键特征。通过卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的卷积层和池化层，模型能够自动学习和提取输入数据中的核心特征，从而提升预测的准确性。模型将CNN和全连接层输出的特征向量作为Informer长时间序列预测算法的输入，应用于ATO停车对标预测。为验证模型性能，论文采用某线路真实的高铁ATO控车数据进行训练、验证和测试。试验结果表明，提出的ATO停车对标模型在列车进站前能有效预测控车情况，辅助ATO系统及时调整控车策略。相比传统Informer模型，在预测ATO控车速度时，均方误差值降低了4.95%，平均绝对误差值降低了22.35%，平均绝对百分比误差值降低了4.16%；在预测站台距离时，均方误差值降低了21.83%，平均绝对误差值降低了19.69%，平均绝对百分比误差值更是显著降低了53.72%。研究不仅为高铁ATO停车对标的准确性提供了理论支持，也为未来列车停车过程的研究提供了新的思路和方法。  
    关键词：高速铁路;列车自动驾驶;停车对标;深度学习;CNN-Informer   
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    更新时间：2025-05-30

    孙洪霞, 石俊刚, 邸振

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20241224
    摘要：为充分利用高铁列车的剩余运输能力，提升铁路的经济效益，满足货运市场对于高时效、高安全性的运输要求，研究客货共运模式下基于既定列车时刻表及客座率的高速铁路动车组货物捎带的运输组织优化问题。首先，以前后2个周期的货物运输需求作为基础需求，区分不同附加值的货物进行差别运输，以高铁列车捎带运输货物的总成本最小为优化目标，考虑货物提前到达车站产生的仓储成本、货物逾期交付的违约成本以及因列车载运力限制等因素而无法给予运输服务影响客户信任的交付阻碍成本，同时满足区间列车载运力、车站装卸效率、运输唯一性等约束条件，构建高速铁路列车客货协同运输的优化模型。将该模型应用于沪昆高速铁路列车，并利用VB.NET语言调用CPLEX求解器进行数值实验。实验结果表明，在货运需求既定场景下，所建立的模型可以快速求解高质量捎带运输组织方案，且能够很好地满足不同货物运输时限需求，并兼顾考虑不同货物价值属性。其中，在450件随机货物运输需求，44趟高铁列车的配置下，货物装运率可达90%以上，不同运输时限货物的运载率均接近90%。通过对比区分和不区分货物价值情景下的优化方案，结果表明，区分货物价值后，高附加值货物的平均装运率显著高于未区分附加值时的装运率。研究结果可为高铁列车捎带运输模式运送不同运输时限和不同价值属性的货物提供较好的参考。  
    关键词：高铁快运;捎带运输模式;货物价值;时限需求;整数规划   
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    更新时间：2025-05-30
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