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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

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，中南大学天心校区

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Volume 23 期 1，2026 2026年第23卷第1期

  • 高速铁路技术

    李锦华, 郭继栅, 刘全民

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250443
    摘要：为最小化列车引起的桥梁振动响应，针对桥梁单阶共振抵消、多阶共振响应包络值局部最小以及任意速度最小极限位移响应工况条件，基于一种等间距移动荷载谱频域方法，开展高速铁路简支梁标准跨度优化分析。首先回顾移动荷载谱公式的推导过程，接着引入无量纲参数速度κ和桥梁跨度与荷载间距的比值(跨间比λ)，进一步推导得到移动荷载共振幅值谱和移动荷载共振幅值包络谱，通过分析谱响应得出每类工况条件的最优跨间比λ。以京沪高铁工程案例为依托，运用有限元方法计算各类最优跨间比λ的桥梁跨中时程位移响应，经过时域结果与频域分析结论比较印证，得出极限位移响应最小的跨间比λ。研究结果表明，当桥梁同时满足共振与消振条件时，共振会被抵消；若发生共振的阶数j符合等式j-a = 2(a-1) ⋅ (2b - 1)(a和b均为非零自然数)，那么桥梁就具有相同的共振抵消跨间比λ。当简支梁桥跨间比λ = 1.5时，梁体奇数阶共振能得到有效抵消；跨间比λ = 1.389 0或者λ = 1.614 0时，梁体产生的多阶共振响应包络值有局部最小值。当简支梁桥跨间比λ = 1.597 6时，任意速度条件下其梁体极限位移响应最小，建议高速铁路简支梁桥的标准跨度设计优先采用该跨间比。研究结果可为进一步优化高速铁路简支梁桥设计建造提供参考。  
    关键词：高速铁路;移动荷载幅值谱;桥梁最优跨度;共振;极限位移响应   
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    更新时间：2026-01-22

    张英贵, 周婧盈, 王宇航

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250442
    摘要：到发线运用是高速铁路车站作业组织的重要组成部分。列车晚点或到发线故障会给到发线运用计划的执行带来不同程度的影响，亟需高效合理地对高铁车站到发线运用计划进行调整。以进路“一次占用分段解锁”联锁机制为前提条件，兼顾列车晚点、到发线故障等双因素扰动工况，统筹考虑到发线与进路连接关系、车底接续使用、到发线及进路等站内设备资源占用安全间隔、列车停站作业时间、设备资源和列车占用的唯一性、到发线故障及调整前置性条件等约束，以最小化列车总晚点程度和到发线占用总波动性为优化目标，构建双因素扰动下高铁车站到发线运用调整优化非线性整数规划模型，通过线性化处理将其转化为相应的整数线性规划模型，并采用商业求解器Gurobi进行求解，最后基于我国某高铁车站及列车运行参数数据进行实证分析。研究结果表明，所提方法可以对列车晚点、到发线故障等单、双因素扰动下高铁车站到发线运用计划进行高效调整，满足高铁车站到发线运用调整优化的时效性和安全性要求。相较于到发线占用总波动性，模型的目标函数受列车总晚点程度的波动影响更为显著，调度员面对双因素扰动时应更加注重列车到发时刻的调整，以尽快恢复列车正点运行，降低对车站正常作业秩序的干扰。所提方法能够为高铁车站到发线运用调整决策提供技术支持。  
    关键词：高铁车站;到发线运用调整;分段解锁;整数规划;双因素扰动   
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    更新时间：2026-01-22

    罗美芸, 赵凯辉, 马文瑞, 贾林, 黄宜山

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250432
    摘要：针对高速列车系统在实际运行过程中存在不确定性外部扰动以及系统非线性等问题，为实现高速列车各节车厢能够精准、快速且稳定地跟踪目标速度-位移曲线，提出一种基于滑模扰动观测器的固定时间滑模控制方法。首先，根据列车运行的动力学特性，综合考虑其所受到的基本运行阻力、附加环境阻力以及车厢间耦合作用力，建立满足列车实际运行状况的多质点模型。其次，针对系统模型存在的扰动项，为提高滑模趋近运动速度，选取双幂次趋近律，设计扩展非奇异快速终端滑模扰动观测器，确保其在固定时间内精确估计系统不确定外部扰动。为避免高速列车控制系统产生奇异问题，采用改进型变幂次趋近律削弱传统指数趋近律造成的滑模抖振，设计固定时间非奇异快速终端滑模控制器，并将外部扰动观测值反馈补偿至控制器中，保证列车控制系统的鲁棒性与快速性。同时，利用Lyapunov稳定性理论证明了所提出高速列车控制方法的稳定性和收敛性。最后，以CRH3型列车参数进行仿真验证。结果表明，所提控制方法的跟踪精度较固定时间非奇异快速终端滑模控制方法和非奇异终端滑模控制方法有较大的提升，对外部干扰具有强鲁棒性，实现了高速列车精确跟踪目标速度-位移曲线，相邻车厢等距运行，为高速列车的安全稳定运行提供参考。  
    关键词：高速列车;多质点模型;固定时间收敛;扩展滑模扰动观测器;非奇异快速终端滑模   
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    更新时间：2026-01-22

    解婉茹, 赵钢, 杨飞, 魏子龙, 赵一馨, 孙加林

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250579
    摘要：高速道岔转辙区钢轨结构由尖轨和基本轨共同组成。动车组通过时，轮轨接触点将在尖轨与基本轨之间进行转换，该运动过程被称为轮载过渡。轮载过渡将产生轮轨横向相互作用力，加剧构架、车体位置处的横向振动。振动幅度过大时，动车组过岔将产生晃车问题，影响旅客乘坐舒适性。以高速综合检测列车采集到的构架横向位移数据为研究对象，首先采用理论分析方式研究道岔开向、过岔方式对轮载过渡过程的影响，总结得到轮载过渡状态下的理论轮轨横向作用力与构架横向位移数据特征。在此基础上，对实测数据进行分析，验证了上述结论的有效性。由于道岔设备自身状态差异，轮载过渡所引起的构架横向振动波长差异明显，采用确定长度的区域无法满足构架横向位移数据峰峰值的提取需求。为解决该问题，提出了一种构架横向位移峰峰值自适应提取方法。利用该方法，对同一动车组通过管理速度350 km/h无砟1/18道岔的1 378条构架横向位移数据进行分析，通过速度均超过280 km/h。结果表明：动车组过岔轮载过渡对应的构架横向位移峰峰值集中在0.60～8.50 mm；顺向过岔时，动车组横向振动更为剧烈；轮载过渡时的构架横向位移峰峰值除了受过岔方式影响外，也与每组道岔设备自身的服役状态有关；相较于顺向过岔，逆向过岔时更易引起超过8 Hz的构架较高频横向振动。  
    关键词：高速铁路;高速道岔;轮载过渡;构架横向位移;振动特征   
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    更新时间：2026-01-22

    帅仁忠, 陈大伟, 赵艳菊, 刘加利, 于一航, 袁思齐

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250461
    摘要：随着高速列车向更高速度级别迈进，气动噪声逐渐成为制约其环境友好型与乘坐舒适性的核心问题。目前，高速列车气动噪声研究多集中在400 km/h，针对400 km/h以上的更高速度列车气动噪声机理认知不足，尤其是弓腔耦合作用下流场跃迁和声场声源迁移规律分析。因此，基于大涡模拟和Ffowcs Williams-Hawkings声比拟方程，系统研究更高速度下高速列车受电弓区域气动噪声和近场声源特性及远场辐射噪声特性，揭示速度跃升对声场声源分布的迁移规律。研究表明，随着速度的提升，受电弓弓头引起的条状低速区面积紧缩，受电弓腔内上游回流区增大，受电弓腔后缘高速区面积增大。所有工况下气动噪声源主要集中在背风面，速度提升显著改变声源结构，导致声源分布呈现非线性增长趋势。400 km/h时，受电弓中部结构为主要噪声源，随着速度增大，受电弓底部结构声源声功率增大，速度达到600 km/h时，受电弓区域声源声功率由下部结构与中部结构共同作用，受电弓区域声源整体呈现宽频特征。所有工况的最大声压级均在相对受电弓中心位置[-8, 8] m范围内，其值随速度呈非线性增长，最大声压级分别为88.1、91.4、94.4和99 dB(A)。研究揭示了速度跃升对受电弓弓腔耦合系统气动噪声源迁移规律的影响，为未来超高速度列车受电弓腔耦合系统低噪声优化设计提供理论支持。  
    关键词：高速列车;受电弓区域;大涡模拟;气动声学;更高速度级   
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    更新时间：2026-01-22
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