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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 3,2026 2026年第23卷第3期
  • 高速铁路技术

    随着我国高速铁路速度的提高,在高速铁路运营过程中出现了较为严重的高频振动,加剧轮轨动力作用,严重影响列车运行的安全性、平稳性。另外,更高运行速度是我国高速铁路未来发展的主要方向之一。因此,很有必要针对更高运行速度车辆 - 轨道系统高频振动特性及影响等问题开展前沿探索性研究。首先建立考虑轮对与构架柔性的车 - 轨耦合系统动力学模型并对其正确性进行验证;其次,研究车辆速度对车轨高频振动的影响规律,从时、频域两方面探究车辆结构和轨道结构关键部件的垂向振动特性;最后,从幅频角度分析车辆速度对一、二系弹簧的垂向振动传递特性的影响,找出一、二系振动传递的主要路径。研究结果表明:随着车辆速度增加,车辆结构和轨道结构关键部件的垂向振动加剧,最大垂向加速度随之增大,且呈线性增长。车辆运行速度会对一、二系垂向振动传递特性产生较大影响,在时速 400 km + 的运行条件下,对于一系振动传递贡献较大的结构是一系垂向减振器,对于二系振动传递贡献较大的结构是二系横向减振器,可以通过对一系垂向减振器和二系横向减振器的结构参数的优化来控制一、二系的振动传递。研究成果可为探究高频振动对高速列车的影响及时速 400 km + 高速列车的安全运行提供理论支撑。

    娄平, 胡闻思, 李永和

    DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250881
    摘要:随着我国高速铁路速度的提高,在高速铁路运营过程中出现了较为严重的高频振动,加剧轮轨动力作用,严重影响列车运行的安全性、平稳性。另外,更高运行速度是我国高速铁路未来发展的主要方向之一。因此,很有必要针对更高运行速度车辆-轨道系统高频振动特性及影响等问题开展前沿探索性研究。首先建立考虑轮对与构架柔性的车-轨耦合系统动力学模型并对其正确性进行验证;其次,研究车辆速度对车轨高频振动的影响规律,从时、频域两方面探究车辆结构和轨道结构关键部件的垂向振动特性;最后,从幅频角度分析车辆速度对一、二系弹簧的垂向振动传递特性的影响,找出一、二系振动传递的主要路径。研究结果表明:随着车辆速度增加,车辆结构和轨道结构关键部件的垂向振动加剧,最大垂向加速度随之增大,且呈线性增长。车辆运行速度会对一、二系垂向振动传递特性产生较大影响,在时速400 km+的运行条件下,对于一系振动传递贡献较大的结构是一系垂向减振器,对于二系振动传递贡献较大的结构是二系横向减振器,可以通过对一系垂向减振器和二系横向减振器的结构参数的优化来控制一、二系的振动传递。研究成果可为探究高频振动对高速列车的影响及时速400 km+高速列车的安全运行提供理论支撑。  
    关键词:高速列车;动力响应;高频振动;振动传递;数值模拟   
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    更新时间:2026-04-04
    节假日期间,高速铁路常出现区域性运力紧张现象,亟需实现乘客出行需求与运力资源的精准匹配。专家构建了基于列车车次备选集的两阶段双目标优化模型,为铁路预约服务机制在实际中的应用提供了理论支撑与实践参考。

    何香昱, 宋瑞, 赵日鑫, 姜俊平

    DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250745
    摘要:节假日期间,高速铁路因客流在时间和空间上的高度集聚,常出现区域性运力紧张现象,亟需实现乘客出行需求与运力资源的精准匹配。建立铁路预约服务机制,明确乘客与铁路运营方之间的交互关系,在高速铁路平行通道内,允许乘客在不指定具体出发和到达车站的情况下提交城市间出行需求。构建基于列车车次备选集的两阶段双目标优化模型,第1阶段模型根据稳定客流需求,确定固定运行列车车次及其动车组交路;第2阶段模型根据预约产生的波动客流需求,优化非固定运行列车车次及所有列车车次的动车组交路。调用GUROBI,采用约束转换算法求解两阶段模型的Pareto前沿,并对第2阶段Pareto前沿的极值点及拐点进行对比分析,绘制拐点下的列车运行图及动车组交路。改变模型中稳定客流需求比例和城市间出行需求比例,对不同比例下的Pareto前沿曲线及优化结果进行对比分析。研究结果表明:所构建的两阶段优化模型能够有效匹配需求与运力资源,在保障乘客服务水平的同时,实现高速铁路平行通道内运力资源的协同配置与高效利用。在第2阶段模型中允许调整第1阶段固定运行列车车次的车型及交路,与不可调整的情形相比,总需求满足率提升3.1%,平均期望出行时间偏差降低11.8%。稳定客流比例处于40%~50%区间时,优化结果在资源利用效率与乘客服务水平上实现良好平衡;城市间出行需求比例越高,越能在保持较高列车客座率的同时,提高总体满足率并降低乘客期望出行时间偏差。研究成果为铁路预约服务机制在实际中的应用提供了理论支撑与实践参考。  
    关键词:预约服务;高速铁路平行通道;列车运行图;动车组交路;Pareto前沿   
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    更新时间:2026-04-04
    专家提出高铁快运专列停站与运能分配协同优化方法,构建两阶段随机规划模型,经实例验证,能有效适应需求波动,提升服务效率与经济效益。

    石庄彬, 刘星, 刘阳, 徐光明

    DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250894
    摘要:快递运输需求日益增长,高铁快运迎来新的发展契机。为高效利用高铁运输资源,使运能分配更加契合实际需求波动,避免运能虚糜或不足,本文提出了一种考虑随机需求的高铁快运专列停站和运能分配协同优化方法。首先,考虑快运需求的随机性,在列车停站约束、列车运输能力以及车站装卸效率约束下,构建了一个以期望利润最大化为目标的高铁快运专列停站与运能分配协同优化的两阶段随机规划模型。第1阶段,确定各列车的停站计划和运能分配方案,以最大化运营高铁快运专列的期望总利润;第2阶段,基于离散概率分布的随机需求任意可能取值,确定最优的快递实际运输计划,最大化高铁快运专列运营收益。随后,将该两阶段随机规划模型等价重构为非线性模型,进一步利用线性化技术将其转化为等效线性规划模型,并采用GUROBI进行求解。最后,基于宁杭高铁进行实例验证。研究结果表明:该方法能有效获得基于离散概率分布随机需求下的高铁快运列车停站和运能分配最优方案,与基于确定性需求得到的方案相比,具有更高期望收益,能很好地适应随机需求波动变化,同时避免了基于场景集构建的数学规划模型因场景数量过大难以求解的难题。本文提出的方法可为高铁快运专列模式下的快递运输组织优化提供参考,有助于提升高铁快运服务效率和铁路企业经济效益。  
    关键词:高铁快运专列;随机需求;停站计划;运能分配方案;线性化   
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    更新时间:2026-04-04
    高速列车领域迎来新突破,专家们以车体断面轮廓为设计边界,构建参考方案并评估性能,通过整体与协同优化策略,解决了材料缺失等问题,最终使新设计方案减重10.741%,等效弯曲刚度、1阶垂弯模态频率分别提升21.819%、9.832%,为高速列车车体结构设计及复杂结构优化开辟了新思路。

    朱耘瑞, 廖琳, 马荣谦, 姚松

    DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250747
    摘要:随着高速列车运营速度的持续提升,对车体轻量化、模态和刚度提出了更高要求。本文以高速列车车体断面轮廓为设计边界,通过对既有车体断面特征的提取与迁移,构建参考设计方案,并对其进行性能评估,以此作为优化设计的性能基准。通过整体优化策略,研究体积分数、载荷比等因素对整体断面型材拓扑优化的影响,并分析单体型材在不同工况下的优化结果,阐明整体优化策略中车顶、侧墙及地板中间区域出现材料缺失现象的内在机制。针对整体优化策略下面板间肋筋不连续的问题,提出协同优化策略,建立从单体型材拓扑优化到整车结构尺寸优化的框架。对于单体型材,基于梁纯弯曲理论,实现了均布载荷到集中载荷的等效转换,建立了综合调控拓扑优化方法,不仅解决了中间区域应变能低而导致的材料缺失问题,还能协调型材在不同方向载荷下的力学特性;优化后的型材组合形成新型断面构型后,对于整车结构,将空载状态下的优化结果作为整备状态下的初始设计,建立了车体状态协同尺寸优化方法。通过以上方法对车体结构进行了优化设计,与参考设计方案相比,结果表明:优化后单体型材的性能得到了提升;新设计方案减重10.741%,等效弯曲刚度、1阶垂弯模态频率分别提升了21.819%、9.832%。本研究为高速列车车体结构设计提供了优化设计方法和参考,为复杂结构的优化设计提供了一种新思路。  
    关键词:高速列车车体;拓扑优化;尺寸优化;轻量化;模态;刚度   
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    更新时间:2026-04-04
    专家针对动车组制动系统可靠性建模难题,提出模糊多状态动态退化可靠性分析方法,构建多状态动态退化模型,引入瞬态指标,降低模型复杂度,为制动系统维修计划制定提供理论指导。

    于强业, 齐金平, 于立业

    DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250890
    摘要:针对现有的动车组制动系统可靠性建模分析方法大多忽略运营过程中部件性能状态随工作时间、工作载荷等因素而动态退化,且在系统服役期间内缺乏全面有效的瞬时动态退化测度指标,以及动车组制动系统在实际运营过程中故障数据信息源复杂多样,导致零部件故障概率无法精确描述的问题,提出动车组制动系统模糊多状态动态退化可靠性分析方法:首先根据齐次连续时间马尔可夫理论(homogenous continuous time Markov process, HCTMP)与制动系统动态退化机理,结合制动系统退化转移机制构建多状态动态退化模型,准确表达部件性能退化与系统多种性能状态之间的相互转移关系。引入动态集成期望、状态滞留时间以及标准化预期时间3个瞬态指标描述全生命周期内任意时刻系统退化状态。其次,通过设置筛选函数对结构性能函数进行预筛选以降低模型计算复杂度,采用三角模糊数处理多状态退化迁移数据。最后,与蒙特卡洛及连续时间贝叶斯方法对比验证本文模型的准确性,并对兰新高铁CRH5型动车组制动系统进行可靠性建模分析。研究结果表明:本文模型可以有效表征制动系统动态退化特性与多状态特性的耦合机理,筛选过后计算时间相对减少21.58%,有效降低模型复杂度及计算复杂度。研究结果中,一系列瞬态指标可为制定动车组制动系统零部件的维修计划提供理论指导。  
    关键词:制动系统;可靠性分析;多状态;动态退化;HCTMP模型;瞬时指标   
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    更新时间:2026-04-04
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