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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 2，2026 2026年第23卷第2期

  • 高速铁路技术

    盛晓鑫, 冯洋, 赵春发, 梁鑫, 时瑾, 徐磊

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250668
    摘要：随着磁浮交通目标运行速度从430 km/h提升至600 km/h，轨道不平顺对列车运行品质的影响显著增强。然而，具有周期性分段结构的常导高速磁浮轨道不平顺幅频特性研究还需进一步深入，不同波长的轨道不平顺幅值及随机分布特性尚不明确。本文系统分析高速磁浮轨道结构特征，明确轨道特征长度。以上海高速磁浮示范线轨道不平顺实测数据为研究对象，基于一种结合小波变换与平滑伪Wigner-Ville分布的时频分析方法，探究轨道结构特征长度与轨道不平顺波长之间的关系。从时域的角度对该轨道不平顺实测数据进行统计分析，得到轨道不平顺实测数据的统计特征和分布特性。研究结果表明：高速磁浮轨道不平顺实测样本在1.032 m、3.096 m和24.768 m的特征长度处表现出显著的周期性与频率聚集现象，分别对应于定子件、功能件及单跨简支梁的周期性结构，验证了通过分析高速磁浮轨道结构确定特征波长的合理性。该轨道不平顺实测数据在特征长度为1.032 m和3.096 m的短波不平顺幅值统计量均较小，长波不平顺幅值统计量大于短波不平顺；特征长度为1.032 m和3.096 m处的轨道不平顺数据峰度稳定在3附近，偏度在0附近波动，表明数据分布近似对称且满足正态分布特征，并且拟合得出的概率密度曲线与标准正态分布曲线较为吻合。研究结果为构造磁浮轨道不平顺理论模型，探索沿用上海线轨道结构形式的时速600 km常导高速磁浮轨道不平顺控制要求和限值提供理论基础和应用参考。  
    关键词：常导磁浮交通;轨道不平顺;特征长度;小波变换;平滑伪Wigner-Ville分布   
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    更新时间：2026-03-13

    彭璨, 何斌, 杨博, 邓自刚, 张卫华, 徐井芒, 王平

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250677
    摘要：高温超导磁浮技术凭借其自稳定悬浮特性，展现出成为下一代磁悬浮交通制式的潜力。然而，作为系统核心的电磁道岔设备在适应复杂轨道网络时仍面临多重挑战。本研究旨在探索高温超导磁浮系统的电磁道岔设计与通过特性，重点分析其电磁阵列的磁场分布、电磁力计算方法及道岔通过性等关键问题。选取3种已提出的电磁道岔原理样机为研究对象，系统分析其道岔阵列形式、电磁铁结构组成、磁场分布特征及电磁力计算方法。通过仿真计算对比不同道岔阵列的磁场均匀性与可切换性，计算了超导悬浮单元通过道岔时的电磁力变化，包括横向力、纵向力、悬浮力衰减及偏航力矩演变规律。对比了超导悬浮单元在正常永磁轨道上以及在电磁道岔上的悬浮力曲线与导向力曲线的差异。同时，针对工程化应用需求，提出基于曲线布局的电磁道岔阵列形式，并对比了不同曲线半径、不同永磁轨道宽度和高度、不同道岔通过速度下的过岔电磁力结果。对比分析表明，3种道岔阵列均可实现前进方向的均匀可调磁场分布。超导悬浮系统过岔时存在横向力波动、悬浮力衰减和纵向力波动，偏航力矩呈现先增后减趋势，与道岔线路的空间磁场分布特征一致。超导悬浮单元在电磁道岔上的悬浮导向力特性与正常永磁轨道存在固有差异。新提出的曲线阵列布局增加了电磁道岔的可扩展性。通过过岔电磁力对比发现，曲线半径越大，过岔电磁力的波动范围越大。轨道参数影响轨道磁场的大小，从而影响过岔电磁力的波动幅值。不同的过岔速度对过岔电磁力无显著影响。对比直向过岔和侧向过岔，直向过岔的电磁力波动幅值更小。本研究对比了不同道岔阵列的磁场切换特性和超导块材过岔的电磁力响应，提出了曲线电磁道岔阵列布局并对比了不同工况下超导磁浮系统的过岔电磁力。相关结果为高温超导磁浮交通系统的工程化应用提供了理论支撑，同时为复杂轨道网络中的道岔设计提供了参考。  
    关键词：高温超导;磁悬浮;道岔通过性;永磁轨道;电磁力   
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    更新时间：2026-03-13

    孟高阳, 孟建军, 洪芳宇, 毛成辉, 邢芬

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250619
    摘要：为应对自然风随机性与波动性带来的风速预测精度低的问题，提出一种基于频-时转换与Informer的强风等级预测方法(a strong-wind level prediction method with frequency-time transformation and Informer, FT-Informer)。该方法通过预测强风等级并输出包含多级强风信息的风速等级概率分布表，提升高铁系统在强风环境下的调度能力。首先，将Informer作为主要预测器，基于编码器-解码器架构和自注意力机制，预测实时风速。然后，引入频-时转换(frequency-time trans-formation, FT)方法对预测风速的随机脉动特性进行数值分析，进而实现风速波动范围的遍历模拟，降低风速波动性对预测结果的干扰。最后，为提供更具决策支持性的大风预警信息，构建预测风速的概率密度函数(probability density function, PDF)样本矢量集，模拟随机脉动风场的全概率尺度，从而生成未来一段时间内风速等级的概率分布表。实验结果表明，所提出的预测方法在风速等级预测精度上明显优于其他5种模型。其中预测准确率提高0.64%～10.36%，预测等级偏差为1的误差率降低0.36%～6.78%。值得注意的是，所提方法预测等级偏差为2的概率为0，与其他模型相比预测效果提升0.19%～3.68%。此外，在不同时间间隔及不同数据集的泛化实验中，该方法均展现出较强的鲁棒性和泛化性，在功率谱拟合度实验(power spectrum fitting experiment)以及风速概率精度对比实验中，验证了各强风等级概率计算结果的有效性。研究方法不仅降低了随机脉动风对预测结果的干扰，还为铁路调度人员提供未来一段时间内铁路沿线3个强风等级的发生概率，助力铁路部门制定更加精准且细致的调度决策，从而为列车在强风环境下的安全运营提供有力保障。  
    关键词：高铁系统;强风环境;FT-Informer;风速等级概率分布表;列车运行策略   
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    更新时间：2026-03-13

    杨伟超, 熊子郡, 刘义康, 邓锷, 杨佳宝

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250666
    摘要：高速铁路隧道长期运营导致衬砌掉块问题日益突出，严重威胁列车运行安全。与单车运行相比，列车在隧道内交会时产生更为复杂的气动效应，此时衬砌掉块气动行为更值得关注。采用动态重叠网格法与IDDES湍流模拟方法，建立了列车交会条件下的衬砌掉块-高速列车-隧道-空气三维气固耦合精细化模型，实现了衬砌掉块瞬态运动过程的精确计算，系统研究了衬砌掉块掉落时机对其运动轨迹、姿态演化及受力特性的影响。研究结果表明：1) 尾头交会和尾中交会时掉块沿X正方向位移较大(超过2.5 m)，中头交会和尾尾交会时掉块沿X负方向位移明显，尾中交会时掉块在Z方向位移最大(0.6 m)；2) 头头交会时掉块旋转角度最大，而中中交会时掉块运动最为稳定；3) 尾中交会工况中掉块周围涡量分布复杂且随时间变化明显，导致其位移和旋转角度较大；而中中交会工况中掉块周围涡量较小且分布均匀，因此运动较为稳定。研究成果可为高铁隧道衬砌病害的动态监测与行车安全防控提供理论依据。  
    关键词：高速铁路隧道;衬砌掉块;列车交会;气固耦合;运动轨迹;流场机制   
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    更新时间：2026-03-13

    韩兆玉, 徐传芳, 高晨旺

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250597
    摘要：针对高速列车速度跟踪控制问题，考虑模型参数未知、阻力不确定以及外界干扰等因素影响，结合自适应RBF神经网络和分数阶非奇异终端滑模控制，对高速列车速度跟踪控制策略进行了研究。在构建高速列车动力学模型基础上，引入分数阶非奇异终端滑模面，设计包含指数趋近项和幂次趋近项的改进趋近律，进而提出基于改进趋近律的分数阶非奇异终端滑模列车速度跟踪控制策略，以确保系统状态在有限时间内到达滑模面，提高系统的收敛速度并抑制系统抖振；进一步，采用自适应控制算法对列车基本阻力系数和列车质量等未知参数进行在线估计，利用RBF神经网络对附加阻力和外界干扰进行估计与补偿，提出基于自适应RBF神经网络的分数阶非奇异终端滑模列车速度跟踪控制策略，增强列车在面对参数时变不确定、线路条件变化以及外部干扰等时的适应性和鲁棒性。基于Lyapunov稳定性理论，证明了系统的稳定性。基于CRH380A型列车参数进行了仿真验证。仿真结果表明，高速列车的速度和位移跟踪误差小，收敛速度快，实现了对期望速度和位移的快速、精确跟踪。与基于传统线性滑模和整数阶非奇异终端滑模的速度跟踪控制策略相比，本文所提出的控制策略提升了跟踪精度，提高了收敛速度。  
    关键词：列车速度跟踪控制;分数阶非奇异终端滑模控制;改进趋近律;RBF神经网络;自适应控制   
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    更新时间：2026-03-13
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