- 侯银庆;刘永乾;王军平;吴佳伟;
利用Ansys有限元软件建立钢轨及不同轮径轮对的有限元模型，并分析不同运行里程及镟修情况下不同轮径的车轮多边形的主导阶次。基于模态应力恢复理论，利用Simpack多体动力学软件计算得到不同滚动半径下车轮多边形对轮轨接触及车轴动态应力的影响，并运用Abaqus软件建立轮轨滚动接触模型，运用显示求解法和隐式求解法对计算结果进行验证。结果表明：同等多边形磨耗条件下，小轮径计算的各项动应力峰值均大于大轮径；相同轮径下，随着运行里程、多边形磨耗阶次、波深的提高，轮轨接触及车轴动应力峰值基本呈上升趋势；通过与试验统计结果对比，基于模态应力恢复法计算得到的动应力满足计算精度要求，可作为预测高速动车组结构部件疲劳寿命的参考手段。
2025年12期 v.47;No.338 35-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 4711K] [下载次数：67 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：28 ] - 杨轶轩;曹鹤飞;张明志;白英杰;刘倡;刘冬;刘尚合;
弓网离线电磁干扰会影响铁路通信控制等电子设备的正常工作，对铁路安全运行造成隐患。由于具备可重复性强的优点，实验室模拟是研究弓网离线电磁骚扰的重要手段。为高效研究现场动态复杂工况下弓网离线电磁骚扰特性，研发一种基于超级电容储能的铁路兆瓦级弓网离线电磁骚扰模拟试验平台，平台能够动态模拟弓网离线过程中产生的电磁骚扰，进而评估其对铁路通信信号设备的影响。结果表明，该平台可真实模拟铁路现场弓网离线电弧，其产生的电磁骚扰与实测数据的平均信号相似度为0.917 0。利用试验平台进行弓网定间隙击穿电磁骚扰特性试验，分析回路中脉冲电流与电磁辐射的对应关系，发现高电压大电流条件下弓网间隙击穿放电时电压波形的畸变；明确电弧起弧和熄弧的暂态过程是高频脉冲电流的起源；试验验证了高压大电流条件下弓网放电电弧零休期间，指出零休过程电弧熄灭与重燃可能引发的较大电磁辐射骚扰需要引起重视。本研究对掌握现场弓网离线电磁骚扰机理及其引发的列控系统故障具有较强的实际工程指导价值，为进一步开展铁路系统级电磁环境效应研究奠定基础，对保障铁路安全高效运输、推动铁路高质量发展具有重要意义。
2025年12期 v.47;No.338 44-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 3572K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 朱琴跃;李泓羿;李纪元;钱舒杨;胡育杰;杨同朔;
针对现有地铁列车节能优化方法对动态场景下多车协同能耗计算不够精准、且没有充分利用再生制动能量等问题，提出一种基于多智能体的列车节能运行优化方法。基于地铁列车的动力学和牵引供电系统模型，引入多智能体系统，通过智能体之间的信息交互建立更精确的多列车能耗计算模型。基于多智能体信息交互模型，在传统协同进化算法的基础上，设计一种基于多智能体协同进化的列车节能运行优化算法。面向某实际地铁运营线路进行仿真测试，验证所提方法的有效性。测试结果表明：建立的多列车能耗计算模型可准确计算列车的运行能耗，相较于实测数据误差均不超过7.1%;提出的协同节能运行优化算法可以有效提升再生制动能量的利用率，降低列车的整体运行能耗。
2025年12期 v.47;No.338 56-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 3185K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：28 ] - 于龙;唐闰鑫;钟杰;刘一;叶羽;邓洪;
可靠性、可用性及维修性对接触网运行质量评定起着重要作用，目前尚无合理的可靠性、可用性及维修性指标可支撑质量评定。从可收集的接触网现场检修数据入手，针对接触网设备与其零部件失效关系未明晰、失效严重程度未界定、既有可用度与实际情况不完全相符、预防修与事后修的差异性等问题，在可靠性方面，提出计及不同失效严重程度的零部件与设备可靠度，引入零部件重要度构建设备故障率与故障概率，并给出相应的估算方法；在可用性方面，定义并推导可用度，同时给出一种基于蒙特卡洛模拟的估算方法，提出计及由于不同维修造成接触网停时的使用可用度；在维修性方面，探究不同维修策略的维修度及维修率。通过接触网现场检修数据，验证提出指标的合理性。
2025年12期 v.47;No.338 67-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1183K] [下载次数：59 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 丁东;蔡业林;史国强;马源西;井国庆;
随着寒冷地区铁路的大规模建设，接触网覆冰问题日益严重，成为影响铁路安全的关键因素之一。为全面了解铁路接触网覆冰研究的新进展，详细概述接触网覆冰的形成机理及五种典型覆冰类型的特点，并梳理覆冰对接触网、电力机车和绝缘设备的破坏形式。同时，借鉴国内外防除冰技术，探讨超疏水、润滑液体多孔、类液体表面涂层等新型防冰涂层材料的作用机理，揭示机械除冰、热力除冰、脉冲除冰、超声除冰等多种除冰技术的原理及特点。从精准覆冰预测、新型防冰涂层技术的发展以及除冰技术智能化等方面，展望接触网覆冰检测与防除冰技术的未来发展方向。
2025年12期 v.47;No.338 75-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1758K] [下载次数：121 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] - 苏鹏飞;王果;闵永智;郭文凯;强圣婷;李嘉祥;
准确划分高速铁路牵引供电系统碳排放边界并计量，对实现铁路绿色发展具有重要意义。为此，构建覆盖一次系统、接触网系统、二次系统、动车组及钢轨等关键环节的碳排放边界划分模型，明确系统排放边界与构成要素；基于能耗数据建立设备级碳排放计量模型，实现牵引供电系统各组成单元碳排放的定量计算；引入碳流分析理论，刻画碳排放在系统内部的传递路径与分布特征。结果表明：接触网系统、动车组、牵引供电一次系统碳排放占比最高，分别达到32.45%、22.73%、17.48%,是牵引供电系统碳排放的主要构成部分；且不同地区能源结构对牵引供电系统的碳排放有直接影响，当电网碳排放因子降低66.53%时，牵引供电系统碳排放量降低37.86%。敏感性分析表明动车组数量、电网碳排放因子及变压器效率对系统总碳排放的驱动作用最为显著；碳流分析结果进一步揭示，动车组与钢轨间的碳流密度及接触网与动车组间的碳流率构成系统主要碳流热点。
2025年12期 v.47;No.338 90-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 2034K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ]
- 徐义;殷爱国;蒋君;刘汉云;
强地震、强横风等荷载作用下，铁路轮轨易发生轮缘贴靠与爬轨等极端工况，基于竖向最小距离的找点方法找点不再适用。为此，提出轮轨接触混合找点法，其在轮轨正常接触情况下采用竖向最小距离法找点，在轮轨贴靠或爬轨等极端工况下采用法向嵌入深度法找点。考虑LM_A车轮踏面和CHN60钢轨型面，对比分析所提混合找点法与广泛使用的竖向找点法在大横移、大摇头、大侧滚等工况下的找点差异性，验证混合找点法的准确性。基于验证的混合找点法开展等效锥度、接触斑面积和接触应力等轮轨接触参数变化规律研究。结果表明，轨头接触情况下，混合找点法与竖向找点法无差异；在极端工况下，相较于竖向找点法，混合找点法所找接触点更接近接触斑中心。
2025年12期 v.47;No.338 120-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 3172K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：15 ] - 刘子煜;刘金朝;张益博;
为实现高速铁路钢轨短波病害的精准分类，提出一种基于粒子群算法(PSO)优化窗长参数的短时傅里叶变换(STFT)和位移窗口分层视觉Transformer模型(Swin Transformer)的分类方法。以大量高速综合检测列车实测轴箱垂向加速度数据作为数据源，使用PSO算法优化短时傅里叶变换的窗长参数，得到带有自适应窗长的短时傅里叶变换，并将高铁轴箱垂向加速度时域数据转换为时频图数据；然后搭建Swin Transformer网络对时频图数据进行特征提取，实现高速铁路钢轨短波病害分类。结果表明：该方法与目前普遍采用的基于MobileNet模型、GoogLeNet模型、ResNet18模型、AlexNet模型、VGG16模型、SqueezeNet模型、EfficientNet模型、ConvNeXt模型的钢轨短波病害分类方法相比，分类的准确率、精确度、召回率和F1分数均有所提高，其中准确率达到99.04%的高分类精度。
2025年12期 v.47;No.338 128-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 3279K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 冉世欣;徐桂弘;邓文波;陈永胜;任娟娟;杨荣山;
无砟轨道复杂的带状结构体系、高周期的疲劳荷载作用、复杂的雨水环境条件等，致使充填层层间脱联、裂纹扩展等成为我国高速铁路养护维修面临的突出问题。从水动力特性分析出发，认为高速列车驶入带裂纹轨道上方瞬间，雨水在裂纹内部产生剧烈的压强变化，产生空化及空蚀损伤，从而导致多雨地区无砟轨道伤损较干燥地区快的工程现象。为验证这一想法，以现场揭板记录为基础，建立平面裂纹几何模型，利用Ansys-Fluent软件进行数值模拟计算。结果表明，高速列车通过时，在轨道板与充填层黏结薄弱位置，当裂纹形态满足本文所描述条件时，可以出现空化现象；裂纹几何模型的扩散角、会聚角、颈缩段长度、颈缩段直径、入口压力等参数，对裂纹内水域空化具有显著影响。随着裂纹扩散角度、会聚角度的增大，水域空化程度减小；随着颈缩段长度、颈缩段直径、入口压力的增大，水域空化程度增大。单空泡溃灭时对壁面中心的冲击压力80 MPa,超过C40混凝土和CA砂浆对应的抗压强度，造成材料表面塑性变形乃至空蚀损伤。在长期循环空蚀损伤中，导致多雨地区无砟轨道裂纹快速扩展。
2025年12期 v.47;No.338 140-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 2593K] [下载次数：209 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] - 戴宝锐;沈汝康;徐幼麟;李奇;
随着服役时间增长，板式无砟轨道的层间病害问题日益凸显。为确保铁路运营安全，及时有效地识别轨道层间病害至关重要。系统梳理多种板式无砟轨道层间病害识别方法，对比分析各类识别方法特点，并展望其未来发展方向。结果表明，板式无砟轨道层间病害识别技术可分为无损检测法和智能识别法，其中智能识别方法展现出更强劲的发展势头。当前较为成熟的无损检测法包括机械阻抗法、探地雷达法、冲击回波法、红外热成像法和超声波法等。随着智能化时代的来临，基于图像、振动信号或声信号的智能识别方法不仅简化了识别设备，还提升了诊断决策的自动化水平。近年来，多源信息融合、迁移学习和数字孪生等技术逐渐引入铁路基础设施病害识别领域，成为智能识别方法新的升级突破点，为板式无砟轨道层间病害识别技术的未来发展指明方向。未来，该领域研究将着重于提升病害识别精度和效率，增强智能算法泛化能力，推进虚拟与实体深度融合。
2025年12期 v.47;No.338 150-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 2195K] [下载次数：823 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：21 ] - 任亮;章宇豪;刘青云;
针对钢筋混凝土墩柱构件在地震作用下损伤容限、能量耗散以及变形能力不足的问题，采用超高性能混凝土(UHPC)替换钢筋混凝土桥墩塑性变形区域普通混凝土(NC),形成UHPC-NC组合桥墩。为探讨这种组合桥墩在低周反复荷载作用下的力学性能，制作1根NC对比墩和3根UHPC-NC组合桥墩(UHPC替换高度分别为250、500、750 mm)。通过开展拟静力试验，探讨不同UHPC替换高度下试件破坏情况、滞回特性、骨架曲线和位移延性等。研究表明：破坏时各试件均表现出弯曲破坏特征，随着UHPC替换高度的增大，试件墩底塑性铰呈现NC区域单塑性铰到UHPC和NC区域“类双塑性铰”,再到UHPC区域单塑性铰的现象；相较于NC桥墩试件，UHPC替换后组合桥墩试件的变形能力提升41.0%～61.4%,位移延性系数提升14.0%～25.9%,具备良好的抗震预期。在此基础上，应用Opensees系统中材料和单元类型，通过拟合UHPC材料本构关系，构建UHPC-NC组合桥墩滞回分析模型。在与试验数据对比验证的基础上，进一步探讨组合桥墩位移延性系数在不同轴压比、纵筋率和UHPC替换高度下的变化趋势。结果表明，当轴压比增大时，试件位移延性系数表现出单调递减并逐渐向1.0靠近的趋势；当纵筋率和UHPC替换高度增加时，试件位移延性系数表现出先增大后减小的变化趋势，从经济性和适用性出发，UHPC替换高度不宜大于1.5倍墩柱截面短边宽度。
2025年12期 v.47;No.338 167-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 5065K] [下载次数：64 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 安哲立;王勇;张金龙;王彦平;曾雄鹰;杨承昆;
针对现有隧道三维超欠挖计算方法计算效率低的问题，提出一种基于双向投影归一化的隧道超欠挖快速计算方法。通过双向投影后的隧道点云和隧道双向中轴线方程，将点云双向归一化至原点，再依据双向桩号边界对点云分段，对所有分段点云单轴归一化，进而对整体归一化点云一次性计算方位角与超欠挖值。通过对激光雷达采集的隧道三维数据进行基于距离阈值切片和本文方法的计算比较，采用便携式计算机进行测试计算，在200万点、约400个断面的情况下计算超欠挖值仅耗时约6.41 s,结果证明本方法相较于传统超欠挖方法，减少计算时间约85.3%,解决了传统技术计算速率低下的问题，大幅提高隧道围岩形变三维实时监测的效率，使得隧道安全监测可以更加实时化，便于第一时间反馈隧道围岩三维形变。
2025年12期 v.47;No.338 179-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 1335K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] - 杨伟超;王靖国;李国志;邓锷;
峡谷风环境复杂多变，列车在峡谷横风下的气动安全性能成为研究的重点。基于改进的延迟分离涡模拟(IDDES)和滑移网格，建立30°岸坡倾角下真实的1∶1峡谷-桥隧过渡段-列车数值仿真模型，研究在峡谷风作用下深切峡谷桥隧过渡段三种隧道洞门形式对高速列车气动性能的影响，相应仿真方法的可靠性得到了风洞实验的验证。系统分析高速列车在不同风向下通过三种形式洞门的气动荷载与功率谱密度(PSD)的差异，并从头车表面压力、脱轨系数及隧道洞门流场特征三方面揭示深切峡谷地形中不同形式隧道洞门对高速列车气动性能影响机制。研究结果表明：高速列车通过斜切式洞门时的气动荷载波动幅值最小；三种形式洞门下列车背风侧涡结构的脱落主频相同，但能量存在区别；受洞门结构形式的影响，不同洞门下列车来流侧风场特性存在明显差异，斜切式洞门下列车迎风侧横风风速最小。
2025年12期 v.47;No.338 186-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 4664K] [下载次数：236 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 曹占林;周顺华;刘建国;狄宏规;张权;
油脂和盾尾刷的工作性能及损耗是盾尾系统密封性能的重要影响因素。通过研制盾尾单元体油脂逃逸试验装置，对不同盾尾间隙和掘进姿态工况，油脂逃逸行为的产生条件及发展规律进行试验研究。结果表明，油脂在逃逸过程中，油脂腔内不同部位的油脂因密实度不同而呈现压力差，并存在一个临界逃逸压力，超过此压力后油脂开始逃逸；盾尾间隙量和盾构机掘进姿态对油脂逃逸压力的影响显著，在上行掘进姿态下，由于盾壳与盾尾刷保护板的倾斜姿态相反，盾尾间隙增大导致油脂逃逸压力减小速率缓于下潜姿态；盾尾刷的弹塑性随盾尾间隙的减小而逐渐增强，进而显著提高其与管片的贴合能力，约束油脂的逃逸行为。
2025年12期 v.47;No.338 198-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 2324K] [下载次数：234 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 严涛;倪宗轩;李佳龙;刘宇;陈湛文;王明年;
针对高原隧道施工供氧海拔及进尺标准缺失的问题，依托高原隧道，采用理论推导、现场测试及数值计算的方法对隧道作业人员、施工机械耗氧和隧道氧含量衰减规律及等效海拔(海拔+进尺)进行研究。给出隧道作业人员不同劳动强度耗氧量及不同施工方法机械耗氧量计算方法，计算得到通风提供的供氧量满足隧道内作业人员及施工机械耗氧，明确了海拔3 000 m以下的隧道可通过施工通风解决隧道耗氧问题；基于隧道施工安全性标准明确了隧道必需供氧的临界海拔为4 400 m;运用临界供氧海拔作为判断标准，结合隧道施工耗氧给出了海拔大于3 000 m的隧道供氧的海拔及进尺标准，即海拔大于3 000 m且进尺大于3 000 m、海拔大于3 500 m且进尺大于2 000 m、海拔大于4 000 m且进尺大于1 000 m均需供氧。研究成果明确了高原隧道必需供氧的海拔及进尺，可指导目前大量高原隧道急需的施工供氧设计，同时也可为类似高原隧道供氧海拔及进尺的确定提供参考。
2025年12期 v.47;No.338 206-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 1644K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 朱景宝;李山有;姚鹍鹏;黄鹏杰;马强;宋晋东;
地震可能会给高速铁路造成一定的破坏，并带来一定的人员伤亡和经济损失，地震事件识别关系到高速铁路地震警报发布的可靠性。为快速且可靠地识别地震事件，提出一种基于多模态深度学习的高速铁路地震预警地震事件识别(high-speed railway earthquake event recognition, HRER)模型。HRER模型利用时域编码器、频谱编码器和地震动参数编码器分别从时域数据、频谱数据和地震动参数数据中提取相关特征并进行特征融合，然后利用全连接层输出地震事件识别结果。使用日本K-NET台网记录的地震事件和地脉动噪声信号的多模态数据对HRER模型进行训练和测试。结果表明：对于测试数据集，在P波到达后3 s, HRER模型对于地震事件识别的准确率为99.72%,对于地脉动噪声识别的准确率为99.66%;和基于单一模态数据的基线模型相比，HRER模型有更高的精确率、召回率、准确率和F1得分；在不同震级、震中距和信噪比范围内，HRER模型对于地震事件识别的准确率均达到了98%以上。可以推断，提出的方法对于高速铁路地震预警有着重要意义，有望降低高速铁路地震预警地震事件识别的误报率和漏报率，也为高速铁路地震预警系统的建设提供技术上的支撑和参考。
2025年12期 v.47;No.338 214-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 2571K] [下载次数：68 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ]