教学课程资源库 更多>>

关键词： 地铁牵引供电系统   直流牵引网故障   特征波   小波能量   继电保护  

摘要： 为了提升地铁直流牵引网保护的快速性能，需要结合地铁直流牵引网结构本身的波形特点进行分析，进而提出能够显著区分故障与否、获得故障位置等的有效后备保护方法。首先，根据直流牵引供电系统结构中所包含整流机组产生的特定次谐波特点，分析了系统中固有的特征波产生机理。然后，采用小波能量分析方法，分析出特征波和特征波能量在故障后快速上升并维持在较高值，而地铁启动时特征波和特征波能量在经过快速上升后回落到正常值，据此提出了相应的保护方法。该保护方法判断地铁直流牵引网上发生故障与否，并获得故障位置大致区段信息。最后，仿真结果验证了所提后备保护方法对于识别直流牵引网故障有无及故障区段信息的有效性。

关键词： 隧道结构变形   预测模型   基坑施工   图卷积网络   长短期记忆网络   时空特征  

摘要： 对邻近基坑施工的运营地铁隧道结构变形进行预测有助于及时识别潜在的结构安全风险并采取措施。针对现有地铁隧道结构变形预测未考虑监测点的空间相关性，导致模型预测精度不高的问题，提出了一种基于图卷积和长短期记忆网络（GCN-LSTM）的地铁隧道结构变形预测模型。该方法首先利用图卷积网络（GCN）提取监测点间的动态空间相关信息，进行邻接矩阵的计算，捕获各个监测点间的空间特征，再将其挖掘的信息构成时间序列作为长短期记忆网络（LSTM）的输入，提取监测点的时间信息特征，通过全连接层融合时空特征，从而提升模型的预测精度。以广州市某受基坑施工影响的运营地铁隧道监测数据为例，将预处理后的数据应用提出的GCN-LSTM模型对所选监测点的变形量进行多点联合变形预测。结果表明，当图卷积层为2，训练批次为32，历史步长为9时可取得最佳的模型性能。同时对比支持向量回归，BP神经网络，长短期记忆神经网络和卷积神经网络-长短期记忆网络模型的预测精度显示，融合时空特征的GCN-LSTM模型的MAE和RMSE指标值至少降低了8.3%和8.2%,R2至少升高了0.01。这说明该模型相对于典型的的器学习模型具有优势，可提高运营地铁隧道结构变形的预测精度。研究结果能够为保障运营地铁隧道的稳定安全运行提供一定的参考价值。

关键词： 光纤传感技术   振动   地铁隧道   入侵检测  

摘要： 对地铁隧道异常振动进行安全检测和预警是保障地铁安全运行的重要保障。本文针对地铁隧道异常振动和外界入侵应用场景研发了膜片F-P光纤干涉式高灵敏度次声波传感探头及准分布式光纤地铁隧道异常振动探测系统。该系统通过在地铁隧道的上行线和下行线不同位置布设多个高灵敏的光纤声波传感探头，用于探测隧道内部或隧道上方机械设备施工时产生的次声波信号，由传输光纤光缆将信号传输至系统主机，经系统主机处理与分析，对异常振动信息进行报警，进而实现对地铁隧道异常振动的全天候、全时段实时检测。研发的次声波传感器的频率响应范围为0.1～100 Hz；灵敏度为1047 mV/Pa（@ 0.1Hz）～5445 mV/Pa（@ 12.5Hz）。在广州地铁对探测系统进行了应用验证测试，测试结果表明该系统可以准确识别列车激励导致的隧道结构受迫振动信号，并实时做出反馈。

关键词： 轨道交通   振动源强   车辆状态   定量识别   在线监测  

摘要： 车辆健康状态监测与评价是保证地铁运营安全的重要手段，是智慧城轨技术发展的方向。以地铁振动源强数据为基础，提出一种以隧道壁最大Z振级80分位数作为筛选值，以不少于5个不同类型监测断面和7天连续监测数据作为样本的轨道交通车辆状态定量识别方法，构建了地铁车辆状态指数(Ivs)指标，并在不同城市地铁线路进行了实际应用和验证。研究结果表明：车辆状态定量识别方法在不同城市地铁线路均具有较好的稳定性与准确性，Ivs指标可以显著区分列车间车辆状态差异，Ivs值越大，车辆状态越差，反之车辆状态越好。车辆状态差异对振动影响显著，同一监测断面不同列车引起隧道壁振动最大Z振级差可达6.7～24.1 dB。根据多个城市Ivs值分布规律统计，车辆状态可划分为正常(0≤Ivs<50)、预警(50≤Ivs<80)和报警(80≤Ivs≤100)3个等级，针对不同等级给出了相应的维修整治建议。通过对某线路地铁车辆16个月的长期监测，Ivs值变化趋势与实际情况吻合，车轮镟修前、后车辆运行状态差异明显，Ivs值随之变化，验证了车辆状态定量识别方法的可行性。该方法可快速、定量地在线识别线路运营列车的车辆运行状态，对列车的安全运营与科学维修提供技术支撑。

关键词： 地铁   刚性接触网   动态检测   数据驱动   缺陷阈值   区段评价  

摘要： 针对目前地铁刚性接触网动态检测缺乏评价标准问题，提出一种基于数据驱动标准构建新方法。首先，基于海量动态测试获取相同速度等级国铁和地铁线路数据，根据柔性和刚性接触网参数幅值、核密度、累积分布特征及差异，制定单点缺陷阈值标准；其次，拟合国铁跨内参数与服役状态映射关系曲线，并基于地铁跨内动态数据在各速度级下分布特点，对区段评价函数进行适应性修正；然后，结合刚性接触网弹性小、磨损剧烈、牵引电流大等服役工况特点，制定各评价指标权重及计算各速度等级下区段服役状态评价管理值。最后，将所提方法和传统柔性网区段评价函数，分别应用到地铁区段性能指数计算。结果表明，所提数据驱动方法得出性能指数分布覆盖范围更宽，能更精准体现真实服役状态演变规律，性能指数在0～10范围内均匀分布。

关键词： 地铁   盾构隧道施工   智能掘进   局部异常因子算法   异常土压识别   沉降分析  

摘要： 为实现盾构施工过程中“智能化”“精准化”风险管控，探究掘进土压与地表沉降间的相关性问题，建立一种基于局部异常因子算法（LOF）的盾构掘进异常土压分析模型，对盾构掘进的土压监测数据进行深度挖掘。通过训练LOF模型学习正常土压密度数据集，实现对土压异常、密度异常时段的有效识别，并通过分析发现异常密度土压与地表沉降之间具有显著的相关性。以北京地铁22号线政政区间为工程案例，验证了模型的有效性。结果表明：（1）局部异常因子算法通过比较数据点在其局部邻域中的影响程度来检测异常，能够有效地处理具有噪声和异常值的复杂数据集，验证了该算法在盾构掘进土压异常识别应用中的可行性；（2）基于盾构掘进异常土压分析模型，通过对土压数据的预处理、LOF算法案例应用、模型训练、测试和评估等环节的研究，实现了准确的土压参数异常检测。以22号线政务中心站至政务中心东站区间施工数据为依托，LOF算法识别出土压异常时间段沉降大于30mm的对应环1个，10～20mm的对应环5个；且异常时段的土压力平均值、最值及累计沉降值明显小于训练集数据，证明了该模型的有效性。

关键词： 地铁   轨道减振措施   橡胶混凝土   全生命周期   碳排放  

摘要： 为研究全生命周期内橡胶混凝土轨道减振措施相较于普通混凝土轨道减振措施的碳排放改善效果。采用“从摇篮到大门（Cradle-to-Gate）”的碳排放计算方法，将碳排放计算边界范围从交通基础设施系统的全生命周期范围缩小为橡胶混凝土的生产过程、加工过程和运输阶段，针对橡胶混凝土研究了预应力长轨枕与道床分别采用普通混凝土、5%含量橡胶混凝土、10%含量橡胶混凝土、15%含量橡胶混凝土、20%含量橡胶混凝土时各自全生命期碳排放量。研究结果表明：（1）当橡胶颗粒含量分别为5%、10%、15%、20%时，橡胶混凝土预应力长轨枕的全生命周期碳排放量比普通混凝土（橡胶含量为0%）分别减少了3.31%、9.78%、14.69%和19.58%;(2)当橡胶颗粒含量分别为5%、10%、15%、20%时，橡胶混凝土道床的全生命周期碳排放量比普通混凝土（橡胶含量为0%）分别减少了4.72%、9.43%、14.15%和18.86%;(3)橡胶混凝土的使用在降低碳排放方面有显著优势，尤其是在一定范围内橡胶含量较高的情况下的碳排放量明显减少，且混凝土中橡胶颗粒含量与碳排放量之间呈现出明确的线性负相关关系，即橡胶含量每提升1%，橡胶混凝土预应力长轨枕和道床碳排放量分别减少约550.687kg和3051.629kg。橡胶混凝土作为轨道减振材料，不仅在减振降噪方面表现出色，在减少碳排放、促进资源循环利用方面也展现了巨大的潜力，研究结果为进一步降低地下铁路减振措施的碳排放提供参考。

关键词： 地铁   堵漏   吸水树脂   丙烯酸盐   复合止水  

摘要： 在调研地铁渗漏现状、治理方法及堵漏材料的基础上,开展了堵漏用吸水树脂复配实验研究,提出了一种基于吸水树脂的深、中、浅复合止水方法,为地铁堵漏提供了新思路。将吸水树脂与常用堵漏材料丙烯酸盐复配,测试凝胶时间、微观结构和干湿循环条件下的稳定性。结果表明:添加吸水树脂可以大幅缩短丙烯酸盐的凝胶时间,显著提高堵漏效果;吸收树脂的目数越大(即颗粒越小),凝胶时间越短,且吸水树脂颗粒能更好地被丙烯酸盐凝胶体包裹,复合凝胶材料无微细裂纹,进一步增强了阻水性能。同时,提出吸水树脂用于地铁堵漏的双通道灌浆泵施工工艺,一个通道以液体形式输送丙烯酸盐,另一个通道以压缩空气为介质输送吸水树脂,在双通道末端混合进入裂缝,以此将复配凝胶材料用于动水条件下深层裂缝的渗漏水治理。

关键词： 地铁车站   通风系统设计   计算流体动力学   乘客舒适度   空气质量优化  

摘要： 毋庸置疑,地铁站的空气质量与气候环境是乘客舒服与否、安全与否的关键所在。设计好、优化好地铁站的通风系统,其实际意义颇为重大。这份研究拿某个地铁站为例,利用计算流体动力学(CFD)方法,仔细分析了地铁站里通风系统的流动特性,之后对这个通风系统进行了优化设计。结果令人满意,优化后的通风系统能让风速增快,给人们带来了更高的舒适感。同时,地铁站内的空气质量也明显得到了改善,有害气体浓度大幅下降,安全水平大大提高。这个研究成功的例子,对设计优良的通风系统,其效果就在眼前,为大家提供了一份深具启发的参考。当然,这个充实的研究成果,对于其他公共空间的空气环境控制,也具有借鉴意义。