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關鍵詞:高速鐵路;客運專線;鐵路樞紐;客運系統;客運站分工
中圖分類號:U292 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2009)13-0164-02
高速鐵路經過多年的研究和發展,高速鐵路技術逐漸形成以法國、日本和德國3個原創國為代表,適合各自國情和發展狀況的技術格局,成為各自獨立、各具特點的技術體系,其代表高速鐵路為TGV、新干線和TCE。為了適應我國經濟發展的需要,我國高速鐵路的建設問題也受到了高度的重視,特別是從近幾年以后,為提高列車運行速度,鐵路采取了一系列措施,包括對機車的改造和更新、線路的改造提速、車輛的更新、調度指揮系統采取先進的信息系統等等。但在既有線上不斷提高速度仍然是困難的。論文擬對高速鐵路引入鐵路樞紐的幾個關鍵問題,特別是高速鐵路客運站選擇、高速鐵路引入樞紐后的客運站分工等問題進行研究,是對高速鐵路規劃理論的有益探索,可有效的彌補我國高速鐵路規劃理論的不足。
一、客運專線引入后樞紐內客棧分工研究
客運專線引入樞紐后,樞紐內原有車站的功能定位發生較大的變化,樞紐內運輸組織變得愈加復雜。為了優化樞紐內運輸組織,充分發揮各車站設備的功能,實現樞紐整體效益的最大,在滿足需求的基礎上,應對客運專線引入的樞紐內的車站進行合理分工。
(一)樞紐內客流分類
樞紐內客流按不同的標準可有不同的分類,從運輸組織的角度,本文對樞紐內客流按以下種標準進行分類:
1 按運距分類,可分為長途客流、中途客流和短途客流。
2 按樞紐的銜接方向分類,根據樞紐各相關的銜接方向進行分類,有幾個銜接方向分為幾類。
3 按旅行速度分類,根據旅行速度快慢對旅客進行分類。通常按列車類別分類,可分為快車客流、慢車客流和高速客流。其中快車客流為乘坐快速列車的旅客流慢車客流為乘坐普通慢車的旅客流高速客流為乘坐高速動車組的旅客流。
4 按旅客是否中轉分類:按旅客在樞紐內是否中轉可分為高速本線直通客流、高速本線中轉客流、高速中轉既有線客流、既有線本線直通客流、既有線本線中轉客流、既有線中轉高速客流。
(二)客運站分工模式
可以看出,樞紐內客流類別較多,各類客流相互之間交叉、干擾,增加了樞紐內各車站運輸組織的復雜性。為了減少各客流之間相互交叉對運輸組織的影響,方便旅客出行,優化樞紐客流組織。對樞紐內各車站可按客流類別進行分工。參照樞紐內客流類別,樞紐內車站分工模式有以下幾種:
1 按旅客運距分工:高速客運站承擔中長途旅客運輸,其他客站按客流和客運設備情況承擔短途旅客運輸。
2 按銜接方向分工:高速客站承擔動車組及主要引入方向的既有線旅客列車樞紐內其他各站按引入方向進行分工。
3 按旅行速度分工:高速站主要承擔高速旅客列車動車組和部分快車客流樞紐內其他客站按設備及客流情況承擔快車客流和慢車客流。
4 綜合分工:綜合上述種分工模式,對樞紐內客站分工。通常高速客運站承擔中長途動車組和主要銜接方向的上線快車,其他各站按銜接方向承擔相應的各類車流。上述種分工模式,從站內客流、列流的疏解和運輸組織工作難度來說,各有其優缺點,但綜合分工模式較其他種分工模式更加實用,建議對樞紐內客站進行分工盡量采用綜合分工模式。同時注意,無論采用何種分工模式,均應充分考慮樞紐內各類換乘客流。也就是說,進行樞紐內客流分工的時候,應在充分調查換乘客流量的基礎上,通過分析換乘客流對樞紐運輸組織及高速站布局影響的大小,確定最終的客站分工方案。
二、高速鐵路客運站選址分析
高速鐵路客運站選址影響因素眾多,既包括新建客運站與既有客站間的比較選擇,也包括既有站之間的比較,定性和定量的因素繁多。傳統客站選址方法多從費用等定量因素出發,對定性因素分析較少,而定性因素,如站址與城市規劃的協調性、鐵路樞紐內部車站間的分工合理性等對于站址影響很大,通常直接決定高速鐵路的引入車站。一般來說,在資料齊備的情況下,高速鐵路選址或引入方案的好壞主要取決于兩方面備選方案的好壞及比選方法。
高速鐵路客運站選址是一個系統性的多目標問題,其選址受多種因素影響,關系錯綜復雜。其中主要的影響因素為以下幾種:
1 城市總體規劃,雖然高速鐵路的修建能夠為旅客出行提供方便,促進城市的逐步發展壯大和繁榮。但高速鐵路又會對城市進行分割,特別是環線更是對城市分割較大,限制城市的發展。
2 鐵路樞紐總體規劃,高速鐵路所要引入的既有樞紐格局大部分已確定,也都做過總體規劃。一般高速鐵路引入不會對樞紐格局產生較大影響,但一些既有設施的功能作用會發生一些變化,尤其對客運系統會有一定影響。
3 旅客吸引強度,高速鐵路建設目的是方便旅客出行,為區域經濟發展提供支撐條件。在規劃和建設客運站時,一切均以交通需求為基本出行點。
4 運營管理,運營管理對高速鐵路客站選址體現在引入既有客站還是新建客站。
5 相關配套工程相關考慮。
6 與環境的協調能力,因鐵路會對城市發展造成一定的分割,限制城市發展。
三、高速鐵路客運站與各交通方式的協調布局討論
高速鐵路客運站作為鐵路運輸系統的一個重要節點,有大量的旅客由此通過。在旅客出行過程中,關注的是從出發地至目的地的全過程,所以,從外部交通系統進行人鐵路運輸系統或鐵路運輸系統內部之間的換乘都應該線路順暢。也就是說,高速鐵路客運站同時綜合交通系統的一個重要節點,其布局應盡可能地實現高速鐵路與城市交通及其他各運輸方式的協調發展,實現運輸方式間旅客的直接換乘或無縫換乘。
(一)與城市交通發展布局考慮
由于旅客在出行的過程中攜帶大量的行李,且關注的是總出行時間和總出行費用。因此,高速鐵路客運站設計的時候必須重視與城市內外部交通的有效銜接和換乘效率,地鐵、公交、出租車、社會車輛以及公路班線盡可能靠近車站,盡量實現鐵路與城市公交、地鐵或輕軌的直接換乘或零距離換乘,高速鐵路與公路班車、出租車、社會車輛等的便捷換乘。為實現高速鐵路客流與各交通方式的快速換乘,并減少各交通方式間的交叉干擾,可采用立體布局方式,在地下、地面及高架三個層面,并設置多個出入口,使客流呈現空間立體分布的局面,達到充分利用各交通方式和空間迅速集散旅客,提高旅行換乘效率和站舍使用效率的目的。
(二)與鐵路內部換成考慮
由于旅客出行時采用一票制,高速鐵路內部系統換乘程序為站臺一簽證處一候車廳一站臺。由于換乘旅客攜帶有行李,應盡量減少旅客的行走距離,因此,應盡量使簽證處與候車室和站臺距離最近,并盡量保持在站房內。站臺與簽證處有通道或自動扶梯直接銜接,旅客下車后由站臺直接進入簽證處。高速鐵路客運與既有線客運的換乘方面,可以考慮高速客運站房與既有線站房有兩種布局形式,即:高速鐵路引入既有站,既有線客運站房與高速鐵路共用。此種形式與高速鐵路系統內部換乘機制相同,其協調布局方式也相同;高速鐵路引入既有站,既有線客運站房與高速鐵路站房相鄰。此種情況下,可在既有客運房、站臺與高速鐵路站房、站臺間設置快速自由通道。
四、結語
本文結合我國實際,從綜合運輸的角度,重點研究了客運專線引入后鐵路樞紐內客運車站的分工、高速鐵路客運站的選址及高速鐵路與各交通方式的協調發展模式等問題,以期對于我國高速鐵路規劃理論的有益探索具有一定積極作用。
參考文獻
關鍵詞:高速鐵路;接觸網;防雷;措施
從目前我國的高速鐵路的開通情況來看,一部分的線路雷擊事故還是較為頻繁的,雷害導致的跳閘也是其中的一個重要因素。隨著我國鐵道運營里程的快速發展,重載以及高速鐵路的迅猛發展,從而減少因接觸網發生雷擊故障而造成的事故發生,它具有重要的理論意義與工程應用價值。我們可以利用電氣化的幾何模型來分析回流線對于接觸網雷擊的屏蔽效果,并通過仿真軟件分析雷擊回流線的時候接觸網上所感應的電壓。并深入研究高速鐵路 AT 供電的方式以及接觸網避雷線的保護情況,從而推導出高架橋單線與復線鐵路的避雷線設計高度。
一、國內外高速鐵路接觸網防雷的現狀
隨著我國高速鐵路的快速發展,應考慮牽引高鐵線路的結構等級與所經過的地區的雷電災害頻率,所經過的土壤所含電阻率與地形地貌等自然條件的情況,共同來設計牽引系統所進行的防雷設計。歐洲率先就擁有高速鐵路的國家之一,它對雷擊的接觸網造成了牽引性的供電系統災害有著豐富的實踐經驗,設計的標準是一年時間之內 100千米牽引網將會遭受雷擊的次數來做為評定的標準,只是采用牽引變電的配帶綜合性自動重合閘與避雷器來限制雷電電壓過高,避雷器不能夠減少因雷電的侵入而減少損害接觸網的次數,只能夠對接觸網的過電壓起到有效的保護作用。無論是對于歐洲的氣候條件還是經濟等方面的因素考慮高鐵的接觸網進行有效的避雷也是十分重要的。
二、國內接觸網防雷接地設計的概況
我國鐵道接觸網的防雷設計主要是依據《高速鐵路設計規范》、《鐵路電力牽引供電設計規范》與《鐵路防雷、電磁兼容及接地工程技術暫行規定》來進行規定的。根據雷電日的數量來分為4個等級管理區域:年平均雷電日在20d及以下地區為少雷區,年平均雷電日在20d以上、40d及以下地區為多雷區,年平均雷電日在40d以上、60d及以下地區為高雷區,年平均雷電日在60d以上地區為強雷區。《高速鐵路設計規范》中規定重污染或是重雷區以及高路基、隧道口等重要的地段接觸網應該增設氧化鋅避雷器。接觸網中的防雷設備主要是指接觸網上所安裝的避雷器,為了減少對綜合接地系統上其它電氣設備的影響。
三、高速鐵路接觸網防雷的措施
(一)接觸網安裝形式
現有高速鐵路一般是采用AT供電方式,AF線與PW線安裝位置,此時的PW線安裝位置在AF線下方。采用電氣應為:幾何模型與先導發展模型的應計算該安裝形式下的接觸網線路來直接減少落雷的閃絡概率,將它調試為自然雷中的90%為負極性。雷擊閃絡的次數和線路的暴露寬度 D( I)以及地閃密度是息息相關的。再乘以地閃密度即可以求出線路的年雷擊閃絡次數。PW線位置提高后還可對AF線與T線產生屏蔽,AF 線與T線直接落雷的次數將會大大的降低,但PW線落雷的雷電流幅值較高的時侯還是會造成AF線與 T線絕緣子的反擊閃絡,另外AF線與T線絕緣子仍存在雷電感應閃絡的可能。
(二)合成絕緣子的采用
雷電所造成的接觸網重合閘失敗,將會導致供電的停止,其最根本的原因就是絕緣子受到了工頻續流電弧燒蝕后的炸裂、破損,線路絕緣不能自行進行恢復,重合閘就會失敗。如上所述,為了防止絕緣子的燒蝕損壞,一定要防止線路閃絡與工頻電弧建立。目前,我國輸配電線路中所采用的絕緣子有瓷絕緣子、玻璃絕緣子與合成硅橡膠絕緣子,線路所具備的重合閘條件,而非瓷絕緣子燒蝕后的傘群已是完全脫落的。合成絕緣子在工頻電化燒蝕之后,硅橡膠材料的成分將會發生變化,材料中遇熱的易分解成分完全揮發,合成的絕緣子對提高線路 重合閘成功概率有一定的優勢,并不能夠完全解決線路的防雷問題,建議作為其它主要防護手段的輔助手段規避。
(三)接觸網防雷接地
《建筑物防雷設計規范》中規定:對于國家級的會堂、大型展覽與博覽建筑物、國家級檔案館的重要給水水泵是特別重要的建筑物,應該劃為第二類的防雷建筑物。對第二類的防雷建筑物的外部防雷裝置應接地設置,相應同時設定方閃電感應、內部防雷、電氣與電子系統等接地共用裝置建設,雷擊時都會成為雷電流的引下線路。當采用綜合性的接地系統時,綜合性接地系統的接地電阻不能夠大于1歐姆,在綜合性接地施工的過程中要及時施工完成,還應實測接地的電阻,如果達不到建網的要求,應該采取可靠有效的降阻措施。
四、結論
鑒于高鐵的雷電防護問題它從原理上是無論采用何種措施,都只能夠減少雷電所引起的故障概率或是跳閘概率,AF線懸掛的采用合成絕緣子,應認真做好接觸網的防雷接地措施。我國目前的規范都只有相關的措施要求,但是沒有接觸網系統的耐雷水平與跳閘率或是故障率等具體的規避標準,防雷設計的深度不容易把握。總而言之,建議完善我國高鐵的接觸網系統的耐雷水平、跳閘率或是故障率等具體指標,應積極設定科學合理的規避方針,鐵路綜合性接地系統便是極好的雷電引下接地裝置,應該充分利用。
參考文獻
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【關鍵詞】高速鐵路隧道;豎井;瞬變壓力
1 引言
近些年,我國大力發展高速鐵路,已建成并成功運營多條高速鐵路。我國屬多山國家,長大隧道的出現在所難免。隨著列車速度的提高,隧道內出現的氣動效應問題越發的嚴重。為解決高速鐵路隧道空氣動力學問題,世界各國學者做了多方面的研究,并取得了一定的成果。為降低隧道內的瞬變壓力,提高旅客乘車舒適度,高鐵隧道設計考慮了多項輔助措施,以求最大程度的減小隧道內的啟動效應問題。
2 數值計算
本文采用CFD流體分析軟件FLUENT對高速列車通過隧道進行數值模擬,利用三維可壓縮非定常雷諾平均N-S方程結合 雙方程湍流模型,對隧道空氣動力效應進行數值計算。采用動網格技術實現列車與隧道、列車與大氣之間的相對運動,計算網格劃分使用六面體結構化網格離散。邊界條件設置流域兩側面、頂面為遠場邊界條件,隧道及流域地面給定無滑移邊界條件,控制方程采用質量守恒方程、動量守恒方程和能量守恒方程,
(2-1)
(2-2)
(2-3)
擬定列車速度為300km/h,隧道長度1000m,斷面積75m2,列車長100m,豎井開口率為10%。對其在隧道內引起的壓力波動以及列車表面的壓力變化進行監測。采用CRH3列車,列車在距隧道入口50m處啟動,以擬定速度進入隧道,本次模擬在隧道內每隔100m設置一處壓力監測點進行實時監控。
圖1 模型網格圖圖
圖2 列車壓力云圖(v=300km/h)
3 結果分析
3.1 豎井后測點壓力波動
圖3 豎井后壓力波動圖
(800m處測點,v=300km/h)
如圖3所示,由于經過豎井的緩解測點壓力有多降低,即圖中a~b階段。當新一輪的壓縮波與膨脹波傳波至此,形成第二個壓力峰值即圖中c~d階段。值得注意的是第三個壓力峰值,它是由列車經過豎井產生的二次壓力波所形成的即e~f階段。隨后列車經過壓力急劇下降。
3.2 車頭壓力波動分析
圖4 列車車頭壓力波動圖
圖4為豎井位于距隧道入口500m處的位置時,列車以300km/h的速度通過隧道。
3.2.1 a~b階段
列車啟動,車體表面壓力發生急劇的變化。隨著列車進入隧道,運行環境突然變化,車頭壓力明顯升高即圖中a點,當車尾產生的膨脹波傳播到車頭時,第一個波峰形成即點b。
3.2.2 c~d階段
列車運行2.92秒后初始壓縮波經豎井的反射膨脹波與車頭相遇,壓力開始下降即圖中c點。隨后初始膨脹波經豎井反射的壓縮波傳來,壓力開始上升,即圖中d點。
3.2.3 e~f階段
下一個峰值的出現是由于初始壓縮波傳播到隧道出口反射回來的膨脹波到達,形成e點。從e~f階段為初始膨脹波的反射波到達,所以壓力再次上升。
綜上所述,車頭壓力的變化是隨著壓力波的傳播不斷地的改變,因此壓力波的大小很大程度上決定了車頭的壓力,從而決定著車體的瞬變壓力。
3.3 車頭壓力對比
由于本次模擬選擇兩處豎井位置,即距隧道入口300m(豎井1)和500m(豎井2)處各設一個豎井。所以,列車的壓力變化存在較大差異。因為當300m處設豎井時,列車首先與豎井返回的膨脹波相遇,產生第一個負壓。當與初始壓縮波的返回膨脹波相遇為第二個負壓。而500m處設豎井時,列車與第一個膨脹波相遇后,在通過豎井前與第二個膨脹波相遇。如圖4所示。
圖5 車頭壓力波動對比圖
(v=300km/h,開口率10%)
如前所述,車體由于較早的與豎井反射波相遇,所以負壓出現較早。而豎井2初始壓縮波需要相對較長的時間才能經過豎井的反射,所以負壓出現相對晚一些,并且較大。
對于第二個負壓為初始壓縮波到達隧道出口的反射波。從圖中可以看出豎井1壓力相對較小,這是由于列車在經過豎井后與膨脹波相遇,而列車經過豎井會產生二次壓縮波和膨脹波,并與這個反射膨脹波相互疊加,使得反射波能量衰減,所以壓力相對較小。豎井2的膨脹波雖然是經過豎井緩解過,但壓力仍然很大,說明豎井1相對豎井2的位置更合適。計算結果顯示豎井1最大瞬變壓力為4390Pa/3s,豎井2最大瞬變壓力為5000Pa/3s。
3.4 豎井最優位置分析
從圖5中可以看出車體瞬變壓力最大值出現在列車與初始膨脹波的豎井反射波相遇時刻。因為第一個正壓峰值的出現都是由于列車進入隧道所致,所以最大正壓已經確定。也就是說最大負壓的出現時間和大小決定了瞬變壓力的大小。當最大正壓與最大負壓出現的時間間隔在3s以內時,列車的瞬變壓力最大。
針對車體瞬變壓力而言,豎井所處的位置決定了車體表面正壓峰值和負壓峰值之間的時間間隔,并且影響到壓力的大小,從而決定了瞬變壓力的峰值。
根據以上分析,由瞬變壓力計算公式 ,降低壓力峰值和延長正負壓峰值出現的時間都可以降低瞬變壓力的大小。也就是說如果A~B階段的時間間隔大于3s,那么就可以避免最大正壓和最大負壓出現在同一瞬變壓力時段,這樣就可以降低瞬變壓力。同時降低正負壓力峰值之間的差值也可以降低瞬變壓力。
4 結論
通過數值模擬以及對計算結果的深入分析可知,通過改變豎井的位置,可以達到上述效果。綜上所述得到結論如下:
4.1 豎井能夠有效降低隧道內的壓力,壓力波通過豎井得以釋放,并產生反射波;
4.2 為降低瞬變壓力,合理的豎井位置應保證第一個正負壓力峰值的出現時間間隔大于3s;
4.3 為降低瞬變壓力,合理的豎井位置應保證列車經過豎井后與洞口反射的膨脹波相遇;
參考文獻:
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[4]劉超. 豎井高度對高速鐵路隧道氣動效應的影響研究. 西南交通大學碩士論文,2007。
關鍵詞:道橋設計;問題;措施
中圖分類號:U448文獻標識碼: A
引言
隨著國民經濟增長,人民生活水平提高,對鐵路運輸安全性、時間性、舒適性要求越來越高,為適應國民經濟發展的需要,以既有鐵路提速(客車160~ 200 km/h,貨車90 km/h)、較高速度的客貨共線(客車200~ 300 km/h,貨車120 km/h)、較高速度的客運專線(客車250~ 350 km/h)的鐵路建設新已經拉開序幕。
1、鐵路橋梁現狀
隨著改革開放的不斷深入發展,我國的鐵路工程建設得到了迅速的發展。作為道路工程的重要組成部分,橋梁的建設速度非常快。近年來,我國的橋梁建設進入了一個新時期,主要表現為一大批結構新穎、跨度大、技術含量高的橋梁被建成,這表明我國的橋梁建設已經達到國際先進水平。我國最近幾年來建成的大跨度橋梁在世界橋梁建設領域中產生了廣泛的影響,取得了顯著的地位。
2、高速鐵路橋梁的特點
高速鐵路由于具有高速度、高舒適性、高安全性、高密度連續運營等特點,對其土建工程提出了極其嚴格的要求。由于速度大幅提高,高速列車對橋梁結構的動力作用遠大于普通鐵路橋梁,橋梁出現較大撓度會直接影響橋上軌道平順性,造成結構物承受很大沖擊力,旅客舒適度受到嚴重影響,軌道狀態不能保持穩定,甚至危及列車運行安全。這些都對橋梁結構的剛度和整體性提出了嚴格的要求。高速鐵路橋梁的特點可概述為:
2.1、橋梁所占比例大,高架長橋多橋梁在高速鐵路中所占的比例較大,主要原因是因為在平原、軟土以及人口和建筑密集地區,通常采用高架橋通過。高速鐵路橋梁技術標準要求高,因而投資也較高,橋梁設計和建造對高速鐵路的建設周期和造價都會產生重大的影響。
2.2、以中、小跨度為主由于高速鐵路對橋梁剛度要求嚴格,因此,橋梁不宜采用大跨度,應以中、小跨度為主。
2.3、橋梁剛度大,整體性好為了保證列車高速、舒適、安全行駛,高速鐵路橋梁必須具有足夠大的豎向和橫向剛度以及良好的整體性,以防止橋梁出現較大撓度和振幅。同時,還必須嚴格控制由混凝土產生的徐變上拱和不均勻溫差引起的結構變形,以保證軌道的高平順性。
2.4、限制縱向力作用下結構產生的位移,避免橋上無縫線路出現過大的附加力由于橋梁結構的溫度變化、列車制動、橋梁撓曲會使橋梁在縱向產生一定的位移,引起橋上無縫線路鋼軌產生附加應力,過大的附加應力會導致橋上無縫線路失穩,影響行車安全,因此,要求橋梁墩、臺具有足夠的縱向剛度,以盡量減少鋼軌附加應力和梁軌間的相對位移。
3、應對鐵路橋梁設計出現問題的措施
3.1、落實橋梁設計的可持續發展觀,加大科技的投入
現代鐵路橋梁設計中,需要采用到多方面的科學技術輔助,例如采用計算機對數據進行精確運算、繪制圖紙等;應用橋梁智能制造系統;采用遙控技術控制鐵路橋梁的施工。在設計中增加科技的投入,盡量減小成本、縮短施工周期及施工消耗,這一切都遵循了可持續發展的觀念,符合當前經濟發展趨勢。
3.2、抗震設計
3.2.1、抗震設計參數
橋梁結構的剛度、強度和延性,是橋梁抗震設計的三個主要參數。橋梁抗震設計應同時考慮剛度、強度和延性,尤應注重提高橋梁結構整體的延性能力。剛度為了正確可靠地計算結構在地震側向力作用下的變形,進而控制其變形,設計時必須估算出結構的實際剛度。這個量值把荷載或作用力與結構的變形聯系起來。對結構剛度的估計值將直接影響到對結構地震反應位移的預期值。強度要保證橋梁結構在預期的地震作用下免遭破壞,結構就必須具有足夠的強度,以抵抗結構在其彈性地震反應時所產生的內力。延性延性是位于地震區的橋梁結構所必須具備的一個重要特性。由于地震動對結構的作用是以運動方式,而非力的方式出現,當大地震迫使橋梁產生大變形時(這些變形可能遠遠超出了彈性范圍),結構必須仍能維持其大部分初始強度,能夠依靠其延性在大地震中免于倒塌,把嚴重的破壞降低到最低限度。《鐵路震規》規定:對簡支梁橋,按多遇地震檢算墩身的強度、偏心和穩定性,并按罕遇地震對鋼筋混凝土橋墩的延性進行檢算。
3.2.2、抗震概念設計
抗震概念設計是從概念上,特別是從結構總體上考慮抗震的工程決策。對地震區橋梁,必須選用合理的結構體系。從抗震角度出發,合理的結構體系應符合下列各項要求。具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;具有合理的剛度和承載力分布,避免因局部削弱或突變而成為薄弱部位;具備必要的承載力、良好的變形能力和耗能能力;從以上概念出發,理想的橋梁結構體系布置應是:從幾何線形上看,橋梁是直的,各墩高度相差不大。因為彎橋或斜橋使地震反應復雜化,而墩高不等則導致橋墩剛度變化,使抗側力橋墩中剛度較大的最先破壞。
3.3、上部結構型式設計
高速鐵路一般按雙線修建,在雙線并列的情況下梁部結構可采用兩單線橋的分離式結構,如T形梁和分離式箱梁;也可采用雙線橋的整體式結構,如整體式箱梁。從理論上講,整體式與分離式應具有相同的豎向剛度,但由于在計算中,整體式結構按雙線活載進行了折減,因而其變形較小;從車輛運行的平穩性上看,整體式由于自重加大,旅客乘坐舒適度有更大改善;從結構來說,整體式結構由于腹板少,有利于節省施工量,且較厚的腹板對布筋和提高耐久性都有利;從施工來看,整體式在制梁速度上也比分離式明顯加快。因此,設計上部結構時,應優先考慮整體式結構。
3.4、橋面設計
高速鐵路橋梁設計主要分為橋面寬度設計和橋面布置兩個方面內容。第一,高速鐵路橋梁的橋面寬度較普速鐵路橋寬,以適應高速行車要求,并便于檢查和養護。為了檢查人員安全,人行道內側距車輛壁應≥1.2m(風壓帶寬度)。同時人行道直接布置在主梁翼緣上而不采用在主梁外側加托架的方案。第二,高速鐵路為了便于橋上線路養護維修作業,不設護輪軌,而采用加高擋碴墻的措施,以防止列車傾覆。道碴槽的寬度根據滿足道床清篩的要求而定。接觸網支柱在橋上的位置是根據接觸網專業的技術要求和曲線內側限界加寬要求確定的。為滿足橋上行走橋梁檢修小車的要求,接觸網支柱外側至護欄內側至少需要0.8m的寬度。
4、結語
鐵路橋梁由于其特殊性,在施工質量方面要求十分嚴格。然而,影響混凝土澆筑質量的因素眾多,以上這些因素只是其中一部分,還有很多可知和不可知,可預料和不可預料的因素。因此,為了保證施工質量,必須從源頭開始,首先從人的質量意識開始抓起,每一步工序都應進行嚴格的質量控制,對已經出現的問題及時補救,對未出現的問題應防患于未然,抓好每一個質量關。
參考文獻
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關鍵詞:連續梁;懸澆;施工工藝;關鍵技術
Abstract: based on the high-speed rail bridge deformation monitoring in the process of the construction of the large bridge construction experience, summed up the high speed railway suspended pouring construction technology in construction of continuous girder bridge, and the key technology of for some construction made a detailed introduction. Including detection method for construction, monitoring stations arrangement and observation method is introduced and the control of the linear beam body, etc made some reviews, expectations for later engineering can play a guiding role.
Keywords: continuous beam; Suspension pouring; Construction technology; The key technology
中圖分類號:U445文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
1 施工監測方法
1.1 施工監測理論
實際工作監測理論是指通過施工控制理論與方法嚴格控制和調整連續梁在施工的每一個階段[1-4]。通常情況下,理論計算應與實踐相結合。通過理論計算得出連續梁施工中橋梁的變形,包括梁所受內力作用、梁體所受撓度、梁墩的沉降量等等;通過實際檢測,可以得到施工過程中的一些關鍵控制參數,如主梁線形、主梁應力等等。分析理論與實測參數之間的誤差,從而來指導實際施工過程,并采用合理的方法來控制。
進行施工監測流程:首先對現場安裝實時監測體系,得出實時監測值;與此同時,對于現場進行相關實驗驗證,通過實驗得出現場測試參數。比較這兩組參數,再進行參數識別與修正,得出施工控制參數。通過設計方案,按設計參數通過相關理論計算出施工參數,與測試值進行對比分析,并進行分析和修正,最終確定下階段的施工資料,指導施工。
施工監測的原則為:第一、根據相關連續梁的實際施工特點,來確定實施監測;第二、實施監測所需要測得的主要參數為橋墩的變形和梁體內力兩個方面;第三、施工階段不同對于監測的側重點不同,最開始進行橋墩施工時,所需要重點監測的是橋墩的內力與變形,同樣的,梁體施工過程主要是監測梁體。
施工監測的內容主要包括:其一、控制前期理論分析。即通過理論來模擬連續梁的施工全過程,得出各施工階段下理論的結構預期狀態,計算分析出理論上各施工階段的變形和受力預期情況;并對施工誤差進行相關理論分析,確定出理論上減小誤差的施工方法,整理出內力與變形的調整方案。其二、現場測試得出實際參數。根據實際施工情況,設計相關試驗,以一個盡可能真實的環境來模擬施工,得出現場測試的數據,通過這些數據所得參數與第一步的參數比較,綜合分析,使得施工控制與實際情況相符。其三、施工過程的實時監測。主要監測數據為變形特性和力學特性,通過監測進行反饋分析。其四、實時控制分析。對于上面三步所得到的數據進行整體考慮,結合實際施工環境,制定出最有效的施工方案。
當遇到實際測得參數與理論參數偏差較大時,應立即檢差施工流程,看是否是施工過程所導致的較大誤差,在則進行理論分析指導,綜合考慮,協助施工方一起解決問題。
2 監測方法與檢測點布置
建立現場監測網
通過現場勘測,確定出現場控制點,以現場控制點為基礎,組成監控網絡。監控點的布置原則是連續梁的每段橋梁都必須布置兩個及以上監測點,原則上為三個不在一條直線的三個觀測點。使用全站儀對每一個觀測點進行觀測控制,保證整個觀測網絡的穩定性。觀測頻率依據施工情況來定,開始施工時,需要進行每天監測,施工完成之后,時間間隔可稍微長些。監測網的等級要求與監測距離有關,一般來說,平面控制網監測按一級標準實施監測,高程控制網監測使用二等水準技術進行檢測。
布置監測點與檢測要求
目前連續梁的施工大都采用懸臂掛籃技術,這種施工方法的監測點一般布置在掛籃上的主梁以及底籃所澆筑梁體上,通常情況下,梁體的監測點位于梁體的端部與梁體中部位置,特殊情況下依據具體情況而定。現澆邊跨的觀測點主要布置在兩側梁體、腹板與底模上。對于梁體的監測主要采用釘入式的方式布置監測儀器,端部布設點設置在實際端部的50cm處,防止脫落;中間的布置點盡可能布置在中軸線上,防護墻的內外各布置2個;腹板上的布置點主要作用是驗證梁體兩端是否發生扭曲。其中值得注意的是,梁體每施工一段,就要進行及時觀測,開始的觀測點應該多設置幾個,對于腹板的翼緣處設置輔助觀測點,監測各階段施工。
3 梁體的線性控制
為了保證通過線性理論的計算值能夠直接指導實踐,對于梁體的各種因素必須要綜合考慮[5],綜合識別修正梁體的一些參數,設置合理的梁段立模標高,對于梁段立模標高的定義公式如下:
式中:表示梁段立模標高;
表示第i段梁體的設計標高;
表示其他梁體自重對于第i段所產生的撓度值;
表示由于張拉預應力對于第i段產生的撓度值;
表示由于外界因素(收縮、徐變)對第i段所導致的撓度;
表示梁體上的活荷載值對梁體所造成的撓度;
表示梁體所受機械重力所導致的撓度;
表示掛籃變形值;
表示溫度的修正后的撓度值。
通過上式,可以看出梁段的立模標高的影響因素,分別為自身影響因素與外界的影響因素;因此對于實際情況下,應當綜合考慮各種外界因素,對于理論值進行及時修正。
實踐表明,對于張拉預應力值、管道的摩擦系數值以及溫度應力所導致的徐變值等等都與設計值有較大偏差,這種偏差所導致的撓度計算值偏差也會很大,因此在實際工程施工過程中,因對這些關鍵性因素格外注意。
4 溫度影響與觀測對策
對于一些受日照情況好的橋梁,其混凝土凝結時間會比較短,因此前期對這種橋梁的監測頻率要比較高;與此同時,有些地段的日夜溫差較大,對于混凝土結構的變形影響就會比較大,因此這種情況應當每隔一個小時進行一次觀測,若發現混凝土由于熱脹冷縮導致橋梁結構不穩定現象,應及時采取措施補救。
結束語:對于懸澆連續梁的施工過程,沒有真正能夠知道實踐的施工工藝,在施工過程中,各種外界影響因素都會有所不同,因此根據經驗來進行即時的指導顯得非常的重要,對于橋梁的檢測手段與檢測頻率也需要綜合考慮當地的各種因素,選擇最適合的施工方法。
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關鍵詞:信號 空間特征 多發多收
中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)06-0147-01
多天線技術在概念上是用多根發送天線或接收天線的技術,包括Single Input Multiple Out(單發多收)、Multiple Input Single Out(多發單收)和Multiple Input Multiple Out(多發多收)三種形式,它們在鐵道鐵路信號處理中得到了廣泛應用。作為多天線系統支撐技術的空時碼,適用于天線間距偏遠和相關性偏小的情形,是目前的研究熱點,包括基于空間分集和基于空分復用兩種空時碼。空時碼技術在鐵路空間信號處理和鐵路時間信號處理基于其空間域和時間域聯合處理接收信號的特征優勢能夠抵抗符號間的干擾、減少多地址干擾、增加分集增益和提高天線陣增益。
1 多發多收技術(MIMO)的原理
多發多收傳輸方案是基于鐵路特征空間信號的,要求發送端的信道信息是確定的。多發多收技術的基本原理圖如圖1-1所示。鐵路特征信號在發送端和接收端處理之后,即在這兩端之間存在部分獨立并行子信道,而這些信道需要通過特征值分解或者奇異值分解處理二產生,因此叫做基于特征空間的多發多收技術。一個加權網絡在發送端把來自每個子信道的發送信號映射到多個發送天線,而另一個加權網絡在接收端在把多個接收天線上的接收信號映射為傳輸信號。鑒于獨立并行的特征子信道,多個信號在特征子信道上傳輸時能夠實現互不干擾的并行傳輸。于是多發多收信道能夠分解為n個特征子信道時,系統的信道容量也相應地為單天線系統信道容量的n倍。因此,基于特征空間的多發多收算法可以依據發送端加權網絡和接收端加權網絡的計算方式不同而存在多個算法。
2 算法分析及推導
對進行SVD分解為,,分別是左右酉矩陣,即,,是維對角陣,其主對角線的元素非負,并按排列,其中,且。有效的特征子信道滿足。左酉矩陣分塊為,右酉矩陣分塊為,則有。
由此可將發送加權網絡設置為;接收加權網絡設置為。,分別為酉矩陣,的前列所構成的矩陣,滿足列正交,即,,因此,經過接收網絡加權后檢測輸出信號為。其中。發送信號總功率為,即,表示求積,因此,第個特征子信道上接收信號的為,其中為信道互相關矩陣。
3 仿真實驗
仿真中假設發送天線數和接收天線數均為4,且分別呈均勻直線排列,設發送相鄰天線和接收相鄰天線之間的相關數相同,即。當空間相關性較強時,只存在較少的可利用的特征子信道,進而影響信道的頻譜效率,先到容量隨著空間相關性的增強而降低。
4 結語
鐵道信號中基于空間特征的MIMO技術不需要居于發射分集,對接收天線和信道環境均不作要求,只在發送端需要信道信息,譯碼復雜度適中。隨著陣列矩陣處理、矩陣運算等信號處理技術的成熟和DSP芯片處理能力的提高,MIMO技術必將在未來的鐵道移動通信系統中的到廣泛的應用。
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關鍵詞:區域經濟;高鐵;影響;資陽
一、研究背景
高速鐵路成渝客運專線途經成渝經濟區的核心地域,該地域總面積達20多萬平方公里,以重慶和成都兩個特大城市為兩極,輻射四川盆地大部分地區,涵蓋人口近9800萬人,涉及市(縣、區)35個,是我國人口最密集的城市群之一。全長308.206公里,設計時速250公里,項目投資估算總額398.9億,其中資陽境內87.8公里。
二、研究目的
本文將分析“高鐵經濟”所帶來的經濟及社會影響,認識經濟結構改變并提出相應對策,以便合理定位以迎合成都和重慶兩大經濟巨頭,揚長避短增強自身區位優勢,優化資源配置,提高競爭能力。
三、高鐵對資陽經濟的影響及詳細分析
(一)顯化了資陽的區位優勢
區位優勢是一個綜合性概念,單項優勢往往難以形成區位優勢,也是一個發展的概念,隨著相關條件的變化而變化。“同城效應”將改變著人們的生活方式、時空觀念和置業理念。工作、生活在不同城市的通勤者數量將不斷增加,成為一種穩定的生活方式,這樣的生活方式改變對房地產的影響是不可估量的。資陽現有成渝鐵路、成渝高速公路和國道321線、319線、318線等骨干道路穿境而過,隨著成安渝、內資遂、遂資眉、成都第二繞城高速公路和成渝鐵路客運專線等綜合交通項目加快建設,“多線接成渝、內外大暢通”綜合交通格局即將形成。資陽距離成都站約100公里,距離重慶210公里,按照客運專線設計時速250公里速度來計算,從資陽到成都需24分鐘,到重慶需50分鐘,并同時處于作為西南經濟巔峰的兩大城市“高鐵一小時經濟區”內,區位優勢極其明顯,完全滿足資陽經濟騰飛的外部條件。
(二)引起資陽城市中心轉移、經濟重心的偏移
車站與城市之間的地段將形成新CBD,并成為經濟發展核心,由于CBD對社會投資和期望的凝聚放大作用,因而高鐵站商業圈的規劃建成,會造成商業、服務業向新的CBD凝聚,同時為迎合成都、重慶及其他周邊城市旅客的需求,必然將在車站附近建立居住、商業和服務業圈層。如為滿足通勤者需求的住宅小區、綜合商場,為滿足旅客而興建的酒店賓館,為滿足大企業公司而建立的商務寫字樓、辦公樓等。因此從國內外高鐵經濟發展規律來看,資陽在沱江東岸地區建立高鐵站后,伴隨路網交通主干道線路變化,會在沱東形成新的CBD,將改變以上西街商業中心圈層和禾邦商業圈層為中心的資陽商貿核心區位。
(三)交通主干道線路變化
資陽規劃用于連接高鐵車站所在的沱東新區與城市中心的連接點為沱三橋、沱四橋,貫穿整個沱東新區的主干線為中央大道、濱江路。高鐵開通后沱東新區周邊隨著客流涌入流出與商業貿易服務業的展開,中央大道車流、客流量必將增加,其沿線及與主城區連接的部位車流、客流量也將加大,車輛、客流流向與資陽原有車流、客流流向勢必會有不同,且會形成新的交通主干道,因此會造成資陽城市交通干道線路的變化。
(四)交通路線的改變引起出行方式、慣性消費關系的轉變
隨城市中心偏移和道路干線變化而來的,即是公共交通線路改變、出行方式的變化和慣性消費關系的轉變,及帶來的其他連鎖變化。交通線路的變化,會影響城市聚落的形成和分布,城市聚落就會按照沿交通軸發展的方式,呈現條帶狀和星狀分布。交通便利程度是吸引商品范圍、顧客多少的決定因素,因為商業點是按照交通最優原則分布的,交通便利程度同時影響了商業點的分布密度和位置。居住區的分布則是按照交通便利、環境優雅、購物便利三者有機結合的方式,隨城市區劃等分布的。自然,交通線路的變化,就會對出行方式和慣性消費方式產生影響。如原來只有西門市場能買到的特色物產,現在沱東市場或商場也能買到,沱東新區附近的老百姓就不會再到西門市場去購買,這就是慣性消費方式的變化。
(五)對土地資源的需求預測
出行方式、慣性消費關系的轉變,對城市居民選擇購買住宅和投資經營商業會有極大的影響,沱東新區CBD范圍內和連接多個CBD之間的交通干線沿線,所凝聚的投資和期望會按照城市規劃,自動對土地產生新的需求。首先面臨的將是沱東新區CBD范圍內較近區域土地資源的售罄,會作為商業、服務業用地。隨之而來的是向外擴張,順著連接多個CBD之間的交通干線沿線,橫向和縱向深入發展,特別是沿濱江路一側,會以住宅小區的形式得到眾多居民的認可。然后是CBD周邊范圍和CBD交叉影響范圍,會按照市場發展的六邊形原理,零星形成小型商業點,與住宅小區交叉,形成混合區。
(六)對土地、房地產價格的影響
高鐵本身對房地產行業影響是非常顯著的,根據國內外的數據統計,在高鐵開通的前一年,所在城市的房地產已經開始啟動,當某一個城市中開通一條地鐵以后,地鐵站及周邊的小區房價是快速上漲的,這是因為人們對它有一個很強烈的預期。同理在高鐵開通以后,隨著經濟的快速增長和人口的快速匯集,在相當長的一段時期內(五至十年),沱東新區房地產的增速將會顯著高于資陽經濟的增速,從這一角度來看,對房地產行業而言是非常值得中長期關注的。
(七)負面影響
需要引起注意的是,高鐵形成了城市間的緊密連接,隨著高速鐵路的開通所帶來的流動便利,城市間生產要素在加速流動的同時,由于城市吸引力不同等原因,也會促使資金、人才、信息向發展環境優越、行政效能高的區域聚集。所以規模大、實力強的城市所獲得的利益會更明顯,而投資環境不佳的地區會因為消費水平低、經濟發展落后、文化氛圍不濃、城市環境不佳、投資吸引力不足等原因,面臨人才、企業等流失的困境,造成城市的經濟邊緣化,反而不利于發展,即虹吸效應。其次高鐵對公路運輸會造成一定程度的擠出效應,會造成較長時期內,公路運輸量會有較大程度下降。再次維護成本及運營成本較高,如果票價較高的話,會影響客流量。最后高鐵施工可能導致地質災害和次生災害。
四、對策
針對以上高鐵對資陽經濟的影響,作為資陽決策者,應從以下及方面進行深入考慮:
(一)明確定位
資陽的經濟發展,需要看到成都和重慶等城市的需求,地區發展同樣可以借鑒企業的生存法則,從而創造需求、主動吸引項目與資金。充分發揮原有經濟基礎作用,結合高鐵、飛機場建設等外在條件,在成為成都交通中心樞紐重要組成部分和成渝經濟區內重要交通次級樞紐的同時,資陽應結合現有產業實際,定位于建立國家機車和汽車制造及出口基地、綠色食品加工配送基地、節能產品生產基地、國際會展基地及休閑度假旅游目的地,成為成都—重慶區域產業轉移承接地、新興商貿集中地、成渝通勤住宅區。
(二)加強規劃研究
成立高鐵經濟研究機構,加強對區域經濟的研究,加大規劃、統籌力度,全力謀劃、推進資陽市經濟社會發展與高鐵時代的接軌融合,從區域經濟層面研究提出產業發展、布局的路徑、標準、模式,以爭取國家優惠政策、資金、項目等方面的支持與傾斜,用以支撐區域經濟良性發展。
(三)承接產業轉移
按照區域經濟發展梯度轉移理論,隨著時間的推移及企業生命周期階段的變化,生產活動逐漸從高梯度地區向低梯度地區轉移,而這種梯度轉移過程主要是通過多層次的城市系統擴展開來的。資陽正好處在成都和重慶經濟圈層之間,經濟梯度明顯,且高鐵網絡的建成則會加速梯度轉移過程,最終向資陽形成轉移。因此資陽力求發展經濟,則須加強自身吸引力,可以使用各種政策、突出產業鏈條、人力資源保障、土地供應保障等措施,滿足大中企業需要,主動加速轉移過程。
(四)加強產業集聚
波特在《哈佛商業評論》中提出了產業集聚這一概念,產業集聚是指經營同一種產業的一群公司地理上集中在一起,產業集聚是國際競爭優勢產業的一個共同特征。資陽作為正在加快建設的國家機車和汽車制造及出口基地,特別是以鐵路機車和商用汽車為龍頭的造車產業和新興節能產業方面,形成建設教育培訓-研發-制造-零部件-銷售-后續服務為一體的新興汽車城市,形成企業的價值鏈在空間地理上的緊密結合。
(五)完善交通網絡
新規劃建設的城市交通網絡要主動對接高速鐵路,做好公路客運、公交等交通的線路規劃和站點設置,使之與高速鐵路站點充分銜接,真正實現零換乘、零對接,高效分流高速鐵路開通后的人流,使高鐵的速度效應得以充分延伸。要拓展車站進出的道路、停車場,完善各種配套設施,要制定實施城鄉公交一體化發展規劃,出臺扶持優惠政策,推進城鄉公交一體化,促進各縣(市)與高速鐵路的有效對接。
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關鍵詞:列車通信網絡;形式化建模;靜態屬性分析;形式化驗證;模擬驗證
我國幅員遼闊、人員眾多的基本國情決定了構建安全可靠、經濟環保以及實用快捷的高速列車的重要意義。隨著二十一世紀初葉我國第一條高速鐵路京津城際高鐵的正式通車運營,我國從此邁入了高速列車時代。根據《中國鐵路中長期規劃》,二零二零年我國將建設二百公里時速以上的高速鐵路長達約兩萬公里,以便滿足人民群眾日益增長的出行需要。隨著列車通信網絡的逐漸發展和創新升級,其取得了不菲的成就,然而在自主研發、設備制造以及維護運營等相關問題上尚未有切實可行的方案。但是我國鐵路尚還處于起步階段,迫切需要高速列車關鍵技術的技術支持。
一、列車通信網絡系統的形式化建模概述
(一)UML
UML是Unified Modeling Language的英文縮寫,又稱為統一建模語言。UML是二十世紀末期由對象管理組織的一種建模語言,其具備定義良好、功能強大以及使用便捷等諸多優點,因而在業界得到了廣泛使用[1]。UML支持對軟件密集系統的可視化建模,并且具有面向對象語言的特征,即其理念是“讓語言適應問題,而不是要問題適應語言”,它能夠讓開發人員關注與系統的模型和結構,而不是系統實現的具體細節,適用于數據建模、業務建模、對象建模以及組件建模等。
(二)Petri網
Petri網是德國科學家Carl Adam Petri博士于二十世紀中葉在其博士論文《Kommunikationmit Automaten》中首次提出的,然后經過了長達40余年的發展和完善,逐步形成的一種完整、系統的通用建模語言[2]。Petri網不僅可以勾勒系統的結構,還能描述系統的動態行為,當前其在計算機科學與技術、自動化科學技術、機械設計與制造、工業過程控制以及經濟學等領域都得到了普及應用。Petri網是一種基于圖形的數學建模語言,其既可以通過圖形界面模擬系統的行為特征,又能夠結合線性代數、矩陣論等相關數學理論對系統的性質進行有效的分析,Petri網的分類如圖1所示。
PetriW理論經過業界多年的實踐與完善,目前已經形成多層次、多分支的理論結構,從其外延上可以分為基本Petri網、有色Petri網、增廣Petri網以及含時間因素的Petri網等,其中有色Petri網、增廣Petri網以及含時間因素的Petri網均可以稱作高級Petri網。高級Petri網是對基本Petri網的擴展和抽象,其能夠做到對網中的托肯進行分類、解析和運算,減少網系統中國的基本元素,以便實現縮小網系統規模的目標[3]。高級Petri網的主要優勢是當其對復雜的系統進行建模時,所建立的模型將更為簡單、清晰以及直觀。
(三)時間自動機
時間自動機是一種用于實時系統建模和驗證的理論,其以基本有限自動機的為基礎,并加入了實時變量建模時鐘集合,時鐘變量的限制用于控制自動機的行為,相關研究機構在其理論技術上開發了時間自動機屬性驗證工具,比如UPPAAL以及Kronos等,實現了自動化驗證過程的高效執行。
二、列車通信網絡系統的形式化驗證方法
形式化驗證過程如圖2所示,較其他驗證方法,其具備四大優勢:第一,驗證情況蘊含所有的激勵空間,驗證過程和理論是完整的;第二,驗證結果的正確性以數學理論為保障,與系統的激勵情況無關;第三,驗證結果不需要建立參考模型,生成期望的輸出序列;第四,當驗證發現錯誤時,可以生成簡單易懂的錯誤調試信息[4]。當前,形式化驗證方法主要包括定理證明、模型檢查以及等價性檢查。
(一)定理證明
定理證明(Theorem Proving)的目標是借助公理和推理規則等形式化邏輯證明設計的正確性。在理論證明系統中,通過邏輯架構對設計進行描述,并用引理對一系列性質進行描述,引理需要通過一些推理規則證明正確性。一級邏輯和高級邏輯能夠準確無誤地實現系統信息的表達,進而有效規避了自然語言描述系統帶來的不準確的風險。
定理證明系統可以處理復雜的邏輯運算,定理證明過程以公理、推理規則、中間引理以及派生定義為依托,一般而言,往往需要具有專業素養過硬的人員進行推理路線的選定,進而交互式的完成證明過程。
(二)模型檢查
上世紀末期E.M.Clarke等提出了基于師太邏輯和有限狀態轉移圖的模型檢查方法之后,模型檢查方法因為較定理證明方法具有更高的自動化程度的優勢,而在世界上各個研究機構和實驗室得到深入研究和普及應用,以后經過了許多年的實踐和完善。模型檢查方法以時態邏輯為基本思想,描述程序或電路的時序性質,使用Kripke結構表示程序或電路的行為和結構,通過Kripke結構驗證其是否滿足時態邏輯公式。
結語
綜上所述,我國幅員遼闊、人員眾多的基本國情決定了構建安全可靠、經濟環保以及實用快捷的高速列車的重要意義。盡管高速列車網絡系統仍存在一些問題,但是隨著高速列車網絡系統形式化建模和驗證方法的實踐和不斷完善,我國的高速列車客運業到一定可以實現更為良好的發展。
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傾心于橋梁工程建設年輕學者
何庭國生于四川省眉山市一個偏遠的小山村,父母常年在外工作,自小與祖母相依為伴,二人感情甚深,也是這樣獨立的生活與祖母慈祥的呵護造就了他后來艱苦樸素、感恩惜福的性格。談及一直從事的橋梁工程建設事業,他特別提到1995年從西南交通大學橋梁工程專業畢業后被分配到中鐵二院勘察隊和鐵路建設現場的3年實習經歷,這讓他得到了鍛煉,也讓他能夠開始接觸特殊橋梁結構的設計和科研工作。由于工作認真合格,何庭國作了一年見習生后便轉為助理工程師,從1998年起開始加入到“鐵路大跨度鋼管混凝土拱橋新技術研究”。這是以水柏鐵路北盤江大橋為依托進行的科學研究,負責大橋轉體結構的設計研究和施工控制研究的他為了配合課題研究的需要,從1999年到2002年的整整三年時間內常年工作在北盤江大橋艱苦的工地,一年大約只能回家兩次。1999年“五一”期間他百忙中抽空回家與相戀多年的女友舉行婚禮,因工作需要,婚禮后的第二天便匆匆趕回工地。同樣是在那幾年時間里,因為北盤江大橋的施工工地偏僻、缺少公共交通和外界通訊設施,2001年11月與他感情深厚的祖母去世10天后他才得知消息,未能守到最親近的祖母身邊見其最后一面成為了他心中永遠難以釋懷的隱痛。
多年來,何庭國一直堅持在技術研發和設計的第一線工作,在領域內做了大量艱苦的研究工作,為我國的鐵路橋梁工程事業奉獻著青春和汗水,既得的榮譽和成績無不是他心血和汗水的結晶。早在國內高速鐵路建設初期,他就參與了中鐵二院高速鐵路橋梁技術公關組工作,并擔任下部結構研究課題組組長,為中鐵二院高速鐵路橋梁設計提供了技術支持,組織完成了高速鐵路簡支梁橋橋墩、橋臺計算軟件的研制,極大地提高了鐵路橋墩、橋臺的設計效率,為我國高速鐵路建設事業作出了積極的貢獻。
苦心鉆研勇于創新
鐵路運輸是我國工業發展的生命線,鐵路橋梁技術的安全和實用性能是關系著鐵路健康、穩定發展的重要因素。何庭國一直以來從事鐵路橋梁技術方面的研究和設計工作,主持并參與了多項重大科研課題,在多個研究項目方面均取得了重要成果。
在“鐵路大跨度鋼管混凝土拱橋新技術研究”的項目中,何庭國作為主要參與者負責轉體施工方案的研究和轉體結構設計,并且參與了鋼管拱結構的設計。他充分結合了水柏鐵路北盤江大橋的設計建設,在橋梁轉體技術上首次采用了凹面向上的鋼與復合聚四氟乙烯滑片作為摩擦副的轉體球鉸,并于轉體結構設計中創新性地采用了單點扣掛整個半拱拱圈,不僅提高了球鉸的承載能力和穩定性,而且極大地降低了施工控制難度。后來這一球鉸結構設計獲得了國家實用新型專利,整個項目先后獲得國家科技進步二等獎、貴州省科技進步一等獎、鐵道部優秀設計一等獎、全國優秀工程設計銀質獎等獎項。
作為“渝懷線大跨度橋梁關鍵技術研究”項目主要參與者和負責人,為解決大斜交角度的問題和保證大橋及航行的安全,何庭國大膽采用了矩形漸變到圓形的空心墩設計,這在國內同類橋梁設計中屬于首創。他根據梁部跨中橫隔板的作用進行了分析研究,發現了跨中橫隔板的設置意義不大,同時從降低施工難度、保證合攏段施工質量角度來看,不設跨中橫隔板更為有利,因此提出對橋面不是很寬的單箱單室的箱形截面梁設置跨中橫隔板不必要,進而取消了大跨度混凝土連續梁跨中橫隔板的設置。這一項目結合當時國內最大跨度的黃草烏江大橋進行設計研究,后來獲得了總公司的優秀設計二等獎、鐵道部優秀工程設計三等獎。
何庭國還是“遂渝客貨共線鐵路時速200公里常規跨度簡支T梁橋動力特性研究”的主要研究者之一,通過計算分析歸納得出橋墩高度在一定范圍內橫向剛度限值的規律,提出了橋墩橫向剛度限值表達式。這一公式可以用來指導實踐,后來獲得鐵道協會科技成果三等獎。
何庭國還結合“長聯大跨度及常用跨度預應力砼連續梁設計及下部結構線剛度限值研究”的成果完成了對福廈鐵路烏龍江特大橋的設計和大噸位減隔震支座的設計研究。他設計的烏龍江特大橋采用了(80+3×144+80)m長聯大跨預應力混凝土連續梁,建成時是國內最大跨度的鐵路混凝土連續梁橋,使我國的鐵路混凝土連續梁橋跨度首次突破140m,不僅拓展了鐵路混凝土連續梁的跨度范圍,為后續更大跨度連續梁建設積累了經驗,而且促進了鐵路橋梁減隔震支座的研究和應用。該橋的特點在于對曲線梁的支座進行了選型研究,確定了曲線梁上采用球形支座對于緩解梁體平彎引起的支反力異常有明顯改善,并且結合橋梁研制的大噸位球型雙曲面減隔震支座有效降低了地震力對下部結構的影響,解決了長聯大跨連續梁的抗震難題,促進了鐵路橋梁減隔震支座在我國的研究和推廣應用。2010年,該項科研成果獲得中國鐵路工程總公司的科技成果二等獎。
除上述成果之外,何庭國還是“鐵路橋梁減、隔震支座技術及標準研究”的主要參與者、“襄渝線牛角坪主跨192m大跨剛構橋建設技術試驗研究”等研究項目的主要參與者和負責人。由他主持的《鐵路懸索橋設計研究》課題目前已取得階段性的重要成果,并參與指導了跨金沙江、怒江等鐵路懸索橋的方案設計,還負責了《鐵路工程抗震設計標準與方法研究》課題有關橋梁部分的研究工作,也已經取得了重要的研究成果,為《鐵路工程抗震設計規范》的進一步修訂奠定了基礎。
堅持科研實踐理論與實踐并行
根據何庭國研發的技術,所取得的科技成果如今已經在國內橋梁工程技術的多個方面得到了積極的應用和推廣。
他負責研究的《鐵路大跨度鋼管混凝土拱橋新技術研究》取得的成果之一轉體球鉸,采用了凹面向上鋼球面鉸,并用鋼與復合聚四氟乙烯滑片作為摩擦副,提高了球鉸的承載能力和穩定性,本成果發表以后,國內建設的所有轉體橋梁全部應用了此項技術。而他在“渝懷線大跨度橋梁關鍵技術研究”當中所取得的取消跨中橫隔板的技術成果,在后續的更大跨度的連續梁、連續剛構橋上等工程中也得以推廣應用并且進一步被驗證。
除此之外,在烏龍江特大橋設計建成以后,借鑒何庭國在橋梁設計方面的研究成果,國內先后在廈深線、蘭渝線、云桂線等地設計了主跨154m、160m、168m的預應力混凝土連續梁橋,如今這些橋梁都在建設當中。何庭國所提倡的鐵路橋梁減隔震技術先后在大瑞線、廈深線、長昆線、成蘭線上得到了推廣應用,他負責的“常規跨度T梁橋墩橫向剛度限值”研究成果也在遂渝客貨共線鐵路梁橋完成之后,在各條單線鐵路橋梁的設計中得到推廣應用。