摘要：高速列车端部的吸能结构在碰撞事故中具有至关重要的作用,为保护乘客提供了最后的安全保障。在一般情况下,吸能结构通过其自身的塑性变形来耗散碰撞冲击能量,然而,这种方式可能导致试验研究的重复性较差,同时,也存在冲击力不稳定性问题,为此,本文提出一种新型金属/碳纤维混合摩擦吸能结构(HFEAS),该结构由轴瓦、防爬装置、预紧螺栓、内管铁、摩擦板和摩擦金属/CFRP管组成。利用MM3000摩擦试验机测定样件摩擦因数,基于试验结果并结合复合材料的损伤特性,建立混合摩擦吸能结构的有限元模型,对有限元模型进行试验验证,研究不同结构参数对其耐撞性的影响。通过采用GRSM方法进行多目标优化,确定该新型摩擦吸能结构撞击力学参数的最优参数配置,并基于试验设计移动最小二乘法建立摩擦管直径D、螺栓预紧力F和钢铁层厚度t关于能量吸收(EA)、比能量吸收(SEA)和初始峰值(PCF)的响应面模型。采用多目标遗传算法对其力学参数进行优化,通过多目标优化的帕累托前沿得到该摩擦吸能结构的最优参数配置。研究结果表明:螺栓预紧力F对HFEAS的影响最大;当F从1 000 N增加到10 000 N时,峰值力增加了7倍,平台力增加了10倍。混合摩擦吸能结构将复合材料的轻量化与摩擦学特性相结合,为吸能结构的改进和发展提供了新的方向。

摘要：我国山区铁路工程建设桥隧比高、工程弃渣量大的特征使巨量弃渣的合理处置与利用成为铁路工程建设可持续发展亟待解决的关键问题。然而,季节因素会对山区铁路工程建设的物资运输能力与运价率等产生影响。基于此,考虑运输能力与运价率随季节波动以及弃渣的产出不确定性,研究山区铁路工程建设弃渣回收物流网络优化问题,构建多周期多产品弃渣回收物流网络多目标优化模型。该模型综合考虑物流网络的经济效益和社会环境效益,优化确定弃渣加工厂的选址与投资建设规模、采购与弃渣回收利用比例、弃渣运输路线规划与流量分配等,并采用Epsilon-约束法对模型进行转化和求解。最后,以长赣铁路工程项目为例,验证了模型有效性;对求解结果从多目标平衡和季节影响等角度进行结果分析;并对机制砂市场采购价格和运价率进行敏感性分析。研究结果表明:(1)社会环境效益权重较大的范围内,弃渣的回收利用有助于提高网络的经济效益;(2)弃渣的回收利用应主要安排在秋季,且当运价率上涨时可以将其他季节的弃渣回收行为转移至秋季以降低物流网络总成本;(3)政府可以通过政策颁布介入采购和运输市场以控制网络碳排放水平,主要对秋季运价率进行上涨控制以避免秋季碳排放量的突增。研究结果为我国山区铁路工程建设中的弃渣回收利用物流网络优化问题提供了有效参考。

摘要：随着计算机技术的快速发展,目前虚拟仿真技术已经成为“人工智能+”背景下实验教学的一种有效手段。为此,文章在车辆工程实验教学中,设计了基于虚拟场景的轨道结构认知与操作实验,以提高学生对轨道车辆结构认知和现场实操能力。该实验以虚拟车钩三态作为研究对象,给出了从零部件三维造型、贴图、三维场景建立到交互式控制的车钩三态虚拟实验的设计与实现过程。文章研究的虚拟实验方法能满足学生自主化协同实验需求,有利于锻炼学生工程实践能力的提高,助力高校培养新工科人才。

摘要：交通运输工程研究生培养面向国家交通强国建设需要,培养适应未来科技进步、德智体全面发展,掌握交通运输工程学科基础理论和专业知识的交通运输工程领域系统人才,能够胜任大型工程技术研发与管理等方面工作,具有良好的创新能力、国际视野和领导意识的高层次工程技术应用型人才。该文从培养方案顶层设计、学术素养与国际视野、导师多方位跟踪制培养、课题组团队精神文明建设、高年级学长逐级传帮带、专业实践与社会实践教育、年度思政与过程考核、工程项目研究与技能训练、学位论文撰写与评审九个维度开展新时代工科研究生的全过程培养。

摘要：为解决高速列车牵引变流器直流环节LC谐振回路体积大、质量重,造成整体功率密度降低,不利于轻量化等问题,引入有源功率解耦回路代替LC谐振抑制母线电压的二次纹波。为适应大功率低开关频率的轨道交通应用场景,选择Buck斩波有源功率解耦拓扑作为LC谐振回路的替代方案。通过粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法设计基于CR400AF高速动车组的拓扑参数,使解耦电容容值,解耦电感感值和4次脉动幅值尽量接近群体最优值,据此建立多目标优化函数,得到最优参数。针对该解耦电路提出了基于重复控制的功率解耦策略,以解耦电容电压为控制目标,包括二阶广义积分器(second order generalized integrator,SOGI)二次脉动电流提取、直流分量跟踪、交流分量跟踪以及脉宽调制(pulse width modulation,PWM)4个部分。研究结果表明:Buck斩波有源功率解耦拓扑,相比LC谐振回路减少28.3%,相比增大支撑电容拓扑减少5%,符合直流环节轻量化目标,在直流电压纹波方面,相比LC谐振回路增大约90V,相比增大支撑电容减少35V,约为3.47%,符合少于5%的规定。同时,对比负载变化50%响应时间,Buck斩波有源功率解耦用时最少,比LC谐振回路减少34.8%,说明动态性能得到了提升。Buck斩波有源功率解耦不仅可以有效滤除二次脉动,稳定直流电压输出,使网侧电流波形更加接近于正弦波,并在低带宽条件下实现高精度的指令跟踪,提高动态性能。研究结果可为直流环节轻量化的解耦拓扑选型与控制策略优化提供参考。

摘要：针对新能源发电系统对隔离DC-DC变换器宽电压范围的需求,提出一种基于电感复用的宽范围准谐振型变换器。通过引入谐振技术,变换器在合理的参数设计下可以实现一次侧开关管零电压开关(zero voltage switching,ZVS)导通以及二次侧二极管零电流开关(zero current switching,ZCS)关断,解决了传统倍流整流变换器ZVS实现和占空比丢失相矛盾的问题;采用电感复用的思想,无须将变压器的励磁电感设计得过小,即可实现宽范围调压,在较窄的开关频率范围内有效提升了电压增益范围;相较于全波整流,优化了变压器的绕组利用率。结合变换器的工作特性,分析推导了所提出变换器的软开关条件和电压增益,继而给出了谐振参数设计方法;最后通过一台800W样机的实验验证了变换器拓扑的可行性与理论分析的正确性。

摘要：重载组合列车自组织网络是一种新型智能化的管理体系,能够实现列车的实时信息交互和协同运动。随着列车向长编组、重载化发展,对于重载组合列车自组织网络提出新的要求。该文提出一种改进模型预测控制的列车自组网运行控制策略。首先,建立重载组合列车自组织网络系统的单列车与多列车运动模型,其中多列车运动模型以3辆车为例具体化。其次,设计一种基于模型预测控制的多列车协同控制,以实现多列车的高效率安全运行,并且通过优化模型预测控制预测时域,改善控制效果。最后,仿真实验验证所提方案在加速、减速和不同预测时域的效果。结果表明,所提出控制效果的优越性,在保证运算性能的同时达到最优的控制效果。

摘要：面向城轨客流时变需求,在给定乘客服务水平的限制下,耦合出行需求与列车始发时间,优化城轨线路列车运行计划,使得列车对数和列车车底数最小化。以具有单一尽头车场的列车运行计划优化问题为研究背景,将该问题分解为列车时刻表优化子问题和列车周转方案优化子问题。针对列车时刻表优化子问题,提出基于时刻表的客流分配方法,构建相应的列车时刻表优化模型,并设计列车时刻表双向关联序列化优化算法;针对列车周转方案优化子问题,建立相应的列车周转方案优化指派模型,同时设计求解该模型的匈牙利算法。算例分析表明:本优化产生的列车运行计划,在满足乘客服务水平的基础上,最大限度地降低了列车运行成本,依次使得列车对数、列车车底数最少,证明模型和算法的有效性。

摘要：为助力物流企业实现“低污染、低排放、低能耗”的绿色配送,基于限额碳交易机制,考虑由传统燃油车和电动车构成的混合动力车队,研究多配送中心车辆路径-速度联合优化问题.引入综合距离、载重和速度等因素的实际能耗模型,以固定成本、能耗成本和碳交易成本之和最小化为优化目标,构建混合整数规划模型.根据问题特征,设计考虑速度优化的并行改进变邻域搜索算法,以集成路由和速度决策;应用大邻域搜索的全局破坏-修复算子和并行局部搜索策略改进算法的搜索深度和寻优效率.基准算例和仿真算例的实验结果验证了算法的有效性,并揭示了车队配置、碳交易机制和速度优化对配送方案的影响.研究成果在丰富车辆路径问题相关研究的同时,能够为物流企业降本增效及政府引导市场行为提供理论参考.

摘要：为了使得城际铁路列车车站到发时刻既能具有严格等时间间隔的周期性规律,又能灵活适应城际铁路客流需求的时间分布,首先提出了列车多节拍组合运行组织模式,并将其与单节拍、非节拍运行组织模式进行特征对比分析.进而基于列车多节拍组合运行模式,以最小化所有节拍单元列车总旅行时间为优化目标,以同节拍单元列车等时间间隔运行、各类作业安全时间间隔要求等为约束,构建了城际铁路列车多节拍协同运行图优化模型.在通过确定模型中复杂约束、引入拉格朗日乘子将其松弛的基础上,结合次梯度法设计基于拉格朗日松弛的优化算法求解模型.以京津城际为背景的算例优化获得由4个节拍列车组合的列车运行图,其中各节拍列车分别以17、34、34、35 min等时间间隔周期性运行,该方案目标函数与其最优下界的相对差距仅为2.55%.