科研课题的研究路线范文

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第1篇

【关键词】线路维修；发展动向；研究开发

中图分类号：A715文献标识码： A

一、前言

这些年来，我国铁路行业发展迅速，线路的维修也占据了重要的作用。因此，我国的线路维修要向着有利于线路可持续发展的方向发展，研究课题要考虑到线路的合理经济化维修，这是一项十分复杂困难的课题。

二、铁路线路维修的基本

铁路线路是由路基、道床和轨道等组成，它是一个整体工程结构，其任何组成部分的改变或损坏，都将影响整体功能。铁路线路设备常年在大自然中，经受着风雨冻融和列车荷载的作用，轨道几何尺寸不断变化，路基及道床不断产生变形，钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，因而使线路设备的技术状态不断地发生变化。线路维修养护应贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的原则，经常保持线路设备完整和维修质量，才能使列车以安全、平稳和不间断地运行。

三、我国铁路线路维修的发展动向

从宏观的角度把线路修理作为一个系统研究线路维修工作, 要研究外部条件对系统的联系和制约, 以及系统内部线路维修与轨道结构、管理体制、作业方式之间的统一和协调。

1.强化轨道结构

在一定的运输条件和轨道条件下, 轨道变形呈现一定的规律性。目前我国的轨道结构仍然以50kg/m钢轨为主型钢轨, 截至2013年末,50kg/m钢轨占正线延展长度的58.7% ,这种结构不能适应机车轴重2 3t、货车轴重21t、平均货运密度1800万吨・公里/公里的运输条件的需要, 轨道部件折损和结构变形加剧, 无法按正常周期安排修理。

2. 坚持线路修理中的三级修程制度( 大修、中修和维修) 和维修中的综合维修、经常保养和临时补修制度。

大修、中修、维修是线路修理中的三个环节, 只有合理适时进行大修和中修, 才有可能合理安排维修工作。大修的任务是彻底消灭线路永久变形, 使大修后的线路质量完全恢复到原有标准或达到更高的标准, 主要内容是全面更换钢轨, 清筛补充道床, 更换失效轨枕等。中修是在两次大修之间消灭线路一定程度积累的永久变形, 主要内容是加强道床、解决道床不洁及厚度不足问题, 同时, 更换失效轨枕。在保证这两种修程周期及质量的基础上, 维修的任务是要维持大修和中修质量。各修程有各自不同的要求和作业内容, 降低大、中修质量而增加维修工作量, 或以维修手段延长大、中修周期都是不科学的。

线路维修包括综合维修、经常保养和临时补修。综合维修是在大、中修间或两次中修间按周期、有计划地对线路进行综合性修理, 主要内容是改善轨道弹性, 调整轨道几何尺寸, 整修和更换零部件; 恢复线路的完好技术状态。经常保养是根据线路变化情况, 在全年度和线路全长范围内, 有计划有重点的养护, 以保持线路质量经常处子均衡状态。临时补修是对突发性的轨道部件折损和几何尺寸超限进行整修, 保证行车平稳和安全。

3.按“ 可靠性” 原理制订计划预防性维修的临界周期。

我国铁路线路维修大体上经历了三个阶段: 解放初期的 “ 事后修” ;50年5代中期开始的一年一遍综合维修的“ 计划预防性维修” ,80年代开始按不同轨道结构, 以累计通过总重密度为依据确定线路综合维修周期的维修改革。不同阶段的维修方针都是根据当时的具体条件、科技发展水平决定的, 对保证行车安全起到了重要作用, 不宜用现代的技术观点去评价过去的技术决策。

国外线路进行维修的目的基本上可分为两大类: 一类认为线路维修的主要目的是恢复道床弹性; 另一类则认为是消除轨道几何不平顺。根据我国具体情况, 综合维修的重点应该是改善道床弹性, 作业性质和内容介于苏联的起道修和综合维修之间。在一定的轨道类型及运输条件下, 线路变形呈现一定的规律性, 它

基本上与累计通过总重有一定的函数关系, 因此, 确定线路维修周期应以累计通过总重为坐标, 而不能以时间为坐标。

四、改善维修的技术开发

改变轨道维修中的人工作业, 实现高效、省力的目的。如附图所示。

其中, 可以认为轨道结构革新是最根本的。可是, 在营业线上实现轨道革新需要巨额资金和很长时间, 从合算性观点出发, 其适用范围必须限定。因此, 即使不进行板式轨道那样真正的省力化轨道的革新, 而是通过构件强化、革新等延长维修周期, 将必要的作业量控制在当前可能实现的水平, 也成为重要的课题。可以说, 除了预测运输量极大、难以确保必要维修作业量的进行之外, 在当前阶段后者是更为现实的。

另外, 自动化检查和机械化作业对提高维修水平来说, 也是十分重要的、实质性的研究课题。关于这些问题, 主要工作是作业方式的分析和机械开发研制.可是, 轨道检测理论及数据处理技术、传感器应用技术等, 已纳入铁道综合技术研究所应积极开展的课题。其具体内容概要介绍如下:

1.轨道结构的强化和长寿命化

板式轨道作为省力化轨道自开发以来已有四分之一世纪之久, 已被正式用作以新干线为首的新建线路的标准构造。可是, 日本铁路公司占全部线路90 % 依旧是传统的有碴轨道, 今后将这种既有营业线有碴轨道改造为省力化轨道的技术开发, 是必不可少的。关于这个问题, 可以认为施工效率和成本是目前的关键,基于这一观点今后必须继续开展研究工作。

此外, 虽不是在铺成的路面上或在土路基上铺设板式轨道这种正式的省力化轨道, 一直在进行通过赋予轨道以弹性来减少道床恶化的方法的研究, 尤其近几年来, 有碴弹性轨枕的省力化效果引人注目, 作为有碴轨道较简单的降低维修作业量的轨道已试行铺设。有碴弹性轨枕在降低枕下压力的同时, 还具有在全部频率范围内降低道床振动, 以及防止道床下沉和道碴细粒化的效果。与在高架桥、隧道等刚性路基上采用道碴垫层防止道床恶化的情况不同,有碴弹性轨枕不仅对刚性路基产生效果, 在土路基上也能期望获得一定的降低维修作业量的效果。

2.自动化检查和机械化作业

检查业务在线路业务中所占的比例约30%,与维修业务相同占有较大比例。这些检查, 以前由于技术和经济方面的原因大部分依靠人土完成。今后, 为了实现线路维修大幅度省力化的目的, 在重新评价检查项目的同时,实现主要项目的自动化检查很重要。

实现检查业务自动化的重点是, 开发各检查项目相应的传感器技术和对结果判断的评价方式。随着新干线的高速化, 除了需要采用不同于以往所述的新检测技术外, 还从提高检测效率的观点出发, 进行以双转向架高速轨道检测车为首的新的检测方式和检测设备的研究开发工作。

3.轨道维修的系统化

轨道维修业务的大部分是轨道不平顺修理业务, 很早就使用轨道检测车定期检测轨道状态, 在一定的评价标准的基础上进行维修。在某种意义上可以将其称为近似于状态监视保护的维修体系。

关于维修安排的优先次序和维修工作量, 在缺乏数据根据时, 将调动可能动员的维修劳动力, 对异常值进行优先管理, 或者是根据经验和直觉, 依次分配剩余劳动力。

五、关于高速化技术开发课题的应用

原国铁时代, 由于经营状态的不断恶化、社会对环境问题的关心日增等原因, 新干线和既有线的列车最高速度, 分别在1964年和1965年以后的很长时间里停滞不前。直至2009年,东北、上越新干线的最高速度只不过提高到24Okm/h。其间, 各国尤其是欧洲国家, 在以高速化恢复铁路活力方面进行了脚踏实地的技术开发工作。有关铁路高速运行技术,稍有落伍的感觉。但是, 民营化以后, 由于日本铁路公司集团对改善经营状况有很高的积极性, 和1975年以来有关环境保护问题的技术积累, 铁路高速化的时机终于来到。

1.防止道碴飞散的对策

随新干线高速化产生的严重问题之一, 是列车在降雪期落雪及列车风造成道碴飞散的现象。对前者, 在东海道新干线通车之初即有人指出。近年来由于大幅度提高列车速度, 需要重新考虑万全之策。而对后者, 东北新干线通车之前的综合试验线(小山地区)上的高速试验已确认了这一现象, 但由于东北、上越新干

线通车时将最高速度限制在220km/h,且道碴区间的延长不到全线长度的10%,故问题并未明显表现出来。

其结果, 通过试验弄清了产生道碴滚动的列车速度和碎石形状的关系, 与此同时还弄清了道碴飞散的发生机理。另外, 还结合防止列车落雪造成道碴飞散的措施, 对诸如用塑料网覆盖道碴主要部分的道碴网, 在轨枕中间部位预先设置高背轨枕, 以及促使道床颗粒相互粘合的粘合剂等措施及其效果进行了研究。虽然分别确认了这些措施的效果, 但各种防治工程的耐久性和降低成本是今后实用化所必须解决的课题。

2.涂油改点油

在高寒地区, 由于冬季道床冻结, 线路动道床作业不能进行, 过去利用这段相对清闲的时间进行螺栓涂油, 无论是多人的“松―涂―紧”流水作业, 还是单人的“松、涂、紧”作业, 都存在着钢轨放缩, 人为造成应力调整, 使轨缝变大、钢轨爬行串动。为克服以上弊端,我们将过去的涂油改为用挤压式油壶在螺栓上点油。改进后, 省工省力, 不会因为松动扣件使线路指标超过规定标准, 也不会造成钢轨爬行串动。因为油虽点在顶端, 但在春夏秋季进行, 太阳一晒油能够渗漏到内部, 同时油在螺母上端能防止螺母上部锈蚀, 而且大大地节省了油料。

六、结语

通过对新时期下，线路维修中仍然存在的问题分析，进一步明确了线路维修的发展方向，为铁路维修专业的优化完善奠定了坚实基础，有助于提高铁路行业的竞争力和效益。

参考文献：

[1]鲁希孔、钟国藩 铁路道岔养护 中国铁道出版社 2011

[2]何佩瑜、陈汉娥 铁路曲线养护 中国铁道出版社 2009

[3]童大埙 铁路轨道 中国铁道出版社 2012

第2篇

关键词:客运专线　沿线城市　客运量　多元LOGIT模型

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对出行的舒适性、快速性与安全性有了更高的要求。另外，运输市场管制的放松使各种运输方式的竞争日趋激烈。在这样的背景下，铁路在“提速”的改革基础上，在一些经济较为发达的地区率先进行客运专线的建设，将客运和货运业务分线运行。

客运专线的建设将极大地提高铁路在运输市场中的地位，吸引和诱增更多的客流进入铁路运输市场。沿线城市是否引入客运专线，对铁路部门而言将出现旅客运量的分流，从而导致铁路经济效益的增减。如果要想定量地测算出客运专线引入沿线城市给该城市经济上带来的影响，那么铁路运量的分流变化情况是首先必须关心的问题。

1分流渠道的确定

根据居民交通消费行为，一个城市的居民可以分为出行和基本不出行(相对区域旅行来说)两类。在新的交通工具或方式出现以前，对于出行的居民，他们只能选择运输系统中现有的运输方式;当新的交通工具建成后，它将作为运输系统中一种新的运输方式，供居民出行选择，吸引系统中其他运输方式承担的运量，并作为其运量构成的一部分，即转移运量[1]。

如果沿线城市i引入客运专线，则该城市的铁路出现转移运量;如果沿线城市i不引入客运专线，设在相邻i城市k公里的j城市引入客运专线，则i城市引入客运专线情况下转移过来的旅客运量加上既有的旅客运量将分化为如下4种出行渠道:选择其他交通方式、选择既有铁路、选择客运专线和不出行。这里，选择不出行的旅客比例很小，可忽略不计。

2 运量转移概率的确定

2.1多元LOGIT模型

同一种运输方式，不同的旅客在不同的时期或从不同的角度考虑，就会产生不同的选择意向，即主观价值。退一步说，即使同一旅客在不同条件或从不同角度下也会有不同的主观价值。在这种情况下，用“选择概率”的概念来解释并衡量旅客的主观价值，就具有一定的意义。在此，提出了运输方式选择概率模型———多元LOGIT模型[2]。

人们旅行时，总是愿意选择综合费用最小，即效用最高的交通方式。这里的效用包括安全性、经济性、快速性、方便性、舒适性在内的综合效用。效用值的变化，必然引起运输方式选择的变化，即由一种方式转移到另一种方式。这里引入著名的多元罗吉斯模型(MultinomialLogisticsModel)，如下所示:

这里，Pi是第i种运输方式的选择概率，N是可供选择的运输方式，Vi是效用函数，它由多种服务特性组成:

式中，Sij是选择第i种运输方式其效用函数中的第j项服务特性;ρj是第j项服务特性(分别指经济性、舒适性、快速性、方便性、安全性)之权重，j=1，2，…，5。

另外，需要说明的是安全性因素。在现实生活中，不安全的交通工具是绝对无人选择的，安全性因素对交通工具的选择起着决定性的作用。把安全性因素放在服务特性中，以相对应的权重来影响选择概率是不够的，不能反映真实的选择意向。所以，对上面的罗吉斯模型进行改进，把安全性因素从服务特性中提出，让它直接影响选择概率，起到安全性否决作用。得到修正型的多元罗吉斯模型:

2.2 服务特性权重的确定

权重的确定可以采用西南交通大学交通运输学院的硕士论文《用多目标决策方法研究公、铁客运合理分流》中所确定的权重值[3]，并作相应的修改和调整，如表1所示。

2.3服务特性Si1的量化处理

(1)经济性(Si1)。旅客选择运输方式考虑到经济性因素时，主要是直接以该运输方式的票价作为依据，间接地考虑到路途的花费。路途的有关支出与旅行时间有关，在快速性中将予以考虑，所以，用票价作为经济性的衡量指标。

Si1=Ci=Ri×Li，

式中，Ci是第i种运输方式票价(元);Ri是第i种运输方式运价率(元/人·km);Li是第i种运输方式旅行距离(km)。

(2)

快速性(Si2)。用送达时间作为标度，送达时间即是旅客在途旅行时间，与旅行距离、交通工具以及旅行速度有关。

式中，Ti为第i种运输方式在途旅行时间(h);Vi为第i种运输方式旅行速度(km/h)。

用时间价值系数将Ti转化为价值指标:Si2=W·Ti

式中，W是旅客时间价值(元/h)，旅客时间价值前面已经给出。

(3)

方便性(Si3)。采用间接旅行时间JTi作为标度，间接旅行时间是指旅客前往乘车点时间与候车时间之和。用时间价值转换为价值性指标:Si3=W·Ti

当发车间隔时间小于1h时，取平均发车间隔时间作为候车时间，民航侯机时间目前暂取1.2h。

(4)

舒适性(Si4)。以旅客恢复疲劳所需时间来标度。恢复疲劳所需时间越长，其舒适性越差，反之则舒适性好。

旅客在旅途中的疲劳程度与其旅行时间是成正比关系的。对于健康的旅客，无论乘坐何种交通工具，旅行多长时间，从人的生理角度来看，基本恢复疲劳的时间不会无限增长。在此，我们给定一个恢复疲劳的极限时间LT，暂取为24h。可以认为，恢复疲劳所需时间与旅行时间呈曲线关系，用公式表示为:

式中ti采用第i种运输方式旅行时间(h);tj(恢)采用第i种运输方式旅行ti时间后恢复疲劳所需时间;αi，βi待定参数。

用时间价值将恢复疲劳时间转化为价值性指标:

Si4=W·tj(恢)

(5) 安全性(Si5)。安全性以安全可信度来标度。安全可信度是随伤亡事故率的变化而反比变化的。当伤亡事故率为零时，安全可信度为1;当伤亡事故率超过一定限度，安全可信度为0，视为不安全。

式中βi是第i种运输方式的安全可信度;αi是第i种运输方式伤亡事故率;αm是极限伤亡事故率;αi，βi是模型参数。

3 转移运量的确定

假设在城市i不引入客运专线而相邻的城市j引入客运专线，对铁路部门来说，将出现诱增运量和转移运量。诱增运量在这里忽略不计，转移运量主要来自短途旅客中的公路运输和长途旅客中的民航运输。

利用已有研究成果，得到各种运输方式服务特性的计算结果，如表2所示。

由《中国经济统计快报》所提供的《2002年中国交通运输统计》中的有关客运量的数据，可以近似地得到铁路、公路与航空之间的旅客发送量比例为1∶14.57∶0.08。另据有关资料统计，短途旅客的旅客发送量占旅客运输总量的50%以上[4]，且随着高速公路的修建有不断上升的趋势，因此可以近似地认为城市总的出行旅客人数中，短途旅客的比重为60%。如果引入客运专线，短途运输方式主要由客运专线、既有铁路和公路3种运输方式组成;如果不引入客运专线，短途运输方式主要由既有铁路和公路2种运输方式组成。同理，由于短途旅客的发送量比重约占该城市总出行人口的60%，因此长途旅客的发送比重应为40%。如果引入客运专线，长途运输方式主要由客运专线、既有铁路和民航3种运输方式组成;如果不引入客运专线，长途运输方式主要由既有铁路和民航2种运输方式组成。

根据表2中的数据，分别计算出城市引入和不引入(相邻城市j引入)客运专线所产生的各种运输方式的选择概率并计算出相应的转移运量。

第3篇

关键词:配电网合环潮流计算可靠性

0 引言

随着城市的发展和人民生活水平的不断提高，用户对供电可靠性的要求越来越高，如何通过科学的手段来尽量的减少用户的停电次数和时间就成为我们迫切需要解决的问题。因此如果能准确的计算出合环电流对调度员判断合环操作的可行性是非常有意义的。

1 信阳市城区配网合环点模式分类

信阳位于河南省最南端，是河南电网的南大门，市区有河、平桥和羊山新区组成。城区配电网合环操作从合环点追朔到上游电源（追朔到110kV、220kV）可以分为五种模式：同一个110KV变电站同一条10KV母线供电的10KV线路合环、同一个220KV变电站、110KV变电站10KV不同母线供电的10KV线路合环、不同220KV变电站同一个110KV变电站不同10KV母线供电的10KV线路合环、同一220KV变电站不同110KV变电站供电的10KV线路合环、不同220KV变电站不同110KV变电站供电的10KV线路合环。正常运行方式下满足以上五种模式的联络开关分类如下：①满足同一个110KV变电站同一条10KV母线供电的10KV线路合环开关，如五6柱1开关、茶7柱2开关等。②满足同一个220KV变电站、110KV变电站不同10KV母线供电的10KV线路合环开关，如五7柱1开关等。③满足不同220KV变电站同一个110KV变电站不同10KV母线供电的10KV线路合环开关，如曾27线卫校支柱开、工区路01#环网柜等。④满足同一220KV变电站不同110KV变电站供电的10KV线路合环开关，如茶11柱2开关、鸡公山大街01#环网柜。⑤不同220KV变电站不同110KV变电站供电的10KV线路合环开关，如新华东路05#环网柜曾12线进线开关。

2 合环操作时产生环流的原因

配网进行合环操作时合环开关的两侧电源一般处于分列运行状态，但它们的上级电源（也许是上上级电源）应该是并列的，合环操作时产生环流主要有以下两个原因：

①合环开关两侧变电所10kV母线的电压差产生环流。如果两侧变电所10kV母线对系统的短路阻抗比较接近，合环时的环流则较小。

②合环开关两侧变电所10kV母线对系统的短路阻抗不同产生环流。合环操作时合环开关两侧变电所的10kV母线电压数值即使相同但对系统的短路阻抗差异较大时会产生很大的环流，合环的风险较大。

3 信阳市城区10KV线路合环潮流变化计算

3.1 10KV线路合环前的系统方式

宝变110KV上母由信宝线供电：（电源为信阳变）：带宝#1变。宝变110KV下母由沙茶-宝茶线及沙宝变线供电（电源为沙港变）：带宝#2变。

曾110KV西母由宝变110KV上母供电（电源为信阳变）：带曾#1变。茶变线及沙茶线供电（电源为沙港变）：带茶#1变。侯变由沙侯线供电；（电源为沙港变）如图1所示。

3.2 10KV合环前的潮流图2

3.3 几种合环的潮流及结论

3.3.1 宝变10KVI段出线通过宝TJ与曾变10KVI段合环（110KV电源由宝110KV上母提供）。10KV合环后环流小，线路有功由原来的一个站带改为两个站分担。

3.3.2 侯变10KV出线通过曾12节点与曾变10KVI段合环（三级电磁环网）侯变由110KV电源由沙110KV母线提供，曾变由110KV电源由信110KV母线提供）。10KV合环后环流小。线路有功由原来的一个站带改为两个站分担。无功由1.2MVAR的环流。

3.3.3 曾变10KVI段出线通过宝TJ节点与曾变10KVⅡ段合环（三级电磁环网）。10KV合环后环流小，线路有功由原来的一个站带改为两个站分担。曾10KVI段出线分担的多。无功有0.1MVAR的环流。

3.3.4 茶变10KV出线通过茶7节点与曾变10KVI段合环（二级电磁环网）110KV电源由沙110KV母线提供）。10KV合环后环流小，线路有功由原来的一个站带改为两个站分担。

4 合环操作前应采取的措施

4.1 由于配网线路改造频繁，凡遇到大的配网改造，配网运行单位应及时在配网联络开关处核相，确保联络开关两侧相序、相位一致。

4.2 配网运行单位应定期核查配网设备参数正确，包括联络开关的遮断容量、导线、电缆的型号、长度。并上报调通中心备案。

4.3 对于同一个110KV变电站同一条10KV母线供电的10KV线路合环模式，在负荷较低时段，由于合环点电压差较小，一般可直接合环。

4.4 对于由同一个220KV变电站、110KV变电站供电，10KV不同母线供电的10KV线路合环，必要时合上10KV母联开关后，再进行10KV配网联络开关合环。

4.5 对于不同220KV变电站同一个110KV变电站不同10KV母线供电的10KV线路合环、同一220KV变电站不同110KV变电站供电的10KV线路合环、不同220KV变电站不同110KV变电站供电的10KV线路合环。应开展配网合环潮流计算，为配网合环倒负荷提供理论依据。

5 改进措施和建议