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2026年第23卷第5期
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高速铁路钢轨焊接接头磨耗演变规律仿真研究 AI导读
摘要：在高速铁路的快速发展进程中，钢轨焊接接头因轮轨瞬态冲击引发的非均匀磨耗是制约钢轨服役寿命和影响列车安全的关键问题。为研究钢轨焊接接头的磨耗演变规律，采用ABAQUS-Universal Mechanism(UM)-MATLAB联合仿真技术，基于Kik-Piotrowski轮轨接触理论和Archard磨耗理论，构建了考虑钢轨硬度分布情况的焊接接头磨耗演变预测模型，对钢轨焊接接头在长期服役过程中的磨耗行为进行了仿真，系统分析了钢轨焊接接头布置位置、初始不平顺以及热影响区和钢轨母材硬度差异等因素对钢轨焊接接头磨耗的影响。结果表明：高速列车通过钢轨焊接接头时，长波长焊接接头型面会经历显著变化，不平顺现象沿列车运行方向扩散，且磨耗初期轮轨相互作用力呈现先降后升的趋势；凸型焊接接头会导致轮轨接触力反作用，且随着列车累计通过总重的增加，进而引发周期性不平顺从而形成钢轨波浪形磨耗；优化钢轨焊接接头位置有助于降低轮轨冲击作用，焊接接头位于承轨台正上方相比位于跨中上方会导致更大的轮轨作用力，且当列车通过总重增加至30 Mt时轮轨作用力超出170 kN的安全限值。控制初始焊接接头波长≥0.2 m、波深<0.3 mm以及减小热影响区与钢轨母材硬度差能有效延缓凸型焊接接头磨耗。本文研究结果可为高速铁路钢轨焊接接头磨耗评估和性能优化提供理论依据。关键词：高速铁路;钢轨焊接接头;硬度分布;磨耗演变;预测模型341|61|0更新时间：2026-05-29 - 摘要：在高速铁路实际运营过程中，当遇到突发事件引发的列车延误和维修天窗时间延长等情况时，铁路部门需及时生成相应的延误处置策略。为解决突发事件下高铁列车运行与维修天窗的一体化调整优化问题，综合考虑列车运行调整和维修天窗约束，以列车和维修天窗总延误时间最小为目标，建立列车运行与维修天窗一体化调整优化模型。利用对偶分解方法将模型按车站分解为主问题与若干子问题，构建Dantzig-Wolfe分解模型。设计一种行列生成算法，按照线路中车站的排列顺序递次向主问题中添加区间运行约束(行)，求解当前主问题并传递对偶信息供对应车站的定价子问题求解生成改进列车时刻表(列)与维修天窗开始和结束时刻，重复迭代直至生成线路上所有车站的最优列车运行和维修天窗一体化调整方案，其组合即为列车运行与维修天窗一体化调整优化问题的最优可行解。最后，为验证模型和算法的有效性，选取京沪高速铁路作为研究对象，设计不同延误场景和不同列车数量的测试案例，通过与Gurobi求解器对比分析，验证行列生成算法的质量和效率。结果表明，设计的行列生成算法在求解速度与精度上优于Gurobi，求得的列车和维修天窗总延误时间减少25.1%，求解时间在28.4 s以内。研究结果可为铁路运营管理部门在突发事件下进行高铁列车运行与维修天窗一体化调整提供科学依据。关键词：高速铁路;列车运行调整;维修天窗;混合整数规划;Dantzig-Wolfe分解;行列生成算法;Gurobi161|39|0更新时间：2026-05-29
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区间线路中断后高速铁路列车运行调整研究 AI导读
摘要：为应对突发的列车延误状况，减少区间线路中断对列车运行的干扰，提出一种针对线路中断后的高速铁路列车运行调整优化方法。首先，通过考虑区间运行时分、车站到发线能力、追踪间隔等约束条件，以列车总到发延误时间最小和中断对列车运行区间影响范围最小为目标，构建列车运行调整模型。其次，在传统蚁群算法的基础上，通过解空间重构将列车到发时刻调整映射为旅行商问题，并优化信息素更新机制，提出改进蚁群算法以增强算法全局搜索能力。最后，以郑西高铁上行方向渭南北—洛阳龙门段为案例，模拟华山北—灵宝西区间中断场景来验证模型的有效性。结果表明，改进蚁群算法能够快速收敛，可获得满意的帕累托非支配解集，从列车总到发延误时间角度考虑，可实现线路总延误时间260 min的调整方案，从列车运行区间影响范围角度考虑，可实现中断对列车运行区间影响范围86 min的调整方案，与传统蚁群算法相比，该算法将列车总到发延误时间和故障影响范围分别减少了5.11%和7.04%。可有效实现区间线路中断后列车运行秩序的恢复，通过采用改变停站方案、区间赶点运行及合理越行等列车运行调整策略，显著缓解了后续列车的连锁延误，保障后续列车恢复正点运行。本研究可为复杂干扰情况下的列车运行调整提供调整处置策略备选方案。关键词：高速铁路;列车运行调整;线路中断;蚁群算法;多目标优化110|32|0更新时间：2026-05-29 - 摘要：为提升高寒丰雪环境下高速列车转向架区域的防积雪能力，基于Realizable k-ε连续相湍流模型，采用非稳态雷诺平均Navier-Stokes方法(URANS，unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes)，结合离散相模型(DPM，discrete phase model)进行数值模拟，对前后两端均安装倾斜端板的原始车型(方案1)、前端安装垂直端板+下斜导流板/后端安装倾斜端板的优化车型(方案2)、前后两端均安装垂直端板+下斜导流板的优化车型(方案3)3种不同端板外形下转向架区域的空气流场特性、雪粒运动轨迹、积雪堆积情况进行分析。同时，通过转向架区域净风场、两相流及冰雪风洞试验对数值模拟方法的精确度和适应性进行了系统验证。研究结果表明：相比于原始倾斜端板外形，当前端板采用垂直端板+下斜导流方案时，可显著减少转向架部件表面的正压分布，将上扬卷入转向架腔内的雪粒数量降低71.11%。当前后端板均采用垂直端板+下斜导流方案时，可有效减少前端进入转向架区域的雪粒数量，并将转向架表面黏附雪粒数量降低67.94%，此时在后端易产生紊乱气流形成更多积雪结冰，且在后导流板处雪粒子黏附数量增加了26.24%。前后端板均采用垂直端板+下斜导流的方案明显不能适应高速列车运行时的频繁换向需求，建议采用前端安装垂直端板+下斜导流板/后端安装倾斜端板的方案，并制作成可伸缩自适应的垂直导流板装置，以实现对转向架区域积雪结冰的双向控制。关键词：高速列车;转向架区域;数值模拟;边界优化;积雪结冰75|30|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：随着我国高速铁路建设的迅速发展，接触网系统的运行稳定性日益受到关注。作为接触网供电系统中的关键部件，吊弦的结构完整性和运行状态直接关系到列车运行的安全与可靠性。而要实现吊弦健康状态的自动化、智能化检测，首要任务是在复杂的外界条件下对吊弦部件进行精准识别。为此，本文提出一种基于因果学习的跨域目标检测算法，用于实现复杂场景下接触网吊弦的高效识别。首先，通过引入全局变换、几何变形和环境模拟等多种数据增强策略，扩充源域样本，模拟复杂多变的实际工况，从而实现标注信息的高效迁移。其次，在改进的Faster R-CNN目标检测框架中集成因果注意力模块，通过深入挖掘图像中关键区域与整体特征之间的因果关系，从而自动强化与吊弦相关的特征表达，有效抑制背景噪声和无关信息的干扰。最后，利用因果原型学习方法，通过将源域和目标域中相同类别的特征映射到统一的原型空间，实现跨域特征对齐，显著缓解因源域偏向和样本不平衡引起的检测误差。本文方法在多种典型复杂环境下进行了验证，实验结果表明，与主流的跨域目标检测方法，如Faster-RCNN、YOLOv11相比，本文方法在测试集上表现出最优性能。在保证较高检测精度的前提下，该方法还具备良好的跨域适应能力和鲁棒性，展现出广阔的工程应用前景。关键词：因果学习;跨域检测;吊弦;数据增强;区域卷积神经网络75|29|0更新时间：2026-05-29
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不同侧滑角对高速列车-翼板气动特性影响 AI导读
摘要：为提升大风环境下高速列车运行安全性，本文提出在列车背风侧加装翼板的气动流动控制策略，探究该策略在不同侧滑角条件下的控制效果及适应能力。结合高速铁路限速标准与典型风场环境特征，选取8.8°、13.5°、24.2°和42.0°这4种侧滑角，构建高速列车-翼板组合模型，采用数值仿真方法对列车气动响应开展研究，分析翼板对列车周围流场结构、侧向气动力和倾覆力矩的影响机制，以及在不同侧滑角条件下对列车抗倾覆性能的提升作用。研究表明，翼板能显著改善背风侧低压大尺度漩涡结构，优化流场分布并诱导出小尺度漩涡，加速能量耗散，使背风侧压力分布更均匀，横向压力变化明显减小。同时，车顶流动加速与车底流动减速的耦合作用产生作用点偏向列车背风侧的升力，形成抗倾覆力矩。在所选侧滑角工况下，列车侧向力分别降低14.0%、20.8%、23.3%和25.3%，倾覆力矩分别降低21.8%、32.5%、34.5%和34.4%。侧滑角的增大虽加剧背风侧漩涡结构发展，形成能量更高、尺度更大的不稳定区域，但也为能量耗散提供了更大空间，使得翼板在大侧滑角条件下的控制效果更为显著。尽管不同侧滑角下的改善幅度存在差异，但其整体表现出良好的工程适应性与抗倾覆提升能力。基于翼板的流动控制技术可有效增强列车抗风性能，为高速列车气动外形设计、抗横风结构布置及运行安全控制提供重要依据。关键词：高速列车;横风;侧滑角;流动控制;背风侧漩涡22|16|0更新时间：2026-05-29 -
动车组中间车钩碰撞稳定性分析 AI导读
摘要：为解决列车碰撞时车钩缓冲装置的位移偏置会导致车辆爬车、脱轨和倾覆等失稳风险增大的工程难题，开展气液-压溃管组合式中间车钩缓冲装置的双台车碰撞试验，并利用Hypermesh软件建立了该车钩全尺寸有限元撞击动力学模型，探究某动车组车钩缓冲装置的初始位移偏置引发的车钩碰撞失稳边界。为保证计算精度、提高计算效率，缓冲器离散为一维梁单元，压溃管离散为塑性膨胀变形实体单元，转动机构模拟为球面接触副，与前冲击台车1连接的安装座固定约束，后冲击台车2等效模拟为质量单元，并与车钩另一侧安装座连接，同时施加36.05 km/h的初始碰撞速度，开展了10组不同横向和垂向偏置的冲击动力学响应分析。研究结果表明：36.05 km/h碰撞速度下，车钩横向偏置位移小于280 mm时，车钩均能够正常压缩变形；横向偏置350 mm时，压溃管出现偏压应力集中，车钩有失稳趋势；横向偏置380 mm时，压溃管出现屈曲变形，车钩偏置失稳，在压缩行程为331 mm时碰撞结束，峰值力为4 468 kN；横向偏置420 mm时，压溃管失稳程度加重，在压缩行程为324 mm时碰撞结束，峰值力为3 729 kN。车钩垂向偏置位移小于320 mm时，车钩均能够正常压缩变形；垂向偏置350 mm时，压溃管出现偏压应力集中；垂向偏置380 mm时，车钩出现失稳趋势。研究成果可为车钩缓冲装置的碰撞安全设计提供技术依据。关键词：车钩缓冲装置;有限元建模;碰撞;偏置;失稳13|15|0更新时间：2026-05-29
高速铁路技术
- 摘要：铁路集装箱客运化组织对提高我国铁路集装箱运输效率具有重要意义，有利于增强铁路在高附加值货物运输市场的竞争力。在该模式下，运力管理与市场化定价是班列收益管理的核心问题。将铁路集装箱运输客户划分为合同市场的协议客户与自由市场的零散客户，铁路运输企业需决策一定周期内班列面向协议客户的箱位预留数量、面向零散客户的箱位预售数量及运价。运价影响运输需求，而需求又影响班列开行方案制定，进而决定用于箱位分配的运力。在多因素相互作用下，以集装箱班列运输期望利润最大化为目标，以协议客户随机运输需求满足机会约束、零散客户弹性运输需求遵循Logit离散选择模型、零散客户运价高于协议客户运价、班列运输能力限制等为约束条件，构建了随机混合整数非线性规划模型以协同优化班列箱位分配与定价。针对模型中的机会约束、非线性约束、双线性项，分别利用随机变量分布函数逆变换、增量分段线性近似、分片McCormick包络法进行模型转化，转化后模型调用Gurobi求解器高效求解。以广州至北京运输线路为背景进行算例分析，在不同情景下进行对比实验，结果表明所提方法具有良好求解效率，箱位分配优化有助于降低货物积压，市场化定价有利于提升铁路货运竞争力，二者协同优化有助于提升铁路集装箱运输企业盈利能力、实现运力和需求平衡，并有效促进货流“公转铁”。关键词：铁路集装箱运输;箱位分配;定价;开行方案;随机混合整数非线性规划18|14|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：列车工作计划是铁路日常调度计划的核心，是高质量车流组织的基础。通过描述零散整车列车工作计划编制涉及的车流组合、在技术站的车流接续及列车运行线选线问题，基于时空网络节点与时空弧段表征列车运行和技术站作业过程，将零散整车列车工作计划编制问题抽象为动态时空服务网络设计问题。以包括车流逾期到达惩罚成本在内的运输总成本最小为目标，考虑列车能力约束、车流单路径约束等约束，构建基于路的零散整车列车工作计划动态服务网络模型。考虑我国铁路固定车流径路的实际情况，设计基于广度优先搜索的可行服务路径生成算法，采用Gurobi实现模型求解。以一个包含13个车站和15个区段的算例对提出的模型和算法进行验证，基于车流有无运到期限要求设计基准情景和运到期限要求情景两类算例情景。计算结果表明：与基准情景相比，运到期限要求情景下的运输总成本增加，且列车编组内容与编成辆数亦因此发生变化；其次，当具有运到期限要求的车流数占比为0.2及以下时，模型求解的列车工作计划方案均能满足80%的运到期限要求，同时运输总成本较基准情景的平均增幅为1.05%，为铁路运输企业采取优质优价策略提供参考。研究结果为零散整车列车工作计划的科学编制提供了一定的参考依据。关键词：铁路运输;列车工作计划;动态服务网络;零散整车;广度优先搜索11|15|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：为解决都市圈和城市群高速发展带来的多样化出行需求增长、交通资源配置不均和运输效率难以提升的问题，研究围绕市域铁路和城市轨道交通列车跨线开行问题，通过分析跨线运营模式下的乘客出行选择行为，在引入动态参考点更新机制的基础上，构建融合累积前景理论与混合Logit模型的客流分配模型；通过构建列车事件-活动网络，以最小化运能运量差值和乘客广义出行成本为目标，考虑线路通过能力、列车追踪间隔及非均衡发车间隔等约束，建立市域铁路和城市轨道交通列车跨线开行方案优化模型。为求解模型，设计分层优化框架下的混沌粒子群算法，通过对解空间的分阶段筛选机制实现计算效率与可行性的提升。最后，通过对算例进行分析，验证了模型和算法的有效性和可行性。研究结果表明：在适度客流需求范围内，本线列车与跨线列车开行比例维持在约4∶1时，开行跨线列车可有效提升运输效率，并产生正向收益，且有限理性条件下的客流分配模型较完全理性更贴合实际乘客出行行为，其动态参考点更新机制能够有效捕捉不同风险偏好类型乘客的出行参考点演化规律。研究突破了传统完全理性假设的局限，为多制式轨道交通跨线运营的精细化组织提供了理论支撑与决策框架。关键词：市域铁路;城市轨道交通;跨线开行;有限理性;客流分配15|18|0更新时间：2026-05-29
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考虑站点韧性的轨道交通网络级联失效研究 AI导读
摘要：随着城市轨道交通网络的不断扩展与客流增长，网络中节点之间高度耦合的特性使得单个站点故障可能引发级联失效。为模拟网络在突发事件扰动下的级联失效演化过程，并量化评估站点韧性因素对失效传播的抑制作用，基于标准Sigmoid函数思想构建站点抵抗能力影响函数，设计考虑站点特性的车站节点修复规则。在传统耦合映像格子模型基础上提出融合客流强度、站点抵抗与恢复能力的改进耦合映像格子模型，结合南京市地铁网络与自动售检票系统客流数据，进行模型有效性与关键参数敏感性分析，并模拟不同耦合参数与扰动场景下的级联失效演化过程。研究结果表明：1) 相较于传统耦合映像格子模型与考虑拓扑加权与客流加权的耦合映像格子模型，融入站点韧性因素的改进模型在模拟轨道交通网络级联失效过程中，能够更准确地反映站点自身的抵抗与恢复能力对失效传播的影响；2) 网络遭受蓄意攻击引发的级联失效比随机攻击更为严重，且拓扑与客流耦合系数的变化会显著影响失效传播规模，换乘枢纽站点在失效扩散与恢复过程中发挥着关键作用；3) 高韧性站点能够有效减缓失效传播的速度，高效的恢复措施有助于减少最大失效节点数量并缩短全网恢复时间。研究结果可为地铁相关部门在车站选址与设施建设中强化抗风险能力提供理论依据，并为制定高效故障恢复策略与提升网络可靠性提供参考。关键词：城市轨道交通;级联失效;站点韧性;改进耦合映像格子模型;复杂网络理论15|17|0更新时间：2026-05-29 - 摘要：“公转铁”是通过调整运输结构实现碳减排目标的重要路径，其推进过程中涉及货主企业、第三方物流企业及属地政府之间的复杂博弈关系。基于上述三方互动视角，引入演化博弈理论，并结合复制动态方程构建策略演化系统，探究属地政府奖惩策略类型、货主企业转型协同意愿、第三方物流企业转型策略的行为因素对策略演化路径的影响机制，并结合碳排放成本、付出回报率、奖励阈值、运输服务范畴等变量设定多类情形，深入解析不同约束条件下三方策略的演化规律，揭示了“公转铁”政策推进中企业行为与政策激励的耦合机制。研究发现：属地政府在奖惩策略选择上呈现出明显的阈值敏感特性，精准奖惩政策不仅可以提升“公转铁”初期的企业协同效率，还可以引导政策平稳退坡以实现治理可持续性；属地政府精准奖励阈值能够显著影响企业的转型行为，且与“公转铁”转化率呈现明显的定量关系；不同运输服务类型中，长距离运输更能激发多方主体的“公转铁”动力；配合成本高且预期效益弱时，货主企业因“成本敏感—收益主导”路径依赖易增大被动搭便车效应。研究成果为“公转铁”过程中货主企业的配合策略选择、第三方物流企业的转型行为逻辑与企业间的互动机制提供了理论支撑，也为属地政府确定奖惩政策力度、退坡时机等提供了理论依据。关键词：公转铁;碳排放;精准奖惩;三方演化博弈;供应链11|16|0更新时间：2026-05-29
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量子安全技术在车地通信中的应用研究 AI导读
摘要：轨道交通车地通信目前存在采用明文或简单加密进行无线传输的现状，列车数据存在安全风险。随着量子信息技术发展带来的量子计算和量子算法对现有经典安全技术造成威胁，数据安全成为目前轨道交通车地通信的一个重要需求。通过对目前的量子安全技术研究进展进行整理，分析各技术在轨道交通车地无线通信中应用的技术优劣势、应用方向、应用前景和可行性，提出一种后量子算法和实时生成的量子随机数融合的量子安全加密系统，并将量子安全技术与经典安全体系融合，在提升通信系统现有加密强度的同时预防未来的量子计算和量子算法的安全威胁，提升量子安全强度。该系统通过与量子算法密钥交换得到量子安全密钥，实现轨道交通车地通信中的量子加密通信安全功能，验证算法计算关键步骤的耗时并评估对车地通信延迟的影响。量子随机数发生器芯片作为系统核心器件为算法提供实时量子随机数，通过振动和随机性测试验证其车载应用可靠性。该量子安全系统基于后量子算法的数学复杂度和量子随机数发生器的真随机性提供安全防护，具备抗量子计算攻击和防护针对随机数攻击的能力，系统兼容国密算法，适配车地通信现有的数据传输和业务功能，能够满足车地通信对数据实时传输的稳定性和速率要求。关键词：量子安全;车地通信;后量子密码算法;量子随机数;抗量子攻击19|16|0更新时间：2026-05-29 -
地铁乘客乘坐位置对头部损伤的影响研究 AI导读
摘要：在地铁运营过程中，由于缺乏有效的乘客约束系统，当列车发生追尾、脱轨等突发碰撞事故时，乘客极易与车内设施发生二次碰撞，从而产生严重的头部损伤。本文基于某地铁线路的真实座椅结构，构建精细的地铁座椅与生物力学假人有限元模型，并结合典型碰撞工况，系统研究不同乘坐位置与加速度条件对乘客头部损伤的影响。仿真分析头部冲击力、头部损伤指标HIC(Head Injury Criterion)与脑组织最大剪切应力3个关键指标，并通过对比尸体实验，验证头部模型的有效性。研究发现：随着加速度的增大，乘客与座椅侧挡的碰撞时间提前，导致乘客头部所受冲击力与HIC整体下降，脑脊液不能发挥有效缓冲作用，使脑组织剪切应力升高；乘坐位置越远，肩部对头部碰撞的缓冲作用减弱，乘客头部所受冲击力与HIC整体上升，由于碰撞时间延后，脑脊液对脑组织的缓冲效果更充分，降低了脑组织的最大剪切应力。进一步采用响应面法设计双因素中心复合试验，建立加速度与乘坐位置对头部损伤的回归预测模型，明确了乘客在不同加速度下的安全乘坐区间。结果表明，头部冲击力的安全区最为狭小，乘坐位置对冲击力与HIC的影响程度高于加速度，而脑组织剪切应力则主要受加速度影响。本研究可为地铁车辆内部结构优化、座椅设计与碰撞安全标准制定提供理论支持和技术参考。关键词：二次碰撞;头部损伤;地铁车辆;有限元仿真;生物力学假人11|16|0更新时间：2026-05-29
智慧交通与物流
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中低速磁浮新型提速过渡段动力仿真研究 AI导读
摘要：面向长沙中低速磁浮线路以160 km/h运行的提速需求，针对列车通过既有“凸榫”型过渡段速度受限的问题，基于我国轮轨铁路既有过渡段结构型式，结合中低速磁浮交通线路特点，提出桩板结构过渡段与泡沫轻质土过渡段作为新型中速磁浮过渡段结构备选方案，并绘制了新型桩板式与泡沫轻质土式过渡段横纵断面推荐设计图；利用ABAQUS、SIMPACK与MATLAB开展联合仿真，建立了既有“凸榫”过渡段、新型泡沫轻质土过渡段与新型桩板结构过渡段的中低速磁浮列车-轨道-过渡段耦合动力仿真模型，并基于我国铁四院对“凸榫”过渡段的现场动测结果验证了仿真模型的可靠性；接着，利用动力仿真模型，针对中低速磁浮列车在超载工况下提速通过2种新型过渡段的动力响应开展了计算分析，提速范围设为120～180 km/h，并在140～180 km/h区间内设置10 km/h间隔的加密工况，以精确捕捉目标速度160 km/h附近的动力特性变化。最后，基于仿真计算结果，综合分析了提速过程中车辆悬浮间隙、车体及下部结构的振动加速度与过渡段振动位移变化规律，并采用Sperling指标评价了不同速度下的列车运行平稳性，系统对比了两种新型过渡段在列车通过时的动力性能差异。计算结果表明：桩板结构过渡段和泡沫轻质土过渡段均能为上部承轨梁提供刚度足够的下部支承条件，能够满足中低速磁浮车辆提速至160 km/h的运行需求；同时，相比于泡沫轻质土过渡段，桩板结构过渡段具有更足够的刚度储备和更高的速度适应性。研究成果可为中低速磁浮线路提速提供理论与数据支撑。关键词：中低速磁浮;路桥过渡段;联合仿真;耦合振动;动力特性19|15|0更新时间：2026-05-29 - 摘要：低应力水平卸荷作用是造成红层软岩地区深堑路基产生时效性上拱变形的重要原因。因此，阐明低应力加、卸荷蠕变特性及规律，对揭示红层软岩地区深挖方路堑路基的长期上拱变形病害机理具有重要意义。依托成渝客专某深挖方路堑路基工程，对采集的红层泥岩原岩试样开展低应力水平下的分级加卸载单轴蠕变试验，在分析红层泥岩加(卸)载蠕变特征的基础上，对卸荷阶段泥岩试样流变力学参数的劣化规律进行深入研究，建立以Maxwell剪切模量(
- 摘要：微生物诱导碳酸盐沉淀(microbial induced carbonate precipitation, MICP)已被广泛应用于改善钙质砂的力学性能。然而，矿化产物的晶型与矿物组成对加固效果有着显著影响。研究通过在干湿循环条件下开展无侧限抗压强度试验与碳酸盐含量试验，表征其力学强度与碳酸盐含量，结合微观扫描电镜试验(scanning electron microscope, SEM)与X射线衍射试验(X-ray diffraction, XRD)探究不同钙镁比条件下碳酸盐晶型及矿物组成对钙质砂耐干湿性能的影响。结果表明，镁离子通过调控生物矿化过程中碳酸盐的晶型、矿物组成、晶体平均尺寸，显著影响MICP加固钙质砂在干湿循环下的力学性能。干湿循环过程中试样无侧限抗压强度损失率与质量损失率随镁离子浓度增加而逐渐升高，当Ca∶Mg为1.00∶0时试样碳酸盐沉淀晶型为菱面方解石，其平均尺寸为7.43 μm，表现出最高的无侧限抗压强度3.4 MPa与最低的质量损失率1.93%～2.77 %。添加0.05 mol/L镁离子后，碳酸盐晶型由菱面方解石转变为球状文石，且晶体平均尺寸由7.43 μm减小至3.05 μm，质量损失率增加至3.10%～4.16%。菱面方解石表现为晶面相互咬合，球状文石则是颗粒间以点接触形式连接；随着镁离子浓度增加，球状文石粒径逐渐减小，并生成三水碳酸镁沉淀。最后通过微观机理示意图阐明了不同碳酸盐晶型在干湿循环作用下的水蚀机理。研究结果为理解晶型变化对MICP加固钙质砂耐干湿性能的影响提供了新见解。关键词：钙质砂;微生物诱导碳酸盐沉淀;干湿循环;晶体形态;镁离子12|15|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：针对硫铝酸盐水泥基(SAC)生态多孔混凝土(EPC)孔隙液碱度偏高抑制植物生长的问题，提出“内养护-化学沉淀-物理阻隔”3级复合降碱策略。在SAC浆体中掺加高吸水树脂(SAP)并制备EPC试件，分别采用化学溶液浸渍和防水涂层对EPC进行降碱处理；测定了孔隙液pH和试件抗压强度，并采用XRD与SEM表征水化产物及微观结构；在标准化环境中种植黑麦草和高羊茅，对比监测发芽率、植株高度及叶绿素含量。研究结果表明：内掺0.3% SAP可使28 d孔隙液pH下降约7%，抗压强度达到80.6 MPa，比空白组提高21%；2%过磷酸钙(CDP)浸渍后孔隙液pH降至10.11，28 d强度损失率仅6.1%；外加丙烯酸涂层(AC)后28 d孔隙液pH可降至9.26，且力学性能保持稳定；复合降碱处理后，28 d孔隙液pH稳定控制在8.37，强度损失率小于3.5%。XRD和SEM分析表明，SAP通过吸收孔隙自由水、降低有效水灰比，在后期缓释供水促进水化，促进AFt和C-S-H凝胶生成，形成致密骨架结构；CDP与体系碱离子反应生成低溶性磷酸钙沉淀，固化释放的碱；AC在EPC表面形成致密屏障，阻隔碱离子持续溶出。植生性试验表明，与空白组相比，经复合降碱处理的EPC显著促进植被生长，黑麦草和高羊茅发芽率分别提高64%和68.4%，植株平均高度增长显著，叶绿素含量增加65%以上。复合降碱策略显著调控了SAC基EPC的孔隙液碱度，有效提高了材料力学性能和植生性能，为铁路边坡等生态修复工程提供了理论依据和实践方案。关键词：生态多孔混凝土;硫铝酸盐水泥;高吸水树脂;复合降碱;植生性能12|16|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：为明确内嵌应变传感器与沥青混合料协同受力行为，揭示沥青路面应变感知性能衰变规律，本研究基于离散元方法，建立内嵌应变传感器的沥青混合料PFC3D模型，开展单轴逐级加载仿真试验，通过室内试验和数字图像关联技术测试，验证PFC3D模型的可靠性和仿真度，阐释应变传感器与沥青混合料协同受力下，结构内部荷载响应、应力传递、力链分布、接触特性和裂纹演化等细观力学行为。研究结果表明，在内嵌应变传感器的沥青混合料结构中，传感器与集料颗粒形成的接触点网是应力传递和抵抗荷载的载体，传感器会降低结构内部应力传导效率和力学性能，影响应力分布和传递路径，随外部荷载增大，传感器和集料的平均接触力增大，且传感器接触力占比表现出荷载敏感性，在加载位移由0.3 mm至1.2 mm过程中，传感器接触力占比增大至47.45%，成为不均匀受力主体；在内嵌应变传感器与沥青混合料之间，接触力占比为砂浆>2.36 mm>4.75 mm>9.5 mm>13.2 mm，粒径≤4.75 mm的集料和砂浆接触力占比大于88%，对传感器与沥青混合料之间应力传递起关键作用，表明细集料颗粒含量越多，传感器受力越均匀，越有利于二者协同变形；基于研究结果，明确了内嵌应变传感器与沥青混合料协同工作性能衰变行为，即传感器与集料颗粒的形态和力学性能差异，在传感器法兰位置形成应力集中，诱发损伤裂纹，导致应力传递路径中断或发生改变，协同工作不能有效进行。研究成果为提高内嵌应变传感器与沥青路面协同工作性能，实现沥青路面本体结构性态长效、精准感知提供了理论依据和参考。关键词：道路工程;沥青混合料;应变传感器;离散元方法;协同受力;交互影响7|14|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：深部隧道工程围岩常处于高地应力、高地温与高渗透压耦合的极端环境，其稳定性面临严峻挑战。本研究旨在通过真三轴多场耦合试验，揭示含层理结构围岩在热-力及水-力-热耦合作用下的力学与渗流特性演化规律及各向异性机理，为深部隧道稳定性评估与支护设计提供理论依据。以某隧道围岩中的含层理结构的岩石为研究对象，采用自主研发的多场耦合真三轴加载试验系统开展试验，探究了层理结构、热-力及水-力-热耦合等对岩石力学特性的影响。结果表明：层理结构主导岩石各向异性，中间主应力垂直层理面时峰值强度提高约12%，弹性模量随加载方向与层理夹角的增大而提高；横向与轴向应变的差异性表明层理分布对变形协调产生巨大影响。热-力耦合效应呈现温度阈值特性：温度范围为25 ℃～100 ℃，层理结构可以抑制热损伤的增加，当最大主应力与层理面夹角为30°和60°时强度增长不明显；温度>100 ℃时，热膨胀与裂隙扩展导致强度显著弱化，弹性模量降低约18.9%，各向异性减弱；考虑层理结构及温度影响，分别构建了强度参数及变形参数的演化模型。水-力-热耦合进一步加剧劣化，水压使峰值强度降低11.7%，渗透率随偏应力呈“闭合-扩展-贯通”3阶段演化，水-热作用削弱层理结构影响。研究成果阐明了多场耦合对围岩强度、变形及渗流的综合调控机制，为复杂环境下隧道支护设计与稳定性评估提供了理论支撑。关键词：层理岩石;隧道环境;真三轴加载;热-力耦合;水-力-热耦合16|16|0更新时间：2026-05-29
轨道与基础
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高原山区峡谷不同季节风场特性实测研究 AI导读
摘要：桥梁的维护运营工作与各季节的风场特性密切相关。为研究高原深切峡谷区域风特性的季节性变化规律，以青藏高原某大跨桥梁工程为依托，在桥址现场实施长期风场观测。通过对实测数据的解析，获取峡谷区域风速、风向及风攻角等平均风特性指标，并基于dB10小波变换分离时变平均风速，进一步解析湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和功率谱密度等脉动风特性参数。结果表明：季风环流致使青藏高原风速存在显著季节性特征，冬季风速相对夏季更大且波动性更强；高原四季风向转变明显，受季风、温度与地形影响，春夏与秋冬呈现2种风向分布；夏冬两季风攻角与风向、风速相关性明显，正负攻角季节性分布差异显著。基于离散小波变换提取的时变平均风速，可更好地描述风速变化趋势；湍流强度与平均风速呈负相关，冬季湍流强度大于夏季，平稳模型高估了实测风场的湍流特性；阵风因子与风速的规律类似湍流强度，且近似与湍流强度呈正相关，其相关性随风场湍流特性的增大而减弱；冬夏湍流积分尺度大小与离散性均与风速呈正相关，冬季湍流积分尺度大于夏季；规范功率谱模型难以适用于高原深切峡谷风场，冬季功率谱略大于夏季，两者均更吻合于Von Karman谱。研究结果可为高原深切峡谷中大跨桥梁在不同季节的抗风措施制定与设施维护保养提供参考。关键词：深切峡谷;风场特性;现场实测;季节变化;湍流特性14|16|0更新时间：2026-05-29 - 摘要：为提升复杂地质条件下隧道围岩结构面三维建模的精度与可视化效果，针对传统结构面识别与建模方法存在的数据离散性高、曲面连续性不足等问题，提出一种基于B样条插值函数的公路隧道围岩结构面自动建模方法。首先，采用图像分析技术自动识别不同桩号的结构面曲线，并通过均匀采样提取特征点坐标。随后，对离散点进行三次样条插值拟合，得到结构面拟合曲线。在此基础上，依据B样条插值理论，将不同桩号的曲线拟合为完整的三维曲面，完成结构面三维建模。最后，结合渐变色映射、网格划分与光照优化，提升三维模型的细节表达与可视化效果。以排牙山隧道右洞掌子面图像为例进行验证，生成曲面与实际隧道结构面形态总体吻合，其计算平均相对误差(mean relative error, MRE)为0.022 6～0.023 4，表明各截面拟合精度在里程方向保持稳定、波动较小。该方法不依赖高密度三维点云与专用设备，参数量小、实现简洁，便于现场快速处理并按施工阶段进行更新，生成的三维曲面模型可作为结构面空间关系分析与稳定性评价的数据基础，并为后期隧道运营维护提供工程参考依据。关键词：结构面;样条插值;隧道工程;自动建模;可视化10|13|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：紧邻运营盾构隧道深基坑开挖，易诱发浅埋隧道管片变形甚至椭圆度超限。通过室内缩尺模型试验，复现紧邻深基坑开挖隧道形变及环外注浆纠偏形变全施工过程，基于试验结果分析了基坑分步开挖卸荷作用下隧道管环结构受力变形演化规律，揭示了洞内单孔环外注浆作用下含初始变形管环结构形变恢复机制。试验表明，基坑分步开挖卸荷作用下隧道所受土压力在开挖后期逐渐增大，导致管环右拱腰弯矩也逐渐增大，因而出现朝向基坑的外凸变形，最大位移量达隧道外径的0.09‰，管环结构整体呈现椭圆度为0.35‰的“横鸭蛋”变形。右拱腰处单孔环外注浆作用下，当注浆量达到临界阈值时，隧道所受压力逐渐增大，右拱腰处围压增大了24倍，管环结构弯矩也相应增大，右拱腰变形恢复幅度达到92.6%，管环结构整体椭圆度恢复至0.03‰，复原率达到91.4%，表明环外注浆对隧道变形纠偏效果显著。当注浆量超过临界阈值时，右拱腰出现朝向环内的显著过量变形。因此，在注浆施工中应着重管控注浆口周边管环的变形情况，避免由于注浆量超过阈值而造成病害。利用注浆结束后的收敛变形回弹现象，在施工中可以采用主动超量注浆的策略，保障环外注浆的纠偏效果。研究结果可为紧邻深基坑下浅埋盾构隧道响应及挤密注浆纠偏提供参考。关键词：紧邻基坑盾构隧道;基坑开挖;环外注浆;注浆纠偏;模型试验13|16|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：我国隧道(洞)建设规模巨大，但坍塌事故频发，安全生产形势严峻。为提高灾害响应效率、争取救援时间，系统探究大口径救援钻机在穿越复杂塌方体时钻具受力响应与围岩扰动规律，为救援风险管控提供依据。通过 Monte Carlo 随机原理投放块石，并结合三维随机凹凸块石构形的方法，创新性地构建了能模拟块石分布及形态特征的土石混合体坍塌体数值仿真模型。利用Abaqus建立“套管-钻杆”钻进仿真模型，并以FS120CZ大口径钻机现场钻进试验数据进行对比验证，进而开展钻速、塌方体高度与含石条件的敏感性分析。研究结果表明，钻速是主控因素，当其由1.0 m/h提升至4.0 m/h时，钻杆扭矩增加49.05%，套管阻力增加63.47%，且载荷波动幅度随钻速呈非线性放大。此变化源于高速钻进下钻具-塌方体接触界面摩擦与切削作用的叠加强化。浅埋条件下塌方体高度对受力幅值影响有限，含石塌方体情况下钻具受力曲线呈“锯齿状”剧烈波动，易诱发滑移与卡滞。钻速与含石条件是影响救援钻进安全性的关键控制参数，应优先用于救援方案制定与设备调控。针对含石塌方体强波动特征，提出钻进前对钻进路径内块石进行清障的预处理策略，以降低受力峰值与波动，提升钻进连续性与安全性。关键词：隧道塌方救援;隧道工程;岩土切削;数值分析;刀头扭矩13|20|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：为探究扭弯比对焊接栓钉型钢混凝土(stud steel-reinforced concrete, SSRC)柱在复合受扭作用下滞回性能的影响，以扭弯比为变化参数对9根X形SSRC柱进行了拟静力加载试验。基于试验数据，对比分析了各试件的破坏模式、滞回曲线以及延性、耗能、刚度等抗震性能指标。试验结果表明，扭弯比对试件破坏形态影响显著，试件损伤区域随着扭弯比提高不断上移。各试件弯矩-位移滞回曲线较扭矩-扭转角滞回曲线更为饱满，骨架曲线呈现为“S”形。试件处于弹性阶段时，骨架曲线呈直线状，到达峰值荷载后，骨架曲线偏离直线向横坐标轴倾斜，刚度逐渐退化。随着扭弯比提高，低剪跨比试件的承载力以及延性性能分别降低了21.7%和49.1%，而高剪跨比试件的极限承载力、耗能、延性性能以及初始刚度均随着扭弯比的增大呈现先增后减的趋势，但对刚度退化速率影响不明显。另一方面，扭弯比的适当增大使试件各部位性能均能得到较好发挥，从而达到提高材料利用率以及综合抗震性能的目的。基于Abaqus有限元软件建立了9个扭弯比不同的SSRC柱试件模型，模拟结果与试验结果吻合良好，各试件骨架曲线在弹性阶段趋势相同，均呈线性增长。最后结合试验数据以及拓展分析得到了当扭弯比为0.4时，SSRC柱综合抗震性能最优的结论。关键词：复合受扭;型钢混凝土;焊接栓钉;扭弯比;滞回性能6|17|0更新时间：2026-05-29
桥梁隧道与结构
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交替极永磁同步电机优化设计及多物理场分析 AI导读
摘要：为了提升永磁同步电机永磁体利用率、降低电机成本并提高电磁性能，提出一种新型复合拓扑结构：在转子处开设辅助槽的Halbach交替极内置式永磁同步电机(Halbach-consequent-pole interior permanent magnet synchronous motor, HCP-IPMSM)。首先，应用等效磁路法分析HCP-IPMSM磁路模型，推导电机电磁转矩和齿槽转矩表达式，探求优化参数对电磁性能的影响。其次，对电机优化参数进行敏感度分析，根据敏感度进行参数分层，利用NSGA-Ⅱ算法对高敏感度参数进行多目标优化，同时通过参数扫描对低敏感度参数进行寻优。将优化后电机结构与其结构参数一致的普通V型、交替极V型及交替极Halbach型3种电机分别进行空载反电动势、电磁转矩、转矩脉动以及齿槽转矩对比分析。最后，进行多物理场耦合分析，对优化后电机模型开展电磁-结构-声学多物理场耦合仿真，验证其振动噪声符合设计要求。研究结果表明：交替极结构与Halbach充磁相结合大幅提高了永磁体利用率并降低了电机成本；开设长方形辅助槽在损失少量单位体积永磁体电磁转矩的基础上，大幅降低了转矩脉动与齿槽转矩；三者结合使电机输出性能得到提升，输出转矩更加平滑。定子振动与噪声均符合设计要求，并制作样机进行试验验证。研究结果不仅为交替极永磁同步电机转子拓扑结构优化设计提供了理论依据与实践指导，也为降低电机成本提供了实际案例。关键词：交替极;Halbach充磁;电磁性能;多目标优化;振动噪声11|22|0更新时间：2026-05-29 -
非等间隔劣化的接触网多目标维修优化策略 AI导读
摘要：针对既有研究在高速铁路接触网关键部件维修策略建模中常忽略非均匀劣化的缺陷，提出一种考虑接触网非等间隔劣化的分阶段多目标维修优化方法。首先，考虑高速铁路接触网关键部件的非均匀劣化特征，以平均可靠度最大化和维修费用最小化为目标，构建基于分阶段维修策略的接触网系统关键部件可靠性和维修费用数学模型。然后，为求解该目标函数，设计了一种融合速度暂停粒子群优化与自引导向量选择进化机制(velocity pausing particle swarm optimization with automated guiding vector selection evolutionary algorithm, VPPSO-AGSEA)的混合优化算法。为了避免过早收敛，该算法第1部分利用VPPSO修正了典型PSO算法速度方程的第1项。第2部分通过引入深度强化学习实现了针对当前种群状态的自适应最优引导向量选择，从而增强全局寻优能力。此外，对比研究了等间隔、2阶段、3阶段及4阶段维修模型的性能差异。最后，将所提方法与8种典型多目标优化算法进行比较，并从中筛选出接触网关键部件的帕累托最优维修计划。研究结果表明，3阶段维修策略在保持接触网高可靠度的同时，能够有效控制维修成本。该方法生成的帕累托(Pareto)解集在超体积(hypervolume, HV)、反向世代距离(inverted generational distance, IGD)指标上优于对比算法，具有更好的收敛性和多样性，并且在所选取的不同可靠度水平下，维修费用可降低3.42%～14.42%。研究结果可为进一步优化高速铁路接触网维修决策提供参考。关键词：接触网;速度暂停粒子群优化;自引导向量选择进化算法;分阶段维修;多目标优化6|15|0更新时间：2026-05-29 - 摘要：随着中欧班列常态化开行与客运提质货运增量，兰新线列车运行密度显著提升，导致既有普速铁路牵引供电能力与运输需求严重失衡，尤其在牵引变电所采用非对称容量变压器情况下，当低压侧负荷主要集中于大容量相供电臂时，变压器频繁出现过载告警与跳闸现象，影响供电安全与运输效率。为解决该问题并提高网侧电能质量，以兰新线某牵引变电所过负荷为研究对象，首先基于层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)对更换大容量变压器(静态扩容)与加装铁路功率调节器(railway power conditioner, RPC)并保留原变压器(动态补偿)这2类治理方案从经济、风险、环境、技术等指标进行综合效益评价。其次，基于动态补偿方案，提出按额定容量比例分配电流的过负荷补偿方法，并与传统全补偿方法进行理论对比分析。最后，搭建补偿方法仿真模型，对比该变电所近2年10组实测过负荷数据在2种补偿方法下的过载抑制效果。结果表明：动态补偿方案综合效益权重明显优于静态扩容方案；过负荷补偿方法在过载抑制与变压器容量利用率方面优于全补偿方法，且能有效改善高压侧三相电流平衡，抑制谐波并实现再生制动能量回馈。研究结果为类似非对称容量牵引供电系统采用“RPC优先部署+变压器分阶段扩容”协同治理提供了理论依据和实践路径。关键词：非对称容量变压器;过负荷治理;层次分析法;铁路功率调节器;差异化功率补偿;工程应用11|17|0更新时间：2026-05-29
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面向金属环境的应答器传输特性研究 AI导读
摘要：轨道应答器作为列车控制系统中的关键组件，对实现精准的位置感知和确保安全行车起着不可或缺的作用。然而，在金属环境下，应答器往往面临谐振频率偏移和磁场分布改变等问题，导致射频传输性能显著下降，甚至无法正常安装和运行，从而对高铁系统的可靠性构成潜在威胁。以金属环境下应答器与车载天线单元之间的射频能量信号链路传输过程为例，构建链路传输的电气模型，采用双重傅里叶变换的方法，推导出金属屏蔽条件下应答器与车载天线单元之间的磁通密度分布公式。在此基础上，进一步计算应答器在金属环境中的谐振频率偏移，以及应答器与车载天线单元之间的互感参数变化。通过系统探究金属板逐渐靠近应答器时互感参数的演变规律，分析距离、材料属性和相对安装高度等参数对系统S21参数和应答器谐振频率的影响。为验证模型的有效性，在Comsol多物理场仿真软件和ADS电路设计软件中进行数值模拟，并将仿真结果与计算结果、实验测量数据进行比对。结果表明，在金属环境中，提出的解析模型不仅能够准确预测应答器的谐振频率偏移，也能反映传输过程中互感参数的变化趋势。将解析模型预测的结果应用于应答器互联互通测试中，对预测的应答器谐振频率提前进行干预，通过调整应答器谐振频率或改变安装高度等措施来优化系统的传输性能，能有效缓解金属环境对应答器传输系统的负面影响，使应答器在金属环境下的输入输出特性能够满足测试规范的要求。研究结果为进一步优化应答器在金属环境下的安装和保障高铁安全运营提供参考。关键词：应答器;磁耦合模型;互感;金属板;频率偏移9|15|0更新时间：2026-05-29
智能制造与装备
- 摘要：铁路客站碳排放限额是评估客站节能减碳工作的重要依据。本研究基于近6年铁路大型客站能耗统计数据，核算严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖四大建筑气候区数百座客站碳排放量，以及单位客运建筑面积碳排放强度和单位旅客流量碳排放强度，系统分析客站碳排放强度限额及影响因素。首先，通过数据正态化处理与Pauta准则识别并剔除离群数据，确保基础数据可靠性，并采用定额水平法，构建了四大气候区碳排放强度限额。其次，分析各气候区客站制冷、供暖、照明、电梯及其他设备的碳排放占比特征。最后，运用Pearson系数法，探究客运建筑面积、旅客流量对不同气候区、不同等级客站碳排放的影响。结果显示：四大建筑气候区碳排放强度基准值和约束值规律为严寒地区>寒冷地区>夏热冬暖地区>夏热冬冷地区。严寒、寒冷地区供暖碳排放占比超50%，夏热冬冷地区制冷、供暖碳排放基本持平；夏热冬暖地区照明设备碳排放占比最高，达到客站总碳排放的近1/3。除严寒地区特等站外，严寒与寒冷地区客站年碳排放量由客站规模主导，而严寒地区特等站、夏热冬冷和夏热冬暖地区客站年碳排放量由旅客流量主导。研究成果为铁路客站碳排放强度限额确定提供了科学方法，对分析当前铁路客站碳排放水平，针对性开展铁路客站节能减碳工作具有重要意义。关键词：铁路客站;建筑气候分区;碳排放强度;碳排放限额;定额水平法17|14|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：为探究公共交通导向开发(transit-oriented development, TOD)背景下大型综合铁路枢纽规划对周边土地开发与交通网络规划的时空异质性影响，本文应用普通最小二乘回归模型(ordinary least squares, OLS)、地理加权回归模型(geographically weighted regression, GWR)和时空地理加权回归(geographically and temporal weighted regression, GTWR)模型以近十年北京朝阳站周边的二手房房价为例进行回归分析。研究结果表明：GTWR模型相比OLS、GWR拥有最高拟合精度(R2=0.767 8)，表现最优。北京朝阳站升级为综合铁路枢纽对周边空间价值的影响呈现多维度动态演化特征。在住宅价格层面，其作用存在双向外部性且具有阶段性：高铁服务开通前(2019—2021年)，潜在交通优势的资本化预期形成近站点区域价格溢价，负向空间梯度显著；开通后(2021—2023年)，高频运营的环境负外部性主导空间效应，正向价格梯度区域扩张并呈现空间集聚，而公共服务设施可通过环境屏障等路径发挥调节作用，构建抗排斥区域，且该调节效应存在空间异质性。在地铁站点层面，核心枢纽升级作为关键外生变量重塑其演化逻辑：升级前“邻近抑制效应”相对稳定；升级后，高铁-地铁联运体系推动地铁站向综合交通节点转型；后续因市场调整站点吸引力边际效应减弱，整体呈现“脉冲式冲击-动态均衡”特征；公共设施如商圈、三甲医院、重点中小学和热点公园在研究范围内亦对周边住宅价格产生显著的空间异质性影响。研究成果为超大城市站城融合政策提供理论支撑。关键词：铁路枢纽;GTWR模型;TOD规划;时空异质性;住宅价格11|14|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：为解决国家“两新”政策背景下城市轨道交通设备更新决策面临的系统性、复杂性与多约束性难题，克服传统更新策略在处理多类型设备、多年度滚动预算、总成本限制以及修换决策耦合等问题上的局限性。首先，该问题可表述为在预定规划周期内，受滚动预算约束的多类设备、多阶段、维修与更换联合决策的组合优化问题。再构建以“决策年份”和“已更新设备集合”为核心状态节点的多阶段动态决策网络模型，通过设计能够动态权衡设备采购成本与未来维护成本节省的弧权重，将复杂的设备更新规划问题转化为在约束条件下求解多条优选路径的图论问题。为高效求解该模型，设计一种融合偏离弧理论与左偏堆数据结构的约束剪枝优化算法。该算法通过在反向图上预先计算全局最短路径树，结合左偏堆的快速合并效率与偏离值的优先级排序，实现了对满足年度预算和总成本约束的可行更新方案的高效枚举和筛选。以某市轨道交通5类关键设备在5年规划期内的更新计划作为实例进行验证。在总成本不超过179.2万元的约束下，所提方法生成了6个满足年度及总成本预算的备选更新方案用于比选。与经典的YEN氏算法相比，所提算法在处理大规模网络时计算效率提升超过55%。所构建的网络模型与优化算法可为复杂的城市轨道交通设备更新问题提供一种高效、可靠的求解策略，具有重要的理论价值和工程应用前景。关键词：城市轨道交通;设备更新;网络模型;短路问题;偏离弧;左偏堆6|14|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：针对地铁运营安全领域中事故致险因素识别与分析存在信息来源分散、挖掘复杂度高的问题，提出一种融合大语言模型的地铁事故致险因素挖掘与分析框架，提升地铁运营安全领域中致险因素识别与分析的智能化水平。该框架由事故信息获取、事故识别与特征提取、事故分析3大模块构成。首先，基于网络新闻爬虫和事故案例数据库采集文本数据，利用提示词工程驱动的DeepSeek-V3大模型对文本数据进行事件识别与语义特征提取，并通过语义相似度合并机制聚类特征项，实现高维特征向低维特征的转化；其次，运用蒙特卡洛模拟方法量化评估各致险因素在可能性与严重性维度上的综合风险指标；最后，采用改进的Apriori算法挖掘事故因素间的强关联关系，揭示多维度耦合失效机制。案例分析表明，“恶劣天气”“接触网故障”“施工单位擅自施工”是风险较高的致因。设备问题与环境因素在频繁项集中最为常见，关联规则“调度确认缺失与司机操作失误共同导致违规行车”“设备短路与大电流冲击引发系统故障”等揭示了事故中多因素之间的强耦合关系，并形成多个长致因链，呈现出“人因-设备-环境”交互失效的复合风险特征。研究验证了大模型用于地铁事故文本挖掘的可行性，并为轨道交通风险识别和主动防控提供理论方法支撑。关键词：地铁运营事故;安全风险分析;事故致因;关联规则挖掘;大语言模型11|15|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：在城市人口结构多样化背景下，基于手机数据识别老年人与年轻人出行社区及其特征，有助于深入理解不同群体的出行行为与空间组织模式。基于中国长沙市一个月的高精度手机定位数据，构建老年人和年轻人的空间交互网络，结合数据挖掘与可视化分析技术，分析两类群体出行的时空特征，并量化网络连通性、交互强度等网络拓扑指标。随后，采用Leiden算法识别两类人群的出行社区结构，并运用负二项回归模型分析不同社区内出行流量的主要影响因素。研究发现，老年人出行具有更高的时间灵活性，但活动范围相对局限，且空间交互网络的连通性和交互强度等均显著低于年轻人，反映出老年人出行空间机动性较弱，更具地域依附性与稳定性；土地利用混合度对两类群体均有显著影响，高密度公交站点和多样化的设施能够提升出行强度。相比之下，地铁站点对老年人出行的促进作用相对有限，老年人更依赖近距离公交设施，以生活型、本地化出行为主。年轻人出行则以通勤导向型出行为主，更偏好高效便捷的轨道交通。个体移动活动构成了出行社区的空间基础，不同年龄群体在出行社区结构、空间行为特征及其影响机制上均存在显著差异。研究成果为不同群体出行特征的深入理解和城市包容性交通环境构建提供数据支撑和决策参考。关键词：手机数据;老年人;社区检测;空间网络;建成环境8|14|0更新时间：2026-05-29
工程经济•工程管理•规划设计
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基于多模态特征融合网络的疲劳驾驶检测 AI导读
摘要：疲劳驾驶是引发交通事故的主要诱因之一，对其客观准确检测是预防交通事故的重要途径。本文提出了一种基于多模态特征融合网络(multimodal feature fusion network, MFFN)的疲劳驾驶检测方法，其构建包含多尺度卷积(multi-scale convolutional, MSC)，CNN-Bi-LSTM及残差分支结构的递归多尺度卷积检测模块(recurrent multi-scale convolution module, RMSCM)，与动态图卷积模块(dynamic graph convolution module, DGCM)相结合的网络结构。实现了高区分度脑电(electroencephalogram, EEG)信号与眼电(electrooculogram, EOG)信号的长短期时序特征，EEG信号空域特征的提取，及其高效融合。通过引入基于功能脑区划分的动态图卷积边权重分配机制，有效聚焦关键脑区的重要节点，提升了空间特征的鉴别能力。采用通道注意力机制优化多特征融合，增强了模型对区分性通道的自主学习能力。在包含23名受试者18个通道EEG数据和4个通道EOG数据的SEED-VIG公开数据集上进行实验，结果表明所提方法获得了最高92.43%的检测准确率，相对于单一EOG数据和EEG数据，准确率分别提高了9.79%和7.16%。消融实验结果表明，MFFN能够利用MSC和CNN-Bi-LSTM子模块充分挖掘EOG和EEG中的长短时间信息，利用DGCM子模块充分挖掘EEG节点之间的空间信息。此外，通过功能脑区划分策略结合脑功能网络分析进一步揭示，随着疲劳驾驶程度的加深，颞叶、顶叶和枕叶区域在alpha和beta频段的网络拓扑连接显著减少，为疲劳状态的生理机制提供了可视化依据。关键词：疲劳驾驶;特征融合;脑电;眼电;功能脑区18|19|0更新时间：2026-05-29 - 摘要：为减少复杂天气环境下铁路轨道扣件状态检测时出现误检和漏检，降低检测模型复杂度，提升模型对多尺度和相似性缺陷的检测能力，提出一种多尺度特征融合的铁路轨道扣件轻量化状态检测算法BWD-YOLO。首先，通过新设计的多尺度特征融合网络SPAFPN，重构YOLOv11n的颈部网络结构，对不同尺度的轨道扣件特征进行融合，以提高模型的多尺度融合能力；然后，在骨干和颈部网络中使用改进的小波池化模块替代YOLOv11n现有卷积模块，利用低频和高频分量提取多尺度特征，有效减少背景噪音干扰，从而提高检测性能；其次，设计细节增强共享轻量级检测头DESH替换YOLOv11n的检测头，通过共享卷积提高检测头对特征的分类和定位能力，以降低模型的计算复杂度；最后，在YOLOv11n中引入新设计的损失函数OIOU替代原有的损失函数CIOU，加快模型处理速度，提高检测精度。实验结果表明，提出的目标检测算法BWD-YOLO的处理结果的mAP@0.5为84.1%，较原YOLOv11n提升了6.1%，参数量下降了14.0%。与主流目标检测算法相比，BWD-YOLO的处理结果的mAP@0.5较YOLOv5n、v8n、v10n分别提升了11.8%、2.3%、2.2%，参数量较YOLOv5n、v8n、v10n分别下降了26.7%、26.2%、4.7%，相比最新的YOLOv12、YOLOv13，mAP@0.5分别提高了1.7%、1.1%，参数量分别下降了15.3%、12.6%。实验结果验证了所提算法具有更高的检测精度和更小的参数量，同时具备良好的可行性与泛化性，表明该算法能够有效地实现铁路轨道扣件状态检测。关键词：铁路轨道;轨道扣件;目标检测;YOLOv11n;特征融合网络27|16|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：中国西部地区盐湖和盐渍土分布范围广，对混凝土的耐久性造成了严重的威胁。经过青稞秸秆灰(HBSA)改性的氯氧镁水泥砂浆（MOCM）具有较好的抗盐卤及冻融侵蚀性能，可作为普通混凝土的耐久性防护涂层使用。为了探究HBSA改性MOCM作为普通混凝土防护涂层的抗腐蚀性能，设计了一种新的涂层抗腐蚀性能试验。分别设置HBSA掺量、界面剂、MOCM涂层厚度3个影响参数，在氯盐溶液和盐湖卤水溶液单向侵蚀条件下进行不同龄期的抗腐蚀性能试验。通过MOCM涂层单向传输至混凝土的Cl-和
- 摘要：在车辆荷载的反复作用下，桥梁结构的缺口部件由于应力集中现象，极易成为疲劳裂纹萌生与扩展的薄弱环节，从而发生疲劳破坏。在尺寸效应和几何尺寸效应的影响下，缺口部件的疲劳寿命评估变得更为复杂。为准确评估缺口部件的疲劳寿命，本项研究首先从理论分析出发，深入探讨了缺口位置支撑效应的特点，并成功论证了其并非固定值，而是与缺口构件的载荷、几何形状以及材料有关的变量。随后，基于支撑效应的可变性和相对应力梯度理论以及迭代程序，提出了一种新的疲劳寿命评估模型。然后，采用多种不同材料缺口构件的疲劳试验结果分析了所提模型评估统计尺寸效应和几何尺寸效应的有效性。最后，对比分析了所提模型、传统相对应力梯度模型和临界距离法评估缺口部件疲劳寿命的效果。研究结果表明：所提模型能很好地评估几何尺寸效应和统计尺寸效应对疲劳寿命的影响，疲劳寿命预测结果基本落在±2倍散射带内，证明了模型的准确性与可靠性。相比之下，采用固定支撑效应的传统相对应力梯度模型，由于无法准确反映支撑效应的可变性，在评估尺寸效应时表现出明显的不足，疲劳寿命预测结果大部分超出了±2倍散射带。此外，与临界距离法相比，新模型在预测精度和适用性方面也展现出更优的疲劳寿命评估效果。关键词：缺口疲劳;支撑效应;疲劳寿命;相对应力梯度;尺寸效应9|17|0更新时间：2026-05-29
- 摘要：随着轨道交通智能化进程的加速推进，钢轨扣件的健康状态检测已成为保障轨道交通安全运维的关键技术挑战。传统视觉检测方法特征提取能力有限，难以适应复杂场景，同时兼顾检测精度与效率。虽然深度学习的兴起显著提升了扣件检测的准确性和实时性，但现有模型仍难以在多项性能指标间实现最佳平衡。为此，本研究提出一种基于改进YOLO11架构的钢轨扣件检测方法YOLO11-GSB。该方法首先采用GhostNet轻量化卷积模块替代原有的卷积模块，利用线性卷积生成冗余特征图，在有效降低模型计算复杂度和参数量的同时，保持了良好的特征表达能力。其次，在原YOLO11的SPPF(spatial pyramid pooling faster)模块的基础上融合CSP(cross stage partial)，形成SPPFCSPC(spatial pyramid pooling faster with csp compression)。SPPFCSPC既保留了SPPF的最大池化操作的级联结构，又具有CSP模块的跨阶段部分连接策略，可以实现不同感受野信息的深度融合，显著提升模型获取钢轨扣件上下文信息的能力。最后，引入BAM（bottleneck attention module)注意力机制，该机制在通道和空间双重维度上学习权重，使改进后的检测方法能够更好地聚焦于局部细节特征。实验结果表明，YOLO11-GSB检测方法在保持较低计算复杂度的前提下，实现了92.6%的准确率(precision, P)、93.7%的召回率(recall, R)以及95.9%的平均精度均值(mean average precision, mAP)。此外，其帧率(frames per second, FPS)达到27.13，充分验证了该检测方法在实现高精度、实时性检测方面的优越性与应用潜力。关键词：深度学习;钢轨扣件检测;YOLO11;GhostNet;SPPFCSPC;BAM29|24|0更新时间：2026-05-29
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基于数据驱动的重载铁路踏面制动温升预测 AI导读
摘要：针对重载铁路长大坡道踏面制动过程中热负荷影响因素复杂、传统有限元仿真计算量庞大、实时性差的难题，提出一种基于自适应动态调参的踏面制动温升计算代理方法：首先，基于有限元软件构建瞬态温升仿真计算模型，分析了常用制动、紧急制动2种典型制动场景下，制动初速度、线路坡度、环境温度3大关键因素对踏面温升特性的影响，并以此生成涵盖多个制动条件参数的多维数据集；其次，采用CNN(convolutional neural network)提取制动初速度、制动减速度、线路坡度、环境温度等制动条件参数的局部空间特征，使用LSTM(long short-term memory)捕捉其时序依赖关系，加入注意力机制以动态聚焦关键工况参数；并在训练过程中引入动态调参法实现学习率与批量大小的双重自适应调节：在训练初期采用大学习率和大批量加速收敛，训练后期自动切换到小学习率、小批量达到精细优化的目的，从而形成动态探索-平衡的闭环优化。实验结果表明：该模型在温升数据集上预测精度(R2)达0.946，与CNN-LSTM相比提升9.1%，预测误差标准差的波动性明显下降，且各项指标同时优于Adam优化器下的CNN-LSTM-Attention模型。研究结果表明，构建的数据驱动方法可高效替代有限元复杂的数值仿真计算过程，为重载列车制动系统预防金属镶嵌、踏面损伤等热致故障提供踏面制动实时温度的计算代理支持。关键词：重载铁路;踏面制动;温度场;深度学习;LSTM13|16|0更新时间：2026-05-29
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