最新刊期
2026年第23卷第6期
- 摘要：高速铁路在高山峡谷、岩溶带和断裂带等复杂环境下的选线设计面临地质非线性强、数据异构度高及多目标冲突突出的挑战，使传统串行式流程难以兼顾安全、经济和环境等多重要求。为提升跨专业协同效率与智能化水平，构建了“数据感知—知识推理—决策优化”闭环的协同智能选线体系，并在统一空间基准下实现地形地质建模、构筑物建模、知识建模与多目标优化的集成。提出千公里级深度学习三维地质建模、图形处理器—中央处理器(graphics processing unit-central processing unit, GPU-CPU)协同实时切割、多尺度环境因素提取、参数自适应构筑物建模及“隐式网络—显式图谱”融合的选线知识模型，建立安全—经济—绿色综合目标下的多目标优化模型与两阶段累进式智能搜索方法。在宜涪、南信合、广清永等高速铁路及城市轨道交通工程中的实践表明：在90 m精度网格地形条件下，生成1 000余条候选方案，平均用时4 min 54 s，实现方案规模和效率的量化提升。与人工方案相比，智能方案在相同数据条件下可减少建设费用2.6%～11.2%、降低岩溶风险7.6%、降低全寿命周期碳排放3.3%～4.1%，并缩短隧道长度4.8%～8.5%。结果表明，所构建体系适用于复杂地质条件下的多目标协同选线设计，具备可复制性与可推广性，但在极端地质区和数据稀疏区仍受模型训练样本、地质数据精度等影响。该体系为高速铁路及其他陆路交通基础设施的智能化选线提供系统化技术路径，对安全、经济和绿色建设具有工程参考价值。关键词：高速铁路;协同智能选线;三维环境建模;多目标优化;智能搜索59|19|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：在新质生产力引领全球创新性可持续发展的背景下，评估高铁开通对城市新质生产力的赋能效应，并厘清其作用机理和异质性。基于2009—2022年中国285个地级及以上城市的面板数据，将高铁开通作为准自然实验，分别构建多期双重差分模型、中介效应模型和空间滞后模型分析高铁开通对城市新质生产力的赋能效应、作用路径和空间溢出效应，并根据地理位置和城市等级探讨赋能效应的异质性。实证结果表明：高铁开通通过增强科技知识溢出、促进人力资本重构以及推动产业结构升级3条路径赋能城市新质生产力，且赋能效应具有显著的空间溢出效应；因城市间产业结构、要素禀赋、制度环境与发展路径上的系统性差异，高铁开通对新质生产力的赋能效应具有显著的异质性；高铁开通显著促进东部、西部城市新质生产力的提升，对中部地区影响不显著；对二线、四线与五线城市表现为显著正向影响，而对一线城市则呈现显著的抑制效应，对三线城市影响不显著。基于上述发现，建议从优化高铁网络布局、强化科技与产业赋能机理、推动区域功能协同、实施差异化发展策略4个方面系统发力，以全面增强高铁对城市新质生产力的赋能效应，支撑经济社会高质量发展。研究成果丰富了重大交通基础设施对新质生产力影响机理的理论认知，并为高铁网络优化布局、区域协调发展和差异化政策制定提供了经验证据与实践参考。关键词：高铁开通;新质生产力;赋能效应;异质性0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：针对现有高速列车全包覆式转向架气动阻力研究多基于简化模型(三编组静止列车、忽略车轮旋转及真实轨道条件)且缺乏对各车厢阻力差异分析的问题，本文研究明线运行下头尾车全包覆式转向架对八编组高速列车各车厢气动阻力的影响规律，探讨数值仿真技术模拟较为真实运行条件下的列车气动阻力特征及其减阻措施的评价方法。基于国内某型八编组动车组，采用改进延迟分离涡模拟(IDDES)湍流模型与重叠网格技术，建立包含旋转车轮、无砟轨道结构、路堤及受电弓(升弓和降弓状态)的1∶1全尺度气动模型，探究动车组400 km/h明线运行下头尾车全包覆式转向架对各车厢气动阻力的影响规律。通过CR400BF风洞试验(缩尺比1∶8)和某高铁435 km/h明线交会压力波试验双重验证模型准确性，风洞试验验证中阻力与升力系数和明线交会压力波试验验证中头波正负峰值误差均控制在5%以内。研究结果表明：全包覆板通过包裹转向架，有效抑制转向架区域流动分离和涡旋生成，显著降低局部压差阻力，但同时也导致车底流场重组，加剧下游紧邻车厢区域的流动分离(尤其是2、3车)，进而引发其阻力上升；整车气动阻力降低6.03%，其中压差阻力降幅达17.35%，摩擦阻力增加4.98%；各车厢阻力变化呈现显著空间差异性，头、尾车阻力分别降低20.64%和20.34%，2、3车阻力分别上升19.52%和5.86%，4～7车阻力分别降低3.33%、8.56%、2.78%和8.70%。研究结果不仅分析了头尾车全包覆式转向架在真实运行条件下对头尾车的阻力影响，还揭示了中间车的阻力变化，弥补了线路试验的不足，为高速列车转向架区域气动优化设计与能耗评估提供了理论依据与工程指导。关键词：高速列车;明线运行;全包覆式转向架;气动阻力;重叠网格法0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：为降低高速磁浮列车气动阻力，提出椭球表面微结构减阻技术。以某型高速磁浮列车为研究对象，结合其实际双向行驶模式，采用Unigraphics NX(UG)三维建模软件在高速磁浮列车头尾车鼻部区域构建不同间距的椭球表面微结构，用SST k-ω(shear stress transport k-ω)两方程湍流模型和分离流算法求解高速磁浮列车周围的三维定常可压缩湍流流动，数值模拟研究不同椭球表面微结构排布间距对高速磁浮列车气动减阻的影响。研究结果表明：当椭球表面微结构间距为3.00×10-2H～3.25×10-2H时，头车鼻部压力幅值减小，尾车鼻部出现强正压区域，表面微结构内部涡旋规模增大，涡旋形态趋于工整。当间距为3.25×10-2H～3.50×10-2H时，头车鼻部附近压力幅值有所回升，尾车鼻部压力幅值减小，表面微结构内部低速气流减少，涡垫效应减弱。椭球表面微结构的存在能够明显降低头尾车鼻部区域的剪切效应，当间距为3.00×10-2H～3.25×10-2H时，头车鼻部高剪切力区范围被压缩，尾部剪切力衰减较为彻底；当间距为3.25×10-2H～3.50×10-2H时，头车鼻部高剪切力区回升，流向发展过程中剪切力分布再次变得非均匀化。当椭球表面微结构长轴为7.50×10-3H，短轴为3.75×10-3H，深度为1.25×10-3H，纵横向间距为3.25×10-2H时，气动减阻性能最优，其中头车摩擦阻力降低3.49%，压差阻力降低49.25%，尾车摩擦阻力降低3.05%，压差阻力降低21.01%，整车总阻力降低5.91%。在特定速度下，椭球表面微结构存在一个较适宜的布置间距使高速磁浮列车气动减阻性能达到最优。研究结果为设计制造新型低阻力高速磁浮列车提供了数据支撑。关键词：高速磁浮列车;空气动力学;椭球表面微结构;纵横向间距;气动减阻;数值模拟0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：为探究悬浮架结构及其参数对悬挂式永磁悬浮列车系统动力学的影响特性，以便确定合理的参数范围，利用Maxwell有限元软件构建永磁悬浮系统磁轨关系有限元模型，并设计试验进行模型验证。采用Simpack软件建立了悬浮模块下置-导向轮端置式悬浮架(LFLBGE)和悬浮模块-导向轮中置式悬浮架(LFLGM)两种结构的车桥耦合动力学模型，分析悬浮架与轨道梁的相互作用关系。对比了LFLBGE和LFLGM两种结构在不同速度条件下的车辆和轨道梁振动响应及车体乘坐舒适度差异，评价两种结构的适用性。在此基础上，对LFLGM进行参数优化，深入研究导向轮刚度和垂向安装位置对车桥耦合系统振动的影响规律，并确定其合理取值范围。研究结果表明，在10～90 km/h速度范围内空载运行时，LFLGM的悬浮架、轨道梁及车体的振动响应均小于LFLBGE，表明LFLGM可以改善列车乘坐的舒适性，LFLGM动力学性能优于LFLBGE。LFLGM系统横向振动响应受导向轮刚度影响较垂向大，且随刚度增大而增大。增大导向轮刚度在一定程度上可以减小悬浮架横向偏移，但会产生更大的横向冲击振动，建议导向轮刚度取值为6 MN/m。车体横向和侧滚振动加速度随导向轮安装高度的增大先减小后增大，将下层导向轮的垂向安装位置调整为相对悬浮架质心-0.13 m后可以有效降低车桥的相互作用。研究结果可为进一步优化悬挂式永磁悬浮列车结构和提高列车运行平稳性提供参考。关键词：永磁悬浮列车;车-桥耦合;悬浮架结构;导向轮刚度;安装位置22|3|0更新时间：2026-07-04
高速铁路技术
- 摘要：为了解决地铁线路网络中OD对矩阵高维且稀疏的特性所带来的一系列OD客流需求预测难题，并进一步提升OD客流需求预测的效率与精度，本文提出了一种整合多维时空特征的GRU-双层Transformer组合模型。该模型在结构设计上引入GAT模块，从OD客流网络中提取两种空间特征，并通过“点面结合”的空间特征，有效辅助GRU层对时序特征的提取，增强模型对时空关联关系的捕捉能力。在此基础上，搭建双层Transformer架构，采用结构化的分层建模思想，充分发挥Transformer在挖掘数据复杂关系方面的优势。具体而言，第1层Transformer针对每一个OD对的流量序列单独进行时序自注意力建模，专注于各OD对自身历史流量变化规律的深度挖掘；第2层Transformer则将所有OD对经GRU和第1层Transformer提取的特征作为输入，开展整体自注意力建模，通过全局自注意力机制实现OD对间的协同预测与影响传播，从而使前序提取的时空特征能够高效表达并最终融合。以基于两条地铁线路筛选得到的203个OD对为例开展数值实验，结果表明，所提出的GRU-双层Transformer组合模型在OD客流预测任务中表现出良好的稳定性，并显著提升了预测精度。实验结果表明，与LSTM、CNN、GRU、Transformer 4种单一模型相比，GRU-双层Transformer模型在RMSE指标上分别提升了47.7%、36.7%、30.0%和67.1%，在其他评价指标上同样表现优异；相较于GRU-单层Transformer模型，预测精度提升了18.4%。研究成果可为轨道交通运营管理提供更精准的决策支持。关键词：城市轨道交通;OD 客流预测;时空特征依赖;Transformer;GRU0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：城市轨道交通列车跨线运营与灵活编组相结合，可减少乘客换乘次数，提高运力资源利用率。为提升城轨运营服务水平，兼顾旅客出行体验并降低运营成本，现提出一种考虑城轨列车跨线运行背景，根据客流分布进行在线灵活编组的优化方案。以Y型跨线线路为研究对象，考虑跨线列车在不同站点进行在线解编重联的情况，以最小化全线路上下行方向的企业运营成本与旅客时间成本为目标，综合考虑跨线列车与灵活编组通过能力约束、本线列车能力约束、旅客运输需求等约束条件，构建了跨线运行下的在线灵活编组优化模型，设计奖励函数并采用深度Q网络(Deep Q-Network, DQN)求解最优方案。以某城轨线路为例进行分析，结果显示与单一跨线运营模式相比，采用在线解编的跨线运行模式可使总目标降低3.62%，同时在旅客出行成本增长0.36%的情况下使企业运营成本降低6.85%，时段内跨线交路主要方向的最大断面满载率提高了11.31%，同时总时段内车辆运用数减少6.55%。进一步的客流分析发现，当主要区段客流增长时，该模式能够在原有开行条件下高效承接客流增量。研究结果说明，跨线运行条件下采用在线灵活编组的方案可提高运能利用率，在不影响旅客出行体验条件下减少企业成本，在主要区段的高客流以及客流增长情况下，能够使运能利用更加均衡合理。关键词：城市轨道交通;跨线运行;灵活编组;开行方案;在线编解模式0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：城市轨道交通系统在运营过程中常因客流波动、区间故障等因素需对列车运行图进行适时调整，相应的乘务排班计划也需随之进行调整。针对运行图调整场景下的乘务排班调整问题，提出一种兼顾求解效率与方案质量的优化方法，并引入便乘安排以增强调整灵活性。考虑到问题乘务规则繁多、求解效率和质量要求高的特点，首先构建了一个基于路径的排班调整优化模型，模型以调整计划偏离原计划程度最小、乘务班次数量最少、乘务员非付费时间最少以及便乘次数最少为优化目标。在此基础上，构建了一个时空接续网络生成可行路径，并将乘务员出退勤、担当任务、间休等基本约束融入网络构建中，从而将可行乘务班次的生成转化为网络中的路径搜索问题。基于模型的结构特征设计列生成算法，将问题分解为价格子问题和限制主问题两部分，为避免列生成前期发生退化从而影响求解速度，创新性地提出了一种基于标号法的贪心搜索策略以构造一个高质量的初始可行解，在此基础上利用标号法迭代求解价格子问题生成可行路径集，并动态添加至主问题中，直至主问题达到最优解。将迭代过程中产生的可行路径集输入原模型，并采用求解器进行求解，从而得到原问题的最优解。最后，以温州S1线的实际运营数据为背景进行算例验证。结果表明，所设计的算法均能在33 s内得出结果，且Gap均在0.01%以下，可见所提出的优化方法可快速生成高质量的乘务排班调整计划，使系统尽快恢复正常运营秩序。关键词：城市轨道交通;乘务排班计划调整;列生成算法;时空接续网络;标号法13|5|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：在国家实施能源结构转型背景下，重载铁路运输企业面临反向运能闲置与运输需求多元化的挑战，亟需通过优化重载运力资源配置方案，以提高运力资源利用效率和运输企业效益。研究以车底资源的配置优化为核心，分析了在区间通过能力一定的条件下，重载铁路运输需求结构的动态变化对车底资源配置的影响规律；设计了基于列车运行图的车底运用时空接续网络构建方法，将货物装卸时间、列车组合分解时间、技术检查时间等因素刻画为网络中不同运输任务间的可行接续关系，从而将问题转化为考虑车底运用的多商品网络流问题。在此基础上，针对不同需求结构下的最优运力资源配置方案，综合考虑区间线路能力、车底可用数量、煤运保障要求、非煤需求限制等约束，构建了以最大化非煤运量为目标的多商品流网络优化模型。最后，以国家能源集团典型重载铁路区段为对象，计算得到既有运量结构下的运力资源配置方案，进一步通过灵敏度分析，探讨未来煤炭与非煤需求结构、车底可用数量、装卸作业时间的变化对运力资源配置及最大非煤运量的影响，由此提出多元运输需求下的重载铁路运力资源配置优化思路与发展建议。研究结果可以为当前重载铁路企业提供运力资源配置的决策参考，为构建“煤运为主，多元协同”的运输体系提供支持，实现我国重载铁路在需求转型背景下的可持续发展。关键词：重载铁路;运力资源;需求结构;非煤运输;时空接续网络0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：针对跨城快递末端配送中加急货物和普通货物分别从机场和中转场出发的双场景协同配送的需要，通过分析多层次、双场景快递配送之间的车辆分配、配送货物优先级以及配送时段等交互关系，构建基于时空异质的车辆路段通行成本矩阵。考虑车辆可以复用的情况，以车辆使用成本、时间窗惩罚成本之和最小化为目标，建立了考虑路网时变特性的城市快递配送车辆分配与路径综合优化模型，并结合模型设计了相应的遗传算法。以北京市朝阳区70个需求网点的配送网络为算例，验证了模型和算法的有效性，参数敏感性分析结果表明：(1) 与不可以复用的情况相比，考虑车辆复用时，企业需购买的车辆数更少，总配送成本也更低。(2) 路网速度同时考虑道路等级、区位以及时变特征，相较于采用单一平均速度或仅考虑区位使企业能选择更好的车辆配送路径和出发时刻来降低成本。(3) 随着需求点时间窗惩罚系数的增加，企业的总配送成本逐步增加，实际使用的车辆数呈阶梯状增加，同时随着时间窗宽度的减少，企业对已有资源的调度空间减少，从而导致总配送成本增加。本文的模型和算法可为快递企业的运力资源分配、路径及时刻表优化等奠定较好的理论基础，为“双碳”目标落地提供支撑，助力行业低碳高效发展。关键词：时变路网;多层次快递需求;车辆路径优化;车辆分配;车辆复用14|2|0更新时间：2026-07-04
智慧交通与物流
- 摘要：为探究铁路货车变轨距转向架在变轨过程中，因导向轨作用点偏离车轮质心而导致滑移衬套产生角度偏移，进而使其上4个位置的磨耗板损耗程度不同、加速某一位置发生偏磨损耗并产生安全隐患的问题，采用RecurDyn多体动力学软件建立变轨距转向架动力学模型，解决在实际现场应用中极难测得的变轨力数据及其变化规律的问题。通过静平衡设置及驱动设置，消除仿真模型各构件之间的内应力，并且在每次试验前均进行静平衡调整，以保持仿真模型的一致性，从而精确模拟变轨距转向架在实际运行中的状态。通过分析，得到4种工况下变轨距转向架4个位置磨耗板的偏磨情况以及变轨力响应曲线，对比了4种工况下磨耗板的偏磨位置与变轨力曲线变化，进而预测出变轨距转向架在变轨过程中的磨耗板偏磨规律及变轨力变化趋势。研究结果表明：在1 435 mm变1 520 m轨距的变轨过程中，4位磨耗板中3号位置的受力明显大于其余3个位置，其中编号为43的磨耗板在空车状态下的受力峰值达到144 413 N，在重车状态下的受力峰值达到144 308 N；而在1 520 mm变1 435 mm轨距的变轨过程中，4位磨耗板中1号位置的受力明显大于其余3个位置，编号为31的磨耗板在空车状态下的受力峰值达到32 482 N，在重车状态下的受力峰值达到32 113 N。在1 435 mm变1 520 mm的轨距变换过程中，变轨距转向架每组轮对的变轨力呈对称分布。空车状态下，两组轮对的变轨力稳定波动于53 000 N至58 000 N区间；重车状态下，则稳定波动于60 000 N至66 000 N区间。而在1 520 mm变1 435 mm的轨距变换过程中，第2组轮对在第1组轮对发生冲击后出现重心偏移，导致3位车轮的受力明显大于4位车轮。空车状态下，3位车轮的变轨力受力峰值达到39 370 N，整体稳定波动在30 000 N至36 000 N区间；重车状态下，其受力峰值达到41 955 N，变轨力稳定波动在32 000 N至38 000 N区间。研究结果为变轨距转向架在变轨过程中的运行规律及性能预测提供了一种新的方法，为变轨距转向架的运营维护与检修提供了技术支持，同时可用于指导变轨距转向架轮对与导向轨的前期设计及后期优化。关键词：铁道车辆;变轨距转向架;多体动力学;性能预测;变轨力0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：为探究季冻区底座板限位凹槽设置方式对CRTS Ⅲ型板式无砟轨道服役性能及行车安全性的影响规律，以目前CRTS Ⅲ型板式无砟轨道底座板主要的2种凹槽设置方案为例，基于有限元方法，建立包含结构配筋和混凝土塑性损伤关系的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道精细化非线性模型，对比分析2种限位凹槽方案在温度载荷及不同冻胀波长、冻胀位置作用下的变形损伤规律。基于有限元-多体动力学方法(finite element-multibody dynamics, FE-MBD)，建立高速车辆-轨道-路基耦合系统动力学模型，分析温度和冻胀载荷共同作用下的车辆系统动力响应。研究结果表明：温度梯度载荷作用下，单槽方案的结构整体变形大于双槽方案。整体温度载荷作用下，单槽方案所受应力小于双槽方案。2种凹槽方案下的轨道垂向变形随温度载荷的上升均呈增大趋势，且温度越高，2种方案的轨道变形差异越明显；不同冻胀波长载荷下，单槽方案钢轨变形及脱空现象更为明显，相较于双槽方案，单槽方案轨道结构离缝峰值受波长影响更为敏感，且更易发生损伤，尤其在20 mm冻胀幅值、15 m冻胀波长下，底座板出现横向贯穿裂纹。当车辆通过时，单槽方案轨道振动加速度更低。双槽方案车体垂向振动加速度更低，在冻胀波长及速度变化下表现更稳定。季冻区限位凹槽的设置方案需综合考虑其对轨道损伤变形及车轨动力响应、造价成本及运用维护等方面的影响。研究结果可为季冻区底座板限位凹槽设置方案提供参考。关键词：季冻区;无砟轨道;限位凹槽;塑性损伤;冻胀变形;温度载荷;力学特性0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：风积沙作为沙漠地区重要路基填料，已应用于和若铁路、格库铁路和阿阿铁路等沙漠铁路路基填筑中。掌握列车荷载作用下风积沙路基动力响应可为其长期动力稳定性评估和结构设计提供理论依据。依托和若铁路路基试验段，设计3种不同基床底层结构的风积沙路基，开展路基动力响应测试，分析不同结构形式的路基动力响应变化规律，并比较3种路基结构动力响应的差异。研究结果表明：路基动应力和加速度随轴重和车速的增加而增大。风积沙内包芯路基动应力衰减最快，土工格栅加筋风积沙路基次之，风积沙外包芯路基动应力衰减较缓慢。风积沙外包芯路基动应力在基床表层衰减缓慢，而在基床底层中快速衰减。加速度沿路基边坡从道砟肩向坡脚传播过程中剧烈衰减，衰减最显著的位置集中在道床及基床表层。风积沙外包芯路基加速度衰减最快，表明其具有较好的耗能能力。土工格栅加筋风积沙路基振动加速度在基床表层快速衰减。风积沙内包芯路基的加速度衰减较为缓慢且平稳。风积沙内包芯路基具有优良的能量耗散和动应力衰减性能，此外，土工格栅加筋风积沙路基刚度较大，且具有较好的耗能能力，上述两种风积沙路基结构具有较好的长期动力稳定性，可作为沙漠铁路路基结构。研究成果可为不同结构形式的风积沙路基设计和动力稳定性评估提供参考。关键词：风积沙路基;基床底层;动应力;加速度响应;长期动力稳定性0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：将废旧轮胎加工成三维网状轮胎格室，应用于铁路及公路路基加筋工程，是一种理想的废旧轮胎资源化利用途径。为了探究轮胎格室在砂土中的加筋作用机制及其在受拉状态下的力学响应特征，基于轮胎格室拉拔试验，重点分析不同法向应力以及轮胎格室单元数量两个变量对拉拔力发展规律的影响，并提出了最大拉拔力的计算方法。研究结果表明：轮胎格室最大拉拔力随法向应力及单元数量的增大而提高，但单位面积最大拉拔力随单元数量增加而降低，在100 kPa的法向应力下，3×3轮胎格室相比1×3轮胎格室的最大拉拔力提高76.2%，单位面积最大拉拔力降低41.3%；根据轮胎格室前、后端位移的发展差异，将拉拔过程分为变形、变形+滑移及滑移3个阶段；基于拉拔力发展与3阶段特征呈现显著的对应关系，揭示了轮胎格室最大拉拔力的组成机制，与传统的条带式加筋不同，格室结构具有三维约束特性，其最大拉拔力主要由前端土体阻力、侧壁摩擦阻力及上下界面摩擦阻力3部分贡献构成。综合上述力学机制，建立了轮胎格室最大拉拔力的理论计算模型，验证试验表明该模型具有良好的预测精度，能够较为准确地预估不同工况下的轮胎格室最大拉拔力。研究成果可为轮胎格室在路基加筋工程中的设计应用提供数据支撑和理论依据。关键词：废旧轮胎;轮胎格室;拉拔试验;拉拔力;拉拔变形0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：道路工程建设中，路基作为路面的基础结构，其性能对整个路面的完整性起着至关重要的作用。由于受压实后季节性变化(如潮湿和干燥)影响，路基的回弹模量会发生变化从而影响路面性能。为解决道路路基在干湿循环作用后的性能 准确预估问题，同时探明其回弹模量与性能演变之间的内在关联规律，采用田口L9正交法，将9个不同干密度、含水率和生石灰含量的生石灰稳定路基土试样分别进行不同次数(0、4、8、12次)的干湿循环，并开展回弹模量测试。测试结果表明，回弹模量随干湿循环次数呈现先增加后减少的趋势，在前8个循环中逐渐增加，随后逐渐下降，且对生石灰和水含量较低的试样产生更明显的负面影响。进一步对试样开展能量色散X射线光谱(scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer, SEM-EDX)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)分析。结果表明，每次循环后的微观结构响应明显，SEM显示出低圆度的复杂孔隙结构，平均形状因子在0.301 0～0.356 4之间。孔隙几何特性与回弹模量的典型相关分析系数近似为0.689，相关的Wilks统计量为0.526，特征值为0.901，从而建立了材料宏观和微观特性之间的直接关系。钙含量在不进行干湿循环的试样中最高。研究结果有助于更好地理解石灰稳定路基的回弹模量特征和微观结构演变机制，为路面设计和维护提供理论基础和数据支撑。关键词：干湿循环;回弹模量;异质性;微观结构行为;石灰稳定基层0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：传统基坑变形预测模型往往存在参数复杂性高、本构关系依赖强且理论化程度高的特点，导致预测模型复杂、计算时间长且误差大。为解决这些问题，对天津软土地区53个内撑式地下连续墙结构明挖基坑工程进行统计分析，揭示基坑变形特性及其影响因素。在此基础上，采用机器学习算法，建立基于权重分配机制的随机森林模型(weighted random forest, WRF)，提出基坑变形的预测方法。研究表明，采用内撑式地下连续墙的基坑围护结构侧向变形可控制在35 mm内。坑外地表最大沉降值为20～30 mm且集中于墙后5～10 m，沉降影响范围在2倍开挖深度内，地层界面深度对变形范围的控制作用强于土体塑性参数，为优化支护参数及风险区域监控提供了量化依据。WRF模型的训练与测试阶段均方根误差(root mean square errors, RMSE)分别为1.461和1.572，决定系数(R2)达0.956和0.973，优于传统经典算法模型。所提出的模型引入了权重分配机制并提出了基于岩土工程机理的数据预处理框架，通过构建特征体系实现多源参数融合，模型对基坑变形预测的泛化能力得以提升，使其能够更稳健地适应不同工程场景的预测需求。同时，模型可以降低对噪声和缺失值的敏感程度，提升预测结果的准确度与可靠性，为实现基坑工程信息化施工与智能化风险管控提供了关键技术支撑，有力推动了智慧建造在岩土工程领域的深化发展。关键词：基坑;地下连续墙;加权随机森林模型(WRF);变形特征;预测方法0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：为进一步发挥直接交流电养护对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)的增强效应，掌握碳纤维的掺量对UHPC弯拉、压缩性能的影响，基于典型UHPC组成，通过三点弯曲和单轴压缩试验，分析了体积掺量为0～1%的碳纤维对20 V直接交流电养护6 h条件下，28 d龄期时UHPC的弯拉和压缩特性，并与20 ℃标准养护、80 ℃蒸汽养护(48 h)条件下的结果进行了对比分析。结果表明，随着碳纤维体积掺量由0%逐步提高至1%，在20 ℃标准养护、80 ℃蒸汽养护(48 h)以及20 V(6 h)直接交流电养护3种条件下，UHPC的弯拉强度、压缩强度呈现先增加后降低的变化规律。但6 h交流电养护对0～0.75%碳纤维掺量UHPC的28 d弯拉和压缩性能均优于标准养护条件，其中碳纤维掺量为0.5%(0.50%CF2%SF)的UHPC具有最佳的弯拉性能和压缩性能。进一步对比可知，经过6 h直接交流电养护后，各碳纤维掺量UHPC的28 d弯拉初裂强度、峰值强度、能量吸收能力以及弯拉韧性指数I5、I10、I20均优于48 h蒸汽养护的UHPC。机理分析表明，掺入碳纤维后能有效提高体系的导电效率，提升直接交流电养护增强效应。此外，直接交流电养护促使水化产物在碳纤维表面富集，强化了纤维-基体的界面黏结力，进而提升了UHPC的力学性能。研究结果可为进一步提升直接交流电养护下UHPC的加热效率及力学性能提供参考。关键词：直接交流电养护;碳纤维;弯拉性能;压缩性能;超高性能混凝土0|0|0更新时间：2026-07-04
轨道与基础
- 摘要：为明确千米级跨度铁路缆索桥梁合理成桥线形偏差验收指标，解决当前因指标缺失造成桥梁验收困难的问题。结合多座大跨度桥梁设计、制造、施工控制实践经验，基于无应力状态法理论对影响成桥线形的核心参数进行了界定和分类，涵盖结构构件刚度类误差、荷载类误差和构件制造构形类误差，并明确了误差范围。在成桥状态的基础上，融合概率分布理论，提出了系统性误差与随机性误差对成桥线形偏差的综合分析方法。以7座千米级跨度缆索桥梁(包括斜拉桥、悬索桥及斜拉悬索协作体系桥)为研究对象，对上述参数误差引起的成桥线形偏差进行了分析。分析结果表明，整体线形偏差方面，斜拉索刚度误差、主缆刚度误差以及主梁重量误差是最主要因素，其贡献率合计超过70%。局部线形偏差则主要源于钢桁梁制造构形误差，占比达到75%以上。提出了适用于千米级跨度铁路缆索桥梁的成桥线形偏差验收指标体系，对于整体线形偏差，双塔斜拉桥的控制限值为-L/9 000～L/4 500，三塔斜拉桥与斜拉悬索协作体系桥梁为-L/6 000～L/3 000，悬索桥为-L/5 000～L/2 500(其中L为主跨跨度)。对于局部线形偏差，规定经200 m高通滤波处理后的偏差值不应超过±40 mm。研究成果为千米级大跨度铁路缆索桥梁的成桥验收明确了量化指标，对提升桥梁施工过程的质量水平和保障高速列车安全舒适运行具有指导意义。关键词：铁路缆索桥梁;成桥线形偏差;刚度类误差;荷载类误差;制造构形类误差;无应力状态法理论;验收指标5|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：正常使用时，铁路自复位桥墩设置牺牲部件可加强桥墩与基础的连接，提高桥墩系统的侧向刚度。以经过开槽处理形成薄弱截面的玻璃纤维螺杆和HPB300钢筋分别作为脆性牺牲部件和延性牺牲部件，开展牺牲部件的拉伸破坏性试验。为探究牺牲部件对铁路自复位桥墩地震反应的影响，以某铁路简支梁桥为工程背景，设计并制作了1∶15的缩尺模型，选取远场长周期型Mexico波、El-Centro波、近场脉冲型Chi-Chi波3种不同频谱特性的强震记录作为地震动，基于振动台试验研究牺牲部件断裂前后桥墩的自振频率与地震反应，重点考察牺牲部件对桥墩侧向刚度、墩顶水平加速度、墩顶位移及墩底混凝土和钢筋应变的影响规律。试验结果表明，牺牲部件的设置可显著提升自复位桥墩的侧向刚度，其中玻璃纤维牺牲部件的提高率高达23.4%，牺牲部件断裂产生的冲击效应会导致墩顶水平加速度突然增大，其中El-Centro波的增大率最高，为97.6%。在远场长周期地震动Mexico波作用下，玻璃纤维牺牲部件的脆性断裂引发了墩顶位移持续增大的共振反应，进而导致桥墩发生倾覆。牺牲部件的设置会增大自复位桥墩墩底混凝土及钢筋的应变反应，且牺牲部件断裂时，墩底混凝土应变及钢筋应变出现峰值。试验结果可为带牺牲部件铁路自复位桥墩地震反应分析模型的建立提供数据支撑。关键词：铁路;自复位桥墩;牺牲部件;振动台试验;地震反应0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：在高地应力条件下，隧道穿越蚀变带时易引发围岩大变形、支护结构破坏及掌子面失稳等工程灾害。为探究深埋高地应力环境下蚀变花岗岩隧道的变形特征以及其控制技术，以高黎贡山隧道平导迂回导坑蚀变段为工程背景，结合现场长期监测数据与FLAC数值模拟方法，系统分析隧道在该地质条件下的变形特征及机理，深入探究不同超前加固/支护方案对隧道变形、掌子面变形、围岩塑性区及初支安全系数的影响规律，并针对施工期间遇到的关键难题进行探讨。研究结果表明，隧道变形量大、持续时间长且受施工工序影响显著，初期变形以水平收敛为主，后期以竖向为主。双层初期支护较单层初期支护能更有效抑制隧道变形，并限制塑性区的发展。超前管棚与注浆均能改善围岩与掌子面稳定性，其中两者联合使用效果最佳，超前沉降最大值仅4.4 mm，全断面注浆在整体变形控制方面优于周边注浆。此类隧道施工宜采用联合加固措施和“让抗结合”支护策略，同时保证初支施工质量并快速封闭仰拱，以确保施工安全。研究成果可为类似极端复杂地质条件下隧道工程的安全施工提供科学依据和理论指导。关键词：高地应力;双层初期支护;花岗岩蚀变带;超前加固;数值模拟41|21|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：在存在深厚软土地层的南方地区，为保证盾构机安全掘进与隧道的围岩压力安全，常使用水泥搅拌桩等地层加固桩在盾构掘进前对软土进行加固。但采用格栅式、点阵式等离散式方法加固后，地层的刚度会不均匀，此种地层中的盾构隧道在超载下的变形及破坏机理并不明确。利用地层结构法模型土箱，开展几何相似比为1∶5的模型试验。设置有、无地层加固桩诱发偏压共2组试验，采用逐级加载的方法，采集加载过程中盾构隧道的变形、内力、破坏形态、环周土压力等数据，对超载作用下地层加固桩诱发偏压对盾构隧道的影响进行探究。同时建立隧道管片环精细化有限元数值模型，计算分析地层加固桩刚度变化时的隧道环周土压力分布规律。研究结果表明，地层加固桩诱发偏压条件下，隧道变形与内力分布呈现不对称的特点且随超载的增加发展迅速。隧道在地表超载为无地层加固桩时的66.7%便进入变形突增阶段，最大椭圆度可达无地层加固桩诱发偏压时的1.25倍，最大弯矩绝对值可达1.14倍。隧道环周土压力分布不均，0°∶45°∶315°环周土压力比值达1∶0.84∶14.3，180°∶135°∶225°环周土压力比值达1∶0.86∶13.6。随着地层加固桩刚度增加，环周土压力愈发向地层加固桩作用处集中，但集中速度逐步减弱，桩体面积不变对其约束作用逐步显现。针对处于软土加固地层中的盾构隧道，建议使加固后的盾构隧道处于刚度均质的断面中以避免偏压。研究结果可为软土加固地层中盾构隧道的保护与病害预防提供参考。关键词：超载;盾构隧道;地层加固桩;偏压;模型试验5|0|0更新时间：2026-07-04
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面向再利用的可拆卸钢框架节点震损控制研究 AI导读
摘要：为降低建筑拆除过程中的碳排放，选取可拆卸钢框架结构作为对象，开展关键节点的震损控制研究。可拆卸钢框架结构的楼板与钢梁采用可拆卸连接件连接后，即可实现钢构件的拆卸回收利用。首先基于可拆卸钢-混凝土组合节点试验，验证有限元分析的准确性；然后据此研究此类结构的震损控制方法，旨在提升结构的再利用性。具体是通过在节点区域引入可更换的耗能梁段，实现整体结构的震损控制，保证节点区域以外的钢构件处于可循环再利用的弹性无损伤状态。耗能梁段与梁柱采用螺栓用量较少的端板连接形式，并对上下翼缘进行局部削弱，形成颈缩区域，将塑性损伤集中控制于该部位。围绕该新型可拆卸节点，进行详细的参数设计和抗震性能分析。研究结果表明，新型节点的塑性铰在预定位置形成，地震损伤集中分布于局部削弱区域，而梁、柱等主体钢构件保持弹性。通过理论分析建立了耗能梁段的设计方法，在削弱程度系数α小于1的情况下，地震损伤集中出现于削弱区域，可以实现节点的损伤控制。通过参数分析给出了耗能梁段关键参数切口端距a、切口长度b、切口深度c的具体取值依据，a建议取20 mm，b可参照现有规范取值，c由削弱程度系数α控制取值，可通过理论计算确定。新型节点适用于带可拆卸楼板钢框架结构的震损控制，耗能梁段的参数取值可不考虑楼板影响。关键词：可拆卸结构;钢框架;再利用;抗震性能;有限元分析28|16|0更新时间：2026-07-04 - 摘要：为探究Q345NH耐候钢在工业大气环境下的腐蚀行为及力学性能退化规律，设计了5组干湿循环加速腐蚀试验，系统研究了不同腐蚀周期后试件的腐蚀率、表面三维形貌参数演变及力学性能响应，重点分析了非均匀腐蚀对力学性能退化的影响机制。试验结果表明，腐蚀率随腐蚀周期增加而增大，但增长速率逐渐放缓，蚀坑深度呈缓-急两阶段增长特征，其径深比呈先上升后下降的趋势，二者均服从对数正态分布。通过将腐蚀损失分为均匀腐蚀深度与蚀坑深度，建立了它们与腐蚀暴露时间的定量关系式。屈服荷载与极限荷载均随暴露时间呈线性下降趋势，在经历84 d加速腐蚀暴露后，二者分别显著下降了30.86%和30.35%，同时，屈服平台逐渐缩短直至完全消失，峰值位移减小8.00%。非均匀腐蚀对力学性能退化的贡献表现为先降低、后升高，最终趋于稳定的变化规律，在腐蚀56 d后，其贡献度基本稳定在20%左右。基于三维激光扫描数据，成功构建了表征腐蚀表面形貌的数值模型，模拟结果与试验结果吻合良好，验证了腐蚀钢有限元模型的有效性与合理性。参数分析表明，随着蚀坑径深比和初始钢材厚度的增加，非均匀腐蚀系数和腐蚀系数均呈现下降趋势。研究成果为评估非均匀腐蚀引起的钢材力学性能退化提供了重要理论依据和数据支撑。关键词：耐候钢;腐蚀形貌;非均匀腐蚀;力学性能;有限元分析0|0|0更新时间：2026-07-04
桥梁隧道与结构
- 摘要：为解决列车运行在复杂环境中，全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)常发生信号失锁现象，导致列车定位准确性下降的问题，提出了考虑惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)/里程计(Odometer, ODO)误差模型的列车因子图组合定位模型。在捷联惯性导航系统(strapdown inertial navigation system， SINS)/GNSS列车定位系统的基础上，引入ODO传感器提供失锁状态下的辅助约束，通过3类传感器获取列车量测信息，将其转化为GNSS、IMU、ODO因子和先验因子。引入SINS力学编排与误差建模理论，对IMU与ODO因子进行修正和优化，建立状态变量、传感器因子、误差因子间的无向连接关系，形成多维度的列车联合定位模型，实现位置推算。当GNSS出现失锁时，借助因子图灵活切换的特性，将系统转化为改进后的IMU/ODO因子图模型，并采用全局优化策略来控制误差累积，保证列车在卫星信号中断条件下仍具备较高的定位精度。分别采用传统预积分因子图算法、增量平滑优化(incremental smoothing and mapping 2, iSAM2)因子图算法、误差状态卡尔曼滤波(error state kalman filter, ESKF)算法以及改进型因子图算法进行列车定位的仿真实验与列车车载实验。车载实验中，列车在60 s的直线和弯道失锁工况下，定位最大误差控制在2 m与4 m以内。与iSAM2、常规因子图方法、ESKF相比，改进因子图算法的整体定位精度提升幅度分别达到了50.8%、64.3%、85.5%。改进后的因子图算法增强了列车在卫星信号中断时的连续定位能力，同时支持多类传感器的灵活接入，为列车在复杂运行环境中保持连续高精度定位提供了一种可行的技术路径。关键词：列车组合定位;因子图;GNSS信号失锁;GNSS/IMU/ODO;误差建模10|1|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：针对燃料电池动力系统中对变换器输入电流波形质量较高的应用需求，提出了一种零输入电流纹波软开关Boost变换器。在传统的Boost电路的基础上，仅将变换器中的独立的Boost滤波电感替换为一个两绕组的耦合电感，不增加额外的辅助元件，就可以实现零输入电流纹波运行。并且与交错并联的Boost变换器相比，所提出的零纹波Boost变换器的零输入电流纹波特性不受占空比变化的影响，能够在整个运行电压和负载范围内实现零输入电流纹波，并且电路结构和控制更加简单，硬件成本更低。此外，为了减小开关损耗，提升转换效率，所提出的零纹波Boost变换器工作在临界连续模式下，可以实现全范围的零电压软开关。所提出的临界连续模式控制策略采用全数字控制，开关频率根据运行工况自适应调节，在保证零电压开关(zero voltage switching, ZVS)实现的同时，减小环流与导通损耗。并且，所提出的控制策略仅需要采样电压和电流的平均值，无需过零点检测和高带宽的传感器，进一步降低了硬件复杂度。变换器的零输入电流纹波特性同时也解决了临界连续模式下电感电流较大的问题，可以进一步减小输入滤波电容值。最后，本文介绍了耦合电感的详细设计过程，以及数字式临界连续模式控制流程，并搭建了一台输入80～160 V，输出250 V、500 W的实验样机，实验结果验证了所提出方案的有效性和可行性，所提方案能够适用于低电流纹波需求的应用场合。关键词：零电流纹波;Boost变换器;耦合电感;临界连续模式;软开关15|10|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：预充电接触器作为列车牵引系统中预充电回路的核心开关器件，其寿命直接影响列车运行安全。本研究针对TZCH-40D型预充电接触器开展电寿命预测研究，通过模拟其实际工况搭建电寿命老化试验平台，同步采集线圈、辅助触头及主触头的多维度电信号数据。研究发现，单一特征参数难以全面反映接触器的退化过程，因此提出一种融合极端梯度提升(xtreme gradient boosting, XGBoost)与长短期记忆神经网络(long short-term memory, LSTM)的Stacking集成模型，充分结合XGBoost模型的特征处理能力与LSTM模型的时序分析优势，为牵引系统的智能运维提供理论支撑。首先，系统分析了预充电接触器的内部结构与动作机理，明确了其主要失效模式。其次，结合预充电回路实际工况及负载特性，设计加速老化实验方案，采用20 kHz高频数据采集技术获取全寿命周期电信号数据，提取与寿命强相关的时间域和电气特征参数。基于灰色关联分析法计算特征间及特征与寿命的关联度，通过灰熵值进行冗余特征筛选，确定关键输入特征。随后在底层分别构建XGBoost与LSTM单模型，在上层采用Stacking集成学习预测模型，最后在验证集上得到最终的预测结果，模型参数通过自适应方法确定。实验结果表明，在预充电接触器动作寿命1万次条件下，融合模型的平均绝对误差为450次，相对误差仅为0.562 5%(基于8万次额定电寿命)。随着老化数据积累，预测精度呈现持续提升趋势。该研究为预充电接触器剩余寿命评估提供了新方法，对提升列车牵引系统可靠性具有重要意义。关键词：预充电接触器;寿命预测;加速老化实验;XGBoost;长短期记忆网络0|0|0更新时间：2026-07-04
智能制造与装备
- 摘要：针对铁路工程建设项目所处环境复杂、安全风险高、安全管理难度大的问题，为保障其在面临突发冲击时能够快速响应和有效恢复。基于扎根理论的方法，抽象提炼出铁路工程建设安全韧性机理模型，识别出6大安全韧性能力和3大次级韧性。根据铁路工程建设项目的扎根结果设置安全韧性评价指标，并运用德尔菲法与熵权TOPSIS结合的方法，从失效可能性、后果严重性、状态可控性3个角度完成指标筛选。运用改进雷达图方法构建安全韧性综合评价模型，将评价指标与现场隐患排查、安全检查结果相对应，并应用距离熵的方法计算韧性能力动态权重，完成安全韧性综合评价。研究发现，安全监管能力、风险预防能力是铁路工程建设项目的预防韧性，作用在事前预防阶段；抵抗冲击能力、事后恢复能力是铁路工程建设项目的响应韧性，是发生突发事件后的韧性能力体现；学习提升能力、技术应用能力是铁路工程建设项目的演进韧性，贯穿于全周期促进安全韧性循环提升。同时，安全韧性综合评价模型在K2隧道进行实际应用，模型精度平均值为97.54%，满足现场需求。该模型能够弥补传统雷达图顺序敏感性和共享度耦合的局限性，实现安全韧性评估结果的可视化。研究结果为铁路工程建设安全提供可参考、可应用的理论及模型框架，为铁路工程项目安全完工保驾护航。关键词：铁路建设;安全韧性;扎根理论;熵权TOPSIS;改进雷达图0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：高铁时代的到来催生高铁站区规划建设热潮，但其发展面临困境和诸多问题，客观评估规划实施情况对于推动站区规划优化调整和高质量建设具有重要意义。基于高铁站区特征和可持续发展导向，从评估目标和评估维度两方面重构传统规划实施评估方法。为全面考察站区规划实施过程和实施机制，从实施效果、实施效益、实施效能3个维度构建规划实施评估模型和指标体系，对京广、沪昆高铁湖南段18个站区开展实证分析。研究结果表明：经过10～15年的开发建设，大部分站区主要功能培育迟缓，没有实现预期规划目标，整体实施情况不佳。根据评估综合得分，将站区分为实施情况较好、一般、较差3种类型，3类站区数量基本相当，其中实施情况较好的站区以京广高铁沿线的地级站区为主。各站区3个维度评估得分基本匹配，其中实施效能评估情况相对较好。从分级分类分段评估比较来看，车站等级越高、区位条件越好、开通运营时间越长，站区各项评估得分越高。基于评估结果，从规划编制和实施路径层面提出站区总体优化对策，针对不同实施情况的站区提出精细化发展、差异化发展、韧性化发展等针对性的优化发展策略。研究结果为研判高铁站区开发建设状况提供了技术方法和手段，为后续高铁站区规划建设和健康可持续发展提供了经验参考。关键词：高铁站区;规划实施评估;实施效果;实施效益;实施效能0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：为提升城市轨道交通系统应对暴雨洪涝灾害的能力，基于复杂网络理论和灾害链理论，结合2012—2023年国内24起典型暴雨洪涝灾害案例，构建了涵盖路面层、连通层、站厅层、行车层、后果层的城市轨道交通暴雨洪涝多层灾害链网络。通过量化分析致灾率、节点重要性及灾害传递关系间的风险值，建立系统性风险评价体系，并选取北京、广州、郑州、重庆4起典型事故进行实证分析。首先，解析24起典型暴雨洪涝灾害案例得到灾害风险因子，并以此为数据库计算灾害间的致灾率。然后根据复杂网络理论和灾害链理论，基于城市轨道交通复杂的空间结构构建4起典型事故的多层灾害链网络。最后，根据多层灾害链网络风险评价体系计算4起事故的灾害连接边风险值、层内风险值和系统性风险，并依据自然断点法划分系统性风险等级。研究结果表明，郑州事故的系统性风险最高，且在每起事故中站厅层在所有结构层中的风险均最大，路面排水堵塞与挡水墙倒塌、积水倒灌、站厅内涝与用电设备故障、列车失电迫停与隧道受损、列车停运与经济损失分别是各结构层中的关键灾害节点。在城市轨道交通的设计和运营过程中，应重点关注站厅层的安全问题。研究结果可为城市轨道交通系统断链减灾和提升韧性提供借鉴，并为轨道交通安全运营提供参考。关键词：城市轨道交通;暴雨洪涝;复杂网络;灾害链;风险评价22|10|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：工程渣土作为城市建设过程中产生的大宗固体废弃物，其处置方式会对生态环境和城市可持续发展产生重要影响。相较于传统填埋处理方式，工程渣土固化后用于路基填筑是实现渣土资源化利用的重要方式，但其碳排放如何量化仍有待进一步研究。本文针对工程渣土固化利用全生命周期的碳排放开展定量核算，以实现资源节约与碳减排协同的工程目标，构建了覆盖渣土产生、固化处理、路基填筑及后期养护的全生命周期碳排放核算模型。以嘉兴市快速路环线工程固化土试验段为案例，基于构建的碳排放核算模型，量化分析了渣土原位固化利用路径与传统填埋路径全生命周期各环节的碳排放差异，系统评估了渣土固化用于路基填筑的经济和环境综合效益。研究结果表明，针对该工程案例，渣土固化利用路径在材料源头端排放不计的前提下，全生命周期碳排放约为4 807 tCO2eq，相较传统填埋路径总体碳减排量将达到5 516.5 tCO2eq，可减少约53.44%的碳排放，碳减排潜力显著；计入源头端碳排放后，固化利用路径受到高排放固化剂水泥的负面影响，总碳排放量显著增加。此外，渣土固化利用路径实现了渣土资源的循环利用，具有显著的经济与环境效益。基于渣土处理路径全生命周期的碳排放核算结果，提出从“源头部署-过程优化-末端利用”全过程统筹推进，通过技术路径优化与评价机制配套协同发力实现渣土资源化管理的建议。研究结果揭示了渣土原位固化利用的潜在减碳效益，为渣土处理路径的优化选择提供科学依据，将助力城市基础设施建设可持续发展和“双碳”目标实现。关键词：工程渣土;固化利用;碳排放核算;全生命周期评价;低碳管理0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：将隧道洞渣制备成混凝土骨料是实现交通基础设施绿色低碳发展的关键。然而，该制备过程因洞渣来源复杂、加工环节众多，导致最终产品质量面临显著风险。为系统识别隧道洞渣制备混凝土全流程风险，基于“洞渣甄选-机制产品生产-混凝土制备与应用”链条，构建因素→事件→目标的风险传导网络模型。研究整合故障树分析、问卷调查与蒙特卡罗模拟等多种方法。首先，建立包含39项核心因素的质量风险指标体系；然后，提出动态风险值计算框架，以概率分布、期望概率、风险暴露系数作为输入，计算因素风险值，并利用蒙特卡罗模拟验证期望概率的鲁棒性；针对因素层网络特性，采用线性聚合计算事件层风险值，事件层则通过改进PageRank算法量化节点中心性，最终耦合风险值与影响强度传导至目标层。结果表明：扰动分析识别出机制产品质量不合格D5下的关键节点B13、B11、B12；路径分析提取329条传导路径，前20条高敏感路径揭示“设备状态→产品质量→混凝土质量”与“洞渣母岩管控→产品质量→混凝土质量”2大核心传导链条。蒙特卡罗验证显示目标层风险均值(0.089 8)与期望概率计算结果(0.089 6)偏差仅0.22%，证实期望概率具有统计代表性。该模型能为隧道洞渣制备混凝土全流程质量风险的系统量化和洞渣利用的动态风险管控提供理论支撑。关键词：铁路隧道;风险传导模型;洞渣利用全流程;隧道洞渣;风险识别5|0|0更新时间：2026-07-04
工程经济•工程管理•规划设计
- 摘要：当前货运轨道区域巡检面临效率低下、人力成本高昂及智能化感知能力不足等问题，传统轨道分割方法难以同时满足复杂工况下的实时性与准确性要求。针对这一现状，结合低空无人机平台高机动性与广视角的技术优势，提出一种兼具准确性与实时性的双维多特征融合货运轨道区域分割算法，以提升轨道区域感知能力，快速获取列车行驶区域，为异物入侵智能分析技术提供准确的入侵界限。算法以DeepLabV3plus为基础，融合3项改进：采用MobileNetV2主干以降低模型复杂度，引入CBAM注意力机制强化关键特征提取，改进ASPP模块结合SP条形池化与ECA注意力机制以提升语义表征能力。为确保实验数据集具备高度的实际场景适配性，同时规避数据采集对列车正常运营的干扰，构建的数据集均源自车辆修理站段及铁路院校，通过低空无人机现场采集。实验结果显示，模型在实际工况数据集上较原始DeeplabV3plus算法平均交并比(mIoU)提升10%，达97.448%；平均像素准确率(mPA)提升7%，达95.743%；损失函数值(Loss)降低55.4%，低至0.009 78；同时推理时间缩短43%，模型体积缩减80%。该研究成果有效解决了传统算法在精度与效率间的平衡难题，综合性能优于当前主流分割网络。为货运轨道区域的智能化感知提供了切实可行的技术方案，为后续研究轨道区域异物侵限检测技术提供了准确依据，对推动铁路巡检智能化进程具有重要指导意义。关键词：铁路运输;轨道区域分割算法;双维多特征融合;货运轨道区域;智能化感知;铁路巡检智能化。29|5|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：转辙机作为铁路信号系统的关键设备，其故障诊断对保障铁路运营安全至关重要。然而，S700K转辙机故障诊断面临着严重的数据不平衡问题——故障样本仅占总数据的1%以下。这种极端不平衡带来了一系列连锁挑战：一方面，少量故障样本中的噪声会对模型训练产生放大效应；另一方面，稀缺的故障样本使得深度学习模型难以充分提取和学习故障特征，最终导致诊断准确率不高。针对上述挑战，本研究提出了一种基于改进时间序列扩散模型和时序成像特征融合的故障诊断方法。首先，构建转辙机序列扩散模型，通过引入峰值注意力机制和多样性变换策略，生成高质量故障样本以缓解数据不平衡；其次，采用格拉姆角差场和马尔可夫转移场2种时序成像技术，实现了对转辙机运行状态的全面表征；最后，提出改进的深度残差收缩网络，通过双流并行架构分别处理两种时序图像完成故障分类。实验结果表明，生成的故障样本在时频域均保持了原始信号的关键特征，方差频率值仅为0.130 2，显著优于向量量化变分自编码器(1.449 9)和时间序列生成对抗网络(1.352 4)等现有方法。基于扩充后的平衡数据集，故障诊断准确率和精确率分别达到99.50%和99.62%，特别是对仅有少量样本的稀缺故障类型，召回率从84.62%提升至98%以上，充分验证了所提方法在解决数据不平衡问题和提升诊断性能方面的有效性。关键词：格拉姆角差场;马尔可夫转移场;改进深度残差收缩网络;S700K转辙机;故障诊断22|8|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：为解决铁路轨道异物检测中训练样本稀缺、复杂场景适应性差以及小目标检测能力弱等问题，提出一种融合图像生成与模型结构优化的智能检测方法。在数据增强方面，将通道注意力机制与感知损失函数引入条件生成对抗网络，以提升合成图像的结构保真度与语义一致性，构建出涵盖动物、汽车、行人等典型目标的多类别铁轨异物合成图像集。该方法在生成效果上兼顾自然度与细节表达，各类别结构相似性指数均超过0.88，峰值信噪比最高达到29.77。在模型优化方面，基于YOLOv11构建检测模型，融合自集成注意力机制与多尺度差异融合模块。其中，自集成注意力机制增强浅层特征对关键区域的响应能力，多尺度差异融合模块显式建模跨尺度语义差异以强化特征融合表达。实验结果表明，该模型在mAP@0.5与mAP@0.5∶0.95上分别达到0.981和0.922，展现出优异的小目标检测性能与复杂背景下的鲁棒性。通过消融实验进一步验证两模块的独立增益效果和联合优化优势，相较原始YOLOv11模型，在稳定性与适应能力上得到提升。与YOLOv8、YOLOv10以及不同优化策略组合的代表模型对比结果显示，所提出模型在真实场景中的误检率与漏检率更低，对小目标、遮挡、与复杂背景特征相似的异物具有更强的检测能力，具备更高的应用价值与潜力。研究结果为铁路智能运维系统中的轨道异物检测提供了高性能、可扩展的解决方案。关键词：铁轨异物侵限检测;生成对抗网络;数据增强;目标检测;深度学习0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：为实现对边坡灾害的高效识别和前置预警，提出一种基于边坡致灾因子的灾害识别方法，通过分析边坡灾害不同形成阶段的关键致灾因素及边坡综合风险水平，对灾害区域、单体和特征进行了识别。首先，采用风险矩阵法和线性插值法，确定灾害孕育、诱发和形成阶段所对应致灾因素的影响等级；在此基础上，利用Borda序值法确定致灾因素的影响度量化值，并通过层次分析进行影响度排序，基于构建的边坡风险计算公式，确定边坡灾害孕育阶段的关键孕灾因子、诱发阶段的关键诱灾因子和形成阶段的关键成灾因子。然后，基于关键致灾因子进行灾害区域、单体和特征识别。最后，结合实际工程对提出的边坡风险评估方法和灾害识别技术体系进行可行性和可靠性验证。研究结果表明：1) 边坡风险评估法的计算结果符合规范要求，且相比专家调查评估法和指标体系法的评估流程更客观、评估结果更可靠；2)“孕灾因子-诱灾因子-成灾因子”的分析过程实现了对边坡灾害成因的全面分析，有利于提前预警潜在风险；3)“灾害区域-灾害单体-灾害特征”的识别流程实现了针对性监测方案的制定，有利于提升设备的非冗余布设水平。研究结果可为类似边坡工程的灾害成因分析和风险识别提供一定技术思路和参考价值。关键词：致灾因子;风险评估;灾害识别;前置预警;监测方案0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：针对现有高精度裂缝分割模型因计算复杂度高而难以在资源受限设备上部署，而轻量化模型又普遍存在细节分割能力不足等问题，提出一种兼顾精度与效率的轻量化裂缝分割方法。该模型以DeepLabV3+架构为基础，构建了轻量化主干MobileNetV3-Crack，引入3项关键创新模块。首先，针对轻量化模型在定位精度方面的不足，设计了裂缝梯度空间注意力模块(crack gradient-guided spatial attention, CGSA)。该模块通过融合图像的梯度特征，引导模型对裂缝区域进行精细聚焦，强化了模型定位能力。其次，为提升裂缝形态的连续性，提出了裂缝边缘增强模块(crack-edge-data enhancement module, CDEM)。此模块通过图结构建模，挖掘裂缝边缘像素之间的空间关联性，增强了裂缝形态的连续性。再次，为实现对多尺度裂缝特征的自适应捕获，引入了梯度引导动态空洞ASPP模块(gradient-guided dynamic atrous ASPP, GDA-ASPP)。该模块利用梯度信息动态调整空洞卷积的膨胀率，从而能自适应调整感受野以匹配局部裂缝特征。所提出的模型在Crack500数据集上进行了性能评估，参数量仅为5.8 M，裂缝交并比(Crack-IoU)达74.63%，相较于原始DeepLabV3+架构提升了4.27个百分点，实验结果证明该方法在保证轻量化的同时，有效提升了分割精度。通过梯度引导与边缘增强的协同作用，该模型有效克服了轻量化设计的细节分割瓶颈，为裂缝智能检测提供了一种高效、精准且易于部署的解决方案。关键词：裂缝分割;梯度空间注意力;边缘特征增强;动态空洞空间金字塔池化;轻量化网络0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：接触网作为高速铁路供电系统的核心组件，其可靠性直接影响着高速列车的安全性和运行效率。异物侵入接触网易造成设备故障和高速列车供电中断，进而引发严重安全事故。针对现有的接触网异物检测方法在面对复杂背景干扰和异物形态多变时，存在检测速度慢和精度低的问题，提出了一种改进视觉Transformer的接触网异物快速检测方法。首先，构建了混合卷积与自注意力的ConvAttenViT主干网络，通过结合方向感知可变形卷积的局部表达能力和级联组注意力的大范围感受野优势，实现对异物特征的有效捕捉，增强了复杂背景下异物的特征提取能力。其次，提出了动态像素解码器，使用特征增强模块充分挖掘层内多尺度特征信息，并引入动态门控机制自适应选择特征融合路径，从而在增强表征能力的同时加快多尺度特征图的构建，提高异物检测精度。然后，设计了代理自注意力Transformer解码器，通过引入代理token优化了自注意力的计算过程，同时结合可变形深度卷积来自适应拟合不规则异物形态，有效提升了对接触网异物的全局感知能力和模型的整体检测效率。最后，实验结果表明所提方法在自建接触网异物数据集上的检测精度与速度均优于对比方法，本文方法的mAP达到85.15%，较基线模型FastInst提升了4.84%，较CenterInst提升了2.96%，同时检测速度FPS达到了60.5，展示出更优的高速铁路接触网异物检测性能。关键词：高速铁路接触网;接触网异物检测;视觉Transformer;动态像素解码;代理自注意力;实例分割0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：针对铁路客站旅服设备现有的监测手段为人工巡检方式，实时性差、工作量大，导致设备故障难以实时被发现的问题，本研究提出一种基于加权递归图的铁路客站旅服设备状态在线监测方法。首先，通过部署智能断路器采集旅服设备状态切换前后的电流时序数据，利用加权递归图(weighted recurrence graph, WRG)构建电气特征扩展图，将一维电流序列转换为蕴含丰富特征的二维图像，突破了一维时序数据特征提取的局限。其次，为平衡识别精度与模型轻量化需求，构建了ShuffleNetv2-HAM分类模型。该模型集成Haar小波下采样(Haar wavelet downsampling, HWD)模块以有效捕捉图像多尺度纹理细节；引入混合局部通道注意力机制(mixed local channel attention, MLCA)，自适应增强对故障相关区域特征的关注，提升识别灵敏度与鲁棒性；同时对核心Stage模块进行精简设计，显著降低计算开销和模型体积，满足现场部署的实时性要求。实验结果表明，加权递归图在特征表示对比中取得最优性能，其宏平均分数Fmacro达97.19%，显著优于格拉姆角场(89.08%)、马尔可夫转移场(75.88%)等时序图像化方法。基于该特征的ShuffleNetv2-HAM模型在6类典型旅服设备运行状态(含引导屏正常切换、卡死、闪烁、黑屏及广播扬声器正常播放、失音)识别任务中，宏平均分数Fmacro较一维时序分类方法最高提升约26%，较主流轻量化图像模型最高提升18.26%；在计算效率方面，ShuffleNetv2-HAM展现出显著的轻量化特性，模型参数量仅为1.61 M，浮点计算量低至1.73 GFLOPS，FPS达到1 905.51，相较于对比模型参数量减少最多达57.4%，浮点计算量降低超过75%，展现出卓越的分类性能和轻量化特性。本研究提出的基于加权递归图和ShuffleNetv2-HAM模型的监测方法，为铁路客站设备运维智能化提供了技术支撑。关键词：铁路客站;电流监测;状态监测;加权递归图;ShuffleNetv29|4|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：针对传统高速铁路滚动轴承故障诊断方法在强噪声环境下特征提取能力不足导致诊断准确率不佳的问题，提出一种基于自适应尺度多源连续小波变换(adaptive scale multi-source continuous wavelet transform, ASM-CWT)与多尺度神经网络(multi-scale neural network, MSNN)的多源多尺度滚动轴承故障诊断模型。首先，提出自适应尺度多源连续小波变换将一维轴承振动信号和电流信号转换为二维时频图，通过动态调整小波尺度参数实现信号的自适应时频分析，有效提取不同频率成分的故障特征信息。然后，基于多尺度神经网络模型，构建局部-全局特征协同提取的双分支网络体系，局部分支采用改进残差结构的特征提取器，该模块集成多核并行卷积架构，通过瓶颈机制和跳跃连接策略实现细粒度空间模式的高效捕获，全局分支设计了基于金字塔层次结构的增强型(vision transformer, ViT)模块，集成多个并行编码器构成三尺度处理通道，通过自注意力机制建模长距离空间依赖关系，解决了单一尺度分析中局部细节信息丢失的问题；开发基于多尺度注意力(efficient multi-scale attention, EMA)的动态特征整合模块，通过学习不同尺度间的相关性权重矩阵，实现局部细节与全局语义信息的自适应融合，显著提升了算法在强干扰环境下的特征判别能力；设计多头分类器模块，包括主分类器和多个辅助分类器，通过加权联合多任务损失，提高模型的分类精度与对多尺度特征的适应能力。利用帕德博恩大学(Paderborn University, PU)轴承数据集进行实验验证，实验结果表明，所提方法故障识别准确率达到99.57%，即使在-3 dB的强噪声环境下也达到94.83%的诊断准确率，验证了所提方法优越的故障诊断能力与强抗噪声性能。关键词：滚动轴承;故障诊断;多源信息;自适应尺度连续小波变换;Vision Transformer0|0|0更新时间：2026-07-04
- 摘要：轴承作为旋转机械中的关键部件，其健康状态直接关系到设备运行安全与稳定。现有方法在特征提取与多源信息融合过程中，普遍依赖于欧氏空间下的特征建模，难以有效刻画振动信号中蕴含的复杂结构关系，且常常忽略时域与频域多模态信息的协同融合，从而限制了故障诊断的准确性与可靠性。为此，提出一种双流时频图注意力网络轴承故障诊断方法。首先，采用K近邻算法将时域与频域振动信号构建为图结构，以增强样本间结构关系的建模能力，实现多模态特征的高效表示。其次，设计双流图注意力网络用于时域图和频域图故障敏感特征的挖掘，并引入自适应注意力权重机制对两类特征进行动态加权融合，增强关键特征的表达能力。最后，在凯斯西储大学(Case Western Reserve University, CWRU)轴承实验数据集和南昌铁路局轮对轴承工程数据集上对所提出方法的有效性进行了验证。实验结果表明：所提方法在CWRU数据集上实现了100%的诊断准确率。在南昌铁路局工程数据集上，较传统卷积神经网络(CNN)的平均准确率提升3.93个百分点，较单流图神经网络(GNN)提升7.43个百分点，且10次独立重复实验标准差仅为0.31。对比结果表明：时频图建模与自适应融合策略在挖掘故障敏感信息、提升多源特征协同表达能力方面具有显著优势，为复杂工况下轴承故障诊断水平的提升提供了参考，对保障旋转机械安全稳定运行具有实际意义。关键词：轴承;故障诊断;时频双流;图注意力网络;自适应注意力机制34|11|0更新时间：2026-07-04
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