基于城市轨道交通互联互通内涵,针对重庆轨道交通核心枢纽间线路互联互通必要性及合理性问题,以重庆轨道交通26、27号线为例,总结规划契合情况、完善服务质量、引导城市发展及落实资源共享等宏观定位,同时分析互联互通模式导致的经济效益、运营损失以及土建投资增加,在考虑时间价值影响的前提下,以折算净现值作为26、27号线互联互通必要性及合理性的衡量指标,研究结果表明:重庆轨道交通核心枢纽间线路26、27号线互联互通模式折算净现值大于零,互联互通必要性突出且方案合理,值得借鉴。针对城市轨道交通互联互通必要性论证方面,构建定性与定量相结合的分析框架,完善城市轨道交通互联互通研究体系,为同类型项目的规划设计提供参考。

随着我国城市发展速度的加快,各地城市轨道交通的建设速度也逐步加快,以公共轨道交通设施为核心的TOD综合开发模式得到广泛应用,越来越多的换乘车站、综合交通枢纽也应运而生。国内轨道交通 TOD逐步向多元化发展,站城一体化的理念助力将轨道交通 TOD引向新的高潮。大型轨道交通 TOD项目一般需要在项目前期进行策划,基于超前规划、统筹设计的方式方法,更有利于实施主体打造片区有核心特色的综合交通枢纽工程。针对东莞核心开发区域与轨道交通建设时序不匹配的问题,总结轨道交通建设规划未批复的情况下,基于线网和详规研究的前期谋划到实施的实操路径,提出配建公共轨道设施共构工程,超前规划、统筹设计、一体化施工的模式带来新的设计理念。研究结果表明:按地下空间模式配建公共轨道设施,解决了城市综合枢纽位置因轨道交通无法立项实施、无法同步开发的问题,为后续工程项目开发、设计与实施提供新的研究方向,并为政府决策提供成功案例。

为提升城市交通系统容量,促进交通可持续发展,实现绿色化发展目标,为澳门居民和游客提供更多、更可靠的出行选择,澳门正积极推进轨道交通规划与建设。分析澳门轨道建设发展现状,从支撑城市格局、提升交通容量、优化交通结构、遵循公众意愿等方面总结澳门在轨道交通规划中的主要经验,以及服务主走廊、串联主枢纽、融合多方式、协调空间关系等方面的布设技术要点,供相关城市在发展轨道交通时参考借鉴。

针对干线铁路、城际铁路采用的中国列车控制系统(China train control system, CTCS)系统与城市轨道交通采用的基于通信的列车控制系统(communication based train control system,CBTC)系统互不兼容,阻碍四网融合发展和轨道交通系统整体运输效率低下的问题,对支持四网融合的列控系统的车载设备、地面设备、重叠区设计、制式切换过程等关键技术进行研究,具体包括列车自动防护技术、列车自动驾驶技术、人机接口技术、列车接口技术的一体化车载设备关键技术,支持列车跨线运行的重叠区地面设备关键技术,支持列车不停车安全、平滑切换制式的重叠区设计技术,并分析列车在重叠区内不停车从CTCS到CBTC 制式的互相切换过程。研究结果表明:通过车载设备兼容地面设备实现跨线运行,可以减少地面设备数量,简化系统结构,提高系统安全性、可靠性和可维护性,且具有成本优势;采用一体化车载设备,系统结构简单,设备成本低,对安装空间要求较低,是未来技术的发展方向;提出的兼容CTCS和CBTC 的列控系统关键技术可用于指导系统设计、研发和应用,对实现四网融合具有指导意义。

为提高地铁内涝应急处置能力,对国内外地铁挡水技术和装置进行研究。针对地铁车站出入口、风亭风井、正线、车辆基地等地铁内涝风险点,系统梳理国内外地铁挡水技术和挡水装置,分析地铁挡水装备的适用场景以及优缺点;探讨地铁挡水装置在成本经济性、智能化与自动化以及可持续性等问题上面临的挑战,提出结构优化与材料改进、多功能挡水装置、智能化与自动化控制、绿色技术与可持续发展等方面的建议。研究结果表明:不同挡水装置应用场景不同,应针对不同风险点位以及涝水特点正确选择挡水装置; 地铁常规挡水装置应用广泛,技术相对成熟;新型技术在自动化方面有所突破,可以节省人力,提高应急可靠度。研究成果旨在为地铁挡水装置的设计、安装和应用提供参考,为保障地铁系统的安全运行和有效应对地铁内涝提供技术支撑。

当城市轨道交通系统出现异常,乘客容易产生盲目、恐慌、从众等心理,并做出非完全理性的决策。现有MNL 模型基于信息完备假设与完全理性假设,在面对非常态情景时的适应性较差。为刻画非常态情况下乘客的不完全理性并考虑乘客个体差异,解决 MNL 模型的不适用性,本文针对轨道交通非常态情景,通过累积前景理论进行建模。首先,综合考虑时间、费用、舒适度与便捷性4个对乘客出行行为有直接影响的因素,构建基于累积前景理论的轨道交通非常态乘客出行方式选择模型,刻画乘客的不完全理性行为。然后,开展问卷调查用以标定模型参数,并结合调查结果构建服从泊松分布的差异化参考点,描述模型的参考点依赖现象,差异化参考点的泊松分布检验值满足大于等于0.05的检验标准,解释了乘客出现不同决策结果的本质,使综合前景呈现随参考点波动的态势。最后,将引入差异化参考点的基于累积前景理论的轨道交通非常态乘客出行方式选择模型与多项Logit(multinomial logit,MNL)模型进行对比。研究结果表明:针对非常态情景,本文模型体现了乘客面对非常态时的有限理性与个体差异性,宏观角度下的交通方式划分率计算结果总体偏差较 MNL 模型减小了4.9%,微观角度下乘客个体决策结果预测准确率较 MNL 模型提升了25.4%,整体效果优于MNL模型,验证了模型的合理性。研究成果可以为轨道交通非常态下的交通需求预测与应急响应提供理论支撑。

针对常规地铁线路设计方法在建(构)筑物密集地段无法解决拆迁量大、施工难度大、风险大、代价大等问题,创新一种特殊交叉渡线加曲线岛式错位站台组合的线路设计方法,不仅能满足建筑、结构、信号、轨道、行车、线路等相关专业的设计需求,而且能使得地铁线路可以灵活地绕避站点周边密集的建(构)筑物。研究结果表明:该创新线路设计方法可以实现减少拆迁、加大施工净距、缩减明挖规模、降低施工难度和风险、节省工程投资等目标,为地铁站点周边建(构)筑物密集、拆迁和施工困难的地段提供技术指导。通过实际的工程案例验证,表明该创新线路设计方法能产生很好的经济、技术和社会效益。

为了解决车辆基地上盖开发对盖下引起的建设和运维问题,需对其总平面布置、消防、交通、管线、减振降噪等各方面进行适应性调整和优化。通过分析车辆基地开发与不开发的差异性,以问题为导向,提出“一个中心、两个原则”的优化策略,即在保证盖下规模和功能的前提下,既为上盖开发创造良好条件,又确保盖下安全与环境,从选址、总平面布置、检修工艺、消防疏散、通风排烟、交通组织等各方面阐述优化设计思路,包括良好的站段关系、整合集约用地、采用新型检修设备、加强疏散和防排烟等,尽可能消解上盖开发带来的不利影响,从而实现盖上盖下相互协调、互利共赢。

为研究车辆段不同轨道型式、不同基床结构下路基对列车的振动响应特性,依托郑州地铁铁炉西车辆段工程,开展不同路基结构条件下的动荷载数值模拟分析,研究路基动荷载分布随路基结构的变化规律。结果表明:无砟轨道在列车相同速度下产生的动荷载值小于有砟轨道;基床表层厚度增加对于减小列车行驶产生的动荷载效果更加明显,但过厚的基床会提高路基刚度,不利于应力消散,因此基床厚度加到一定程度后,减小动荷载的作用逐渐不明显。数值模拟结果表明:地铁车辆段路基基床表层、底层厚度设计方案可在“0.3m+0.9m”和“0.4m+0.7m”的基础上分区,合理制定,以基底动静应力比小于0.2为准,以期道床结构安全、经济、合理。

针对城市轨道交通地上线运营引起的噪声污染问题,以郑州地铁5号线中州大道车辆段出入线为工程实例,对加装声屏障前后的噪声进行现场测试,采用Virtual Lab 软件对声屏障的降噪过程进行仿真模拟,仿真模拟与实测声压级随声源频率的变化曲线具有较好的吻合性,验证了声学仿真模型与计算方法的准确性。采用声压级插入损失表征声屏障的降噪效果,进一步研究三角尖劈型、QRD序列和PRD序列、微穿孔板PRDI型复合结构等类型声屏障的降噪效果。结果表明:尖劈角度对三角尖劈型声屏障降噪效果的影响较为显著;较高不规则度有利于提高 PRD 型声屏障对绕射声的扩散作用,降噪效果比QRD 型声屏障更佳;PRDI型声屏障的整体降噪效果略高于PRD II型声屏障,主要是因为原根不同引起槽深排列方式的差异,最终导致了噪声的传播路径和声程的差异。适当降低扩散体设计频率f、增加阶数 N、扩大槽宽w均能提升 PRD I型声屏障的降噪效果。在微穿孔板PRDI型复合声屏障扩散体端部凹槽中附加声阻抗频谱模拟了微穿孔板PRDI型复合声屏障的吸声和扩散性能,在20~1000Hz的整个声源频率范围内,微穿孔板PRDI型复合声屏障的平均插入损失相较于直立型声屏障增加6.13 dB,增幅68.50%,通过在扩散体端部凹槽中添加微穿孔板共振吸音结构,能进一步增大扩散体端部结构所带来的降噪增益,对改善地铁出入线噪声环境具有理想的应用前景。

为有效防止城市轨道交通事故发生,更好地保障运行安全,钢轨表面缺陷检测技术在巡检工作中发挥着重要作用。针对现有钢轨缺陷检测技术中检测精度差、小目标敏感度低等问题,在Mask RCNN(mask regionbased convolutional neural network)算法模型基础上,提出一种融合注意力机制的模型改进方案。该方案在特征提取网络中引入通道空间复合注意力机制(channelwise spatial module, CSM)用于实例分割缺陷检测,有效剔除干扰信息,获得多尺度特征表达,得到更多空间信息以及更优的浅层信息,从而提升对钢轨表面缺陷边缘检测能力。在相同的实验环境下,相对于 Mask RCNN 算法,加入CSM后,Mask RCNN 模型的平均精度均值(mean average precision, mAP)提高了 6.5%。其中,对钢轨“凹陷”“裂纹”以及“疲劳磨损”缺陷识别的平均精度(average precision, AP)分别提高了 6.3%、6.9%和 6.1%。横向对比发现,加入 CSM 后的 Mask RCNN 模型,相较于 Fast RCNN 模型,三种缺陷的分割效果分别提升了11.6%、12.5%和12.9%。同时,相较于 Faster RCNN 模型,三种缺陷的分割效果分别提升了8.8%、10.0%和10.3%。加入CSM后的Mask RCNN 模型可以更好地识别三类缺陷,提升检测精度和小目标敏感度,为轨道智能巡检提供更安全有力的技术支持和保障。

为研究矩形装配式地铁车站力学性能,聚焦深圳地铁五期项目中研发并应用的矩形全预制装配式车站结构方案,结合采用干式连接的全预制装配式结构方案的演化过程,详细介绍矩形结构方案的断面设计方案、结构分块及接头、梁柱内支撑体系和静动力力学特性等多个关键方面。矩形装配式车站结构方案可灵活适应不同站台宽度要求,采用通用可调模具有效提高了矩形结构方案构件通用性。同时,矩形结构可适用于三层两跨或两层三跨等不同型式车站的结构拓展。此外,通过足尺接头试验验证矩形装配式车站接头的抗弯承载性能,验证已有接头研究的理论计算方法在接头构造尺寸变化条件下的适用性。研究成果旨在为后续装配式结构设计与工程应用提供经验与参考。

结合盾构掘进施工引起的地层变形机理,针对砂层内地铁盾构隧道小角度、近距离侧穿高铁桥梁群桩过程中的变形机理进行研究。分析盾构到达桩前、盾构到达桩时、盾构通过桩时、盾尾脱出时、盾构通过桩后,地铁盾构隧道对高铁桥梁的影响机理,并据此提出隔离桩措施、地层加固措施、隔离桩+地层加固 3种高铁桥梁的保护方案。采用三维数值模拟计算的方法对不采取保护方案及采取上述3种保护方案条件下,分别对盾构隧道侧穿高铁桥梁群桩的全过程进行模拟分析。研究结果表明:盾构隧道侧穿高铁桥梁,在区间不采取保护措施、单 独采取地层加固或隔离桩措施的情况下,高铁桥的变形均超过控制标准;采用隔离桩+地层加固措施后,高铁桥 的变形均小于控制标准;经过方案比选,最终采用隔离桩+地层加固的设计方案实施。现场实施时,进行全过程 监测,监测结果与数值计算基本一致,验证了高铁桥梁保护方案的合理性。

为实现对地铁车站侧墙混凝土裂缝的有效控制,通过预埋温度和应力传感器的方法,对侧墙施工过程进行监测,并将实测数据和 Midas civil 有限元模型的模拟结果进行比较分析,总结侧墙施工过程中温度场和应力场的规律。现场监测和数值分析表明:早期混凝土水化热反应较快,浇筑完成后仅用20h即达到最大值,夏季温度较高,降温速率较缓慢,约为0.40℃/h,且中间层降温速率相对较快;压应力达到最大值的时间与温度达到最大值的时间较接近;进入收缩变形阶段,拉应力在出现0应力的临界情况后随温度的继续下降逐渐增大,在浇筑后50 h,各测点的拉应力基本趋于稳定;利用有限元模型计算得到的模拟结果与现场监测数据相差较小,验证了方法在预测裂缝产生方面的有效性。研究成果可以为实际工程中的裂缝控制提供参考。

盾构隧道整体结构中，管片接缝是防水体系最为薄弱的部位，其防水性能直接影响到整个隧道的稳定性 和使用寿命，而随着结构设计和施工方法的不断创新，盾构隧道接缝的防水性能研究和优化也至关重要。本研究 首先从弹性密封垫的防水原理出发，深入分析影响接缝渗漏水的原因;然后在此基础上提出针对管片接缝防水性 能的具体优化措施;最后为验证优化措施的实际效果，以南京江心洲某新型管片盾构隧道工程为背景，进行实证 研究。主要结论研究如下:EPDM 密封垫的物理性能以及耐久性均需严格遵循规范要求;现场密封垫的粘贴工作 和现场管片拼装对密封垫的拉伸变形是影响接缝渗漏水的重要因素;大直径高水压盾构隧道的角部实心段构造需 进行优化，才不会因密封垫的断面尺寸导致角部堆积和应力集中。隧道贯通后的监测结果表明:优化后的盾构隧 道不仅成型质量良好,而且防水效果远超传统盾构隧道。本研究不仅为盾构隧道管片接缝防水设计提供理论依据 和实践指导,也为类似工程提供有益的参考和借鉴。

为优化地铁车厢内热流场环境,提升地铁车厢乘员的热舒适性,深入探究幅流风机不同性能参数对地铁车厢内气流分布和乘员热舒适性的影响机制。首先以某B型地铁车厢乘员为研究对象,综合考虑乘员气流舒适感和热感,提出联合应用 DRBerkeley 热舒适性评价指标;然后,使用 Stolwijk 人体热调节生理模型,搭建幅流风机三维模型和地铁车厢整体仿真模型;最后,通过CFD 软件 STARCCM+,使用DRBerkeley 热舒适性评价指标,以7种工况,分析夏季时不同风机转速、风罩扰动转速、风机送风温度对乘员部位微环境及热舒适性的影响。研究结果表明:DRBerkeley 热舒适评价指标能合理评估地铁车厢乘员的热舒适性;在夏季满足气流舒适性的前提下,增大风机转速、降低风罩扰动转速、降低风机送风温度能提升乘员热舒适性; 在7种工况中,风机转速 1400 rpm、风罩扰动转速3.25 rpm、送风温度20℃时的车厢内温度和速度分布均匀,乘员微环境热流场最佳,热舒适性较好,为0.766。

针对快速轨道交通列车在隧道内气动压力变化较快造成的舒适度降低问题,对隧道内径尺寸、泄压方案对车内压力的影响进行研究。首先根据相关规范选定压力舒适度标准,建立包含列车模型、隧道模型及隧道口泄压措施的有限元模型,然后分别对不同隧道内径、不同气密指数条件下列车内外压力的变化进行研究,最后对隧道入口设置缓冲方案对车内压力的影响进行分析。研究结果表明:当隧道内径由6.0m增加为6.1 m时,车内压力变化最大值约降低4.2%,继续增大隧道直径对减小车内外压力变化值作用有限;当气密指数≤6s时,每增加1s,车内压力变化最大值约减小 15%~25%;隧道洞口设置全封闭声屏障作为缓压结构时,车内压力变化最大值可降低约40%~50%;为提高整车气密性,可采取提高司机室/客室车门密封性、在新风口和废排风口设置启动压力保护阀以及提高车身及贯通道密封性等措施。

针对 LTEM 车地无线通信系统可靠性分析中存在动态失效及承载不同业务等问题,基于动态贝叶斯网络对 LTEM 车地无线通信系统进行可靠性评估。首先,在分析 LTEM 系统结构和功能的基础上构建可靠性框图,并将可靠性框图转化为动态贝叶斯网络,实现网络的结构学习和参数学习。然后,通过动态贝叶斯网络正向推理得到 LTEM 系统承载不同业务的可靠度并进行比较分析。最后,通过动态贝叶斯网络反向推理得到 LTEM 系统的薄弱环节。研究结果表明:LTEM车地无线通信系统运行100周后,承载CBTC业务的可靠度为0.90317,承载乘客信息系统等业务的可靠度为0.71991;基带处理单元、列车接入单元为系统薄弱环节,需要重点关注。

为提高城市轨道交通运营企业的安全管理水平,设计了安全管理智慧平台,并在乌鲁木齐地铁1号线进行了实践验证。平台以双重预防机制为核心,构建了10个功能模块,实现了风险预测预警、整体安全态势评估、安全监督检查、应急辅助决策和资源共享等功能。分析结果以可视化图形在平台界面展现,提高了安全生产管理效率,研究成果可以为其他城市轨道交通企业的安全管理数字化建设工作,提供借鉴和参考。

轨道交通机场专线是专门服务大型机场的一类特殊线路,其功能定位、客流主体、客流特征、服务标准与市区普通的轨道交通线路存在差异,目前尚缺乏针对此类轨道交通专线的客运服务标准。为更好地满足机场客流的快速集散需求、提高机场专线客运服务质量,有必要制定与之匹配的客运服务标准。首先,从客流结构、线路技术条件、乘客出行需求等角度分析轨道交通机场专线运营服务的特殊性;其次,梳理现有轨道交通客运服务标准,阐述轨道交通机场专线客运服务标准建立的必要性;最后,从标准编制原则、标准框架设计及运营服务重点内容等方面给出客运服务标准的编制建议。研究成果以期为轨道交通机场专线客运服务标准的编制提供参考。