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第1篇

【關鍵詞】線路維修；發展動向；研究開發

中圖分類號：A715文獻標識碼： A

一、前言

這些年來，我國鐵路行業發展迅速，線路的維修也占據了重要的作用。因此，我國的線路維修要向著有利于線路可持續發展的方向發展，研究課題要考慮到線路的合理經濟化維修，這是一項十分復雜困難的課題。

二、鐵路線路維修的基本

鐵路線路是由路基、道床和軌道等組成，它是一個整體工程結構，其任何組成部分的改變或損壞，都將影響整體功能。鐵路線路設備常年在大自然中，經受著風雨凍融和列車荷載的作用，軌道幾何尺寸不斷變化，路基及道床不斷產生變形，鋼軌、聯結零件及軌枕不斷磨損，因而使線路設備的技術狀態不斷地發生變化。線路維修養護應貫徹“預防為主，防治結合，修養并重”的原則，經常保持線路設備完整和維修質量，才能使列車以安全、平穩和不間斷地運行。

三、我國鐵路線路維修的發展動向

從宏觀的角度把線路修理作為一個系統研究線路維修工作, 要研究外部條件對系統的聯系和制約, 以及系統內部線路維修與軌道結構、管理體制、作業方式之間的統一和協調。

1.強化軌道結構

在一定的運輸條件和軌道條件下, 軌道變形呈現一定的規律性。目前我國的軌道結構仍然以50kg/m鋼軌為主型鋼軌, 截至2013年末,50kg/m鋼軌占正線延展長度的58.7% ,這種結構不能適應機車軸重2 3t、貨車軸重21t、平均貨運密度1800萬噸?公里/公里的運輸條件的需要, 軌道部件折損和結構變形加劇, 無法按正常周期安排修理。

2. 堅持線路修理中的三級修程制度( 大修、中修和維修) 和維修中的綜合維修、經常保養和臨時補修制度。

大修、中修、維修是線路修理中的三個環節, 只有合理適時進行大修和中修, 才有可能合理安排維修工作。大修的任務是徹底消滅線路永久變形, 使大修后的線路質量完全恢復到原有標準或達到更高的標準, 主要內容是全面更換鋼軌, 清篩補充道床, 更換失效軌枕等。中修是在兩次大修之間消滅線路一定程度積累的永久變形, 主要內容是加強道床、解決道床不潔及厚度不足問題, 同時, 更換失效軌枕。在保證這兩種修程周期及質量的基礎上, 維修的任務是要維持大修和中修質量。各修程有各自不同的要求和作業內容, 降低大、中修質量而增加維修工作量, 或以維修手段延長大、中修周期都是不科學的。

線路維修包括綜合維修、經常保養和臨時補修。綜合維修是在大、中修間或兩次中修間按周期、有計劃地對線路進行綜合性修理, 主要內容是改善軌道彈性, 調整軌道幾何尺寸, 整修和更換零部件; 恢復線路的完好技術狀態。經常保養是根據線路變化情況, 在全年度和線路全長范圍內, 有計劃有重點的養護, 以保持線路質量經常處子均衡狀態。臨時補修是對突發性的軌道部件折損和幾何尺寸超限進行整修, 保證行車平穩和安全。

3.按“ 可靠性” 原理制訂計劃預防性維修的臨界周期。

我國鐵路線路維修大體上經歷了三個階段: 解放初期的 “ 事后修” ;50年5代中期開始的一年一遍綜合維修的“ 計劃預防性維修” ,80年代開始按不同軌道結構, 以累計通過總重密度為依據確定線路綜合維修周期的維修改革。不同階段的維修方針都是根據當時的具體條件、科技發展水平決定的, 對保證行車安全起到了重要作用, 不宜用現代的技術觀點去評價過去的技術決策。

國外線路進行維修的目的基本上可分為兩大類: 一類認為線路維修的主要目的是恢復道床彈性; 另一類則認為是消除軌道幾何不平順。根據我國具體情況, 綜合維修的重點應該是改善道床彈性, 作業性質和內容介于蘇聯的起道修和綜合維修之間。在一定的軌道類型及運輸條件下, 線路變形呈現一定的規律性, 它

基本上與累計通過總重有一定的函數關系, 因此, 確定線路維修周期應以累計通過總重為坐標, 而不能以時間為坐標。

四、改善維修的技術開發

改變軌道維修中的人工作業, 實現高效、省力的目的。如附圖所示。

其中, 可以認為軌道結構革新是最根本的。可是, 在營業線上實現軌道革新需要巨額資金和很長時間, 從合算性觀點出發, 其適用范圍必須限定。因此, 即使不進行板式軌道那樣真正的省力化軌道的革新, 而是通過構件強化、革新等延長維修周期, 將必要的作業量控制在當前可能實現的水平, 也成為重要的課題。可以說, 除了預測運輸量極大、難以確保必要維修作業量的進行之外, 在當前階段后者是更為現實的。

另外, 自動化檢查和機械化作業對提高維修水平來說, 也是十分重要的、實質性的研究課題。關于這些問題, 主要工作是作業方式的分析和機械開發研制.可是, 軌道檢測理論及數據處理技術、傳感器應用技術等, 已納入鐵道綜合技術研究所應積極開展的課題。其具體內容概要介紹如下:

1.軌道結構的強化和長壽命化

板式軌道作為省力化軌道自開發以來已有四分之一世紀之久, 已被正式用作以新干線為首的新建線路的標準構造。可是, 日本鐵路公司占全部線路90 % 依舊是傳統的有碴軌道, 今后將這種既有營業線有碴軌道改造為省力化軌道的技術開發, 是必不可少的。關于這個問題, 可以認為施工效率和成本是目前的關鍵,基于這一觀點今后必須繼續開展研究工作。

此外, 雖不是在鋪成的路面上或在土路基上鋪設板式軌道這種正式的省力化軌道, 一直在進行通過賦予軌道以彈性來減少道床惡化的方法的研究, 尤其近幾年來, 有碴彈性軌枕的省力化效果引人注目, 作為有碴軌道較簡單的降低維修作業量的軌道已試行鋪設。有碴彈性軌枕在降低枕下壓力的同時, 還具有在全部頻率范圍內降低道床振動, 以及防止道床下沉和道碴細粒化的效果。與在高架橋、隧道等剛性路基上采用道碴墊層防止道床惡化的情況不同,有碴彈性軌枕不僅對剛性路基產生效果, 在土路基上也能期望獲得一定的降低維修作業量的效果。

2.自動化檢查和機械化作業

檢查業務在線路業務中所占的比例約30%,與維修業務相同占有較大比例。這些檢查, 以前由于技術和經濟方面的原因大部分依靠人土完成。今后, 為了實現線路維修大幅度省力化的目的, 在重新評價檢查項目的同時,實現主要項目的自動化檢查很重要。

實現檢查業務自動化的重點是, 開發各檢查項目相應的傳感器技術和對結果判斷的評價方式。隨著新干線的高速化, 除了需要采用不同于以往所述的新檢測技術外, 還從提高檢測效率的觀點出發, 進行以雙轉向架高速軌道檢測車為首的新的檢測方式和檢測設備的研究開發工作。

3.軌道維修的系統化

軌道維修業務的大部分是軌道不平順修理業務, 很早就使用軌道檢測車定期檢測軌道狀態, 在一定的評價標準的基礎上進行維修。在某種意義上可以將其稱為近似于狀態監視保護的維修體系。

關于維修安排的優先次序和維修工作量, 在缺乏數據根據時, 將調動可能動員的維修勞動力, 對異常值進行優先管理, 或者是根據經驗和直覺, 依次分配剩余勞動力。

五、關于高速化技術開發課題的應用

原國鐵時代, 由于經營狀態的不斷惡化、社會對環境問題的關心日增等原因, 新干線和既有線的列車最高速度, 分別在1964年和1965年以后的很長時間里停滯不前。直至2009年,東北、上越新干線的最高速度只不過提高到24Okm/h。其間, 各國尤其是歐洲國家, 在以高速化恢復鐵路活力方面進行了腳踏實地的技術開發工作。有關鐵路高速運行技術,稍有落伍的感覺。但是, 民營化以后, 由于日本鐵路公司集團對改善經營狀況有很高的積極性, 和1975年以來有關環境保護問題的技術積累, 鐵路高速化的時機終于來到。

1.防止道碴飛散的對策

隨新干線高速化產生的嚴重問題之一, 是列車在降雪期落雪及列車風造成道碴飛散的現象。對前者, 在東海道新干線通車之初即有人指出。近年來由于大幅度提高列車速度, 需要重新考慮萬全之策。而對后者, 東北新干線通車之前的綜合試驗線(小山地區)上的高速試驗已確認了這一現象, 但由于東北、上越新干

線通車時將最高速度限制在220km/h,且道碴區間的延長不到全線長度的10%,故問題并未明顯表現出來。

其結果, 通過試驗弄清了產生道碴滾動的列車速度和碎石形狀的關系, 與此同時還弄清了道碴飛散的發生機理。另外, 還結合防止列車落雪造成道碴飛散的措施, 對諸如用塑料網覆蓋道碴主要部分的道碴網, 在軌枕中間部位預先設置高背軌枕, 以及促使道床顆粒相互粘合的粘合劑等措施及其效果進行了研究。雖然分別確認了這些措施的效果, 但各種防治工程的耐久性和降低成本是今后實用化所必須解決的課題。

2.涂油改點油

在高寒地區, 由于冬季道床凍結, 線路動道床作業不能進行, 過去利用這段相對清閑的時間進行螺栓涂油, 無論是多人的“松―涂―緊”流水作業, 還是單人的“松、涂、緊”作業, 都存在著鋼軌放縮, 人為造成應力調整, 使軌縫變大、鋼軌爬行串動。為克服以上弊端,我們將過去的涂油改為用擠壓式油壺在螺栓上點油。改進后, 省工省力, 不會因為松動扣件使線路指標超過規定標準, 也不會造成鋼軌爬行串動。因為油雖點在頂端, 但在春夏秋季進行, 太陽一曬油能夠滲漏到內部, 同時油在螺母上端能防止螺母上部銹蝕, 而且大大地節省了油料。

六、結語

通過對新時期下，線路維修中仍然存在的問題分析，進一步明確了線路維修的發展方向，為鐵路維修專業的優化完善奠定了堅實基礎，有助于提高鐵路行業的競爭力和效益。

參考文獻：

[1]魯希孔、鐘國藩 鐵路道岔養護 中國鐵道出版社 2011

[2]何佩瑜、陳漢娥 鐵路曲線養護 中國鐵道出版社 2009

[3]童大塤 鐵路軌道 中國鐵道出版社 2012

第2篇

關鍵詞:客運專線　沿線城市　客運量　多元LOGIT模型

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對出行的舒適性、快速性與安全性有了更高的要求。另外，運輸市場管制的放松使各種運輸方式的競爭日趨激烈。在這樣的背景下，鐵路在“提速”的改革基礎上，在一些經濟較為發達的地區率先進行客運專線的建設，將客運和貨運業務分線運行。

客運專線的建設將極大地提高鐵路在運輸市場中的地位，吸引和誘增更多的客流進入鐵路運輸市場。沿線城市是否引入客運專線，對鐵路部門而言將出現旅客運量的分流，從而導致鐵路經濟效益的增減。如果要想定量地測算出客運專線引入沿線城市給該城市經濟上帶來的影響，那么鐵路運量的分流變化情況是首先必須關心的問題。

1分流渠道的確定

根據居民交通消費行為，一個城市的居民可以分為出行和基本不出行(相對區域旅行來說)兩類。在新的交通工具或方式出現以前，對于出行的居民，他們只能選擇運輸系統中現有的運輸方式;當新的交通工具建成后，它將作為運輸系統中一種新的運輸方式，供居民出行選擇，吸引系統中其他運輸方式承擔的運量，并作為其運量構成的一部分，即轉移運量[1]。

如果沿線城市i引入客運專線，則該城市的鐵路出現轉移運量;如果沿線城市i不引入客運專線，設在相鄰i城市k公里的j城市引入客運專線，則i城市引入客運專線情況下轉移過來的旅客運量加上既有的旅客運量將分化為如下4種出行渠道:選擇其他交通方式、選擇既有鐵路、選擇客運專線和不出行。這里，選擇不出行的旅客比例很小，可忽略不計。

2 運量轉移概率的確定

2.1多元LOGIT模型

同一種運輸方式，不同的旅客在不同的時期或從不同的角度考慮，就會產生不同的選擇意向，即主觀價值。退一步說，即使同一旅客在不同條件或從不同角度下也會有不同的主觀價值。在這種情況下，用“選擇概率”的概念來解釋并衡量旅客的主觀價值，就具有一定的意義。在此，提出了運輸方式選擇概率模型———多元LOGIT模型[2]。

人們旅行時，總是愿意選擇綜合費用最小，即效用最高的交通方式。這里的效用包括安全性、經濟性、快速性、方便性、舒適性在內的綜合效用。效用值的變化，必然引起運輸方式選擇的變化，即由一種方式轉移到另一種方式。這里引入著名的多元羅吉斯模型(MultinomialLogisticsModel)，如下所示:

這里，Pi是第i種運輸方式的選擇概率，N是可供選擇的運輸方式，Vi是效用函數，它由多種服務特性組成:

式中，Sij是選擇第i種運輸方式其效用函數中的第j項服務特性;ρj是第j項服務特性(分別指經濟性、舒適性、快速性、方便性、安全性)之權重，j=1，2，…，5。

另外，需要說明的是安全性因素。在現實生活中，不安全的交通工具是絕對無人選擇的，安全性因素對交通工具的選擇起著決定性的作用。把安全性因素放在服務特性中，以相對應的權重來影響選擇概率是不夠的，不能反映真實的選擇意向。所以，對上面的羅吉斯模型進行改進，把安全性因素從服務特性中提出，讓它直接影響選擇概率，起到安全性否決作用。得到修正型的多元羅吉斯模型:

2.2 服務特性權重的確定

權重的確定可以采用西南交通大學交通運輸學院的碩士論文《用多目標決策方法研究公、鐵客運合理分流》中所確定的權重值[3]，并作相應的修改和調整，如表1所示。

2.3服務特性Si1的量化處理

(1)經濟性(Si1)。旅客選擇運輸方式考慮到經濟性因素時，主要是直接以該運輸方式的票價作為依據，間接地考慮到路途的花費。路途的有關支出與旅行時間有關，在快速性中將予以考慮，所以，用票價作為經濟性的衡量指標。

Si1=Ci=Ri×Li，

式中，Ci是第i種運輸方式票價(元);Ri是第i種運輸方式運價率(元/人·km);Li是第i種運輸方式旅行距離(km)。

(2)

快速性(Si2)。用送達時間作為標度，送達時間即是旅客在途旅行時間，與旅行距離、交通工具以及旅行速度有關。

式中，Ti為第i種運輸方式在途旅行時間(h);Vi為第i種運輸方式旅行速度(km/h)。

用時間價值系數將Ti轉化為價值指標:Si2=W·Ti

式中，W是旅客時間價值(元/h)，旅客時間價值前面已經給出。

(3)

方便性(Si3)。采用間接旅行時間JTi作為標度，間接旅行時間是指旅客前往乘車點時間與候車時間之和。用時間價值轉換為價值性指標:Si3=W·Ti

當發車間隔時間小于1h時，取平均發車間隔時間作為候車時間，民航侯機時間目前暫取1.2h。

(4)

舒適性(Si4)。以旅客恢復疲勞所需時間來標度。恢復疲勞所需時間越長，其舒適性越差，反之則舒適性好。

旅客在旅途中的疲勞程度與其旅行時間是成正比關系的。對于健康的旅客，無論乘坐何種交通工具，旅行多長時間，從人的生理角度來看，基本恢復疲勞的時間不會無限增長。在此，我們給定一個恢復疲勞的極限時間LT，暫取為24h。可以認為，恢復疲勞所需時間與旅行時間呈曲線關系，用公式表示為:

式中ti采用第i種運輸方式旅行時間(h);tj(恢)采用第i種運輸方式旅行ti時間后恢復疲勞所需時間;αi，βi待定參數。

用時間價值將恢復疲勞時間轉化為價值性指標:

Si4=W·tj(恢)

(5) 安全性(Si5)。安全性以安全可信度來標度。安全可信度是隨傷亡事故率的變化而反比變化的。當傷亡事故率為零時，安全可信度為1;當傷亡事故率超過一定限度，安全可信度為0，視為不安全。

式中βi是第i種運輸方式的安全可信度;αi是第i種運輸方式傷亡事故率;αm是極限傷亡事故率;αi，βi是模型參數。

3 轉移運量的確定

假設在城市i不引入客運專線而相鄰的城市j引入客運專線，對鐵路部門來說，將出現誘增運量和轉移運量。誘增運量在這里忽略不計，轉移運量主要來自短途旅客中的公路運輸和長途旅客中的民航運輸。

利用已有研究成果，得到各種運輸方式服務特性的計算結果，如表2所示。

由《中國經濟統計快報》所提供的《2002年中國交通運輸統計》中的有關客運量的數據，可以近似地得到鐵路、公路與航空之間的旅客發送量比例為1∶14.57∶0.08。另據有關資料統計，短途旅客的旅客發送量占旅客運輸總量的50%以上[4]，且隨著高速公路的修建有不斷上升的趨勢，因此可以近似地認為城市總的出行旅客人數中，短途旅客的比重為60%。如果引入客運專線，短途運輸方式主要由客運專線、既有鐵路和公路3種運輸方式組成;如果不引入客運專線，短途運輸方式主要由既有鐵路和公路2種運輸方式組成。同理，由于短途旅客的發送量比重約占該城市總出行人口的60%，因此長途旅客的發送比重應為40%。如果引入客運專線，長途運輸方式主要由客運專線、既有鐵路和民航3種運輸方式組成;如果不引入客運專線，長途運輸方式主要由既有鐵路和民航2種運輸方式組成。

根據表2中的數據，分別計算出城市引入和不引入(相鄰城市j引入)客運專線所產生的各種運輸方式的選擇概率并計算出相應的轉移運量。

第3篇

關鍵詞:配電網合環潮流計算可靠性

0 引言

隨著城市的發展和人民生活水平的不斷提高，用戶對供電可靠性的要求越來越高，如何通過科學的手段來盡量的減少用戶的停電次數和時間就成為我們迫切需要解決的問題。因此如果能準確的計算出合環電流對調度員判斷合環操作的可行性是非常有意義的。

1 信陽市城區配網合環點模式分類

信陽位于河南省最南端，是河南電網的南大門，市區有河、平橋和羊山新區組成。城區配電網合環操作從合環點追朔到上游電源（追朔到110kV、220kV）可以分為五種模式：同一個110KV變電站同一條10KV母線供電的10KV線路合環、同一個220KV變電站、110KV變電站10KV不同母線供電的10KV線路合環、不同220KV變電站同一個110KV變電站不同10KV母線供電的10KV線路合環、同一220KV變電站不同110KV變電站供電的10KV線路合環、不同220KV變電站不同110KV變電站供電的10KV線路合環。正常運行方式下滿足以上五種模式的聯絡開關分類如下：①滿足同一個110KV變電站同一條10KV母線供電的10KV線路合環開關，如五6柱1開關、茶7柱2開關等。②滿足同一個220KV變電站、110KV變電站不同10KV母線供電的10KV線路合環開關，如五7柱1開關等。③滿足不同220KV變電站同一個110KV變電站不同10KV母線供電的10KV線路合環開關，如曾27線衛校支柱開、工區路01#環網柜等。④滿足同一220KV變電站不同110KV變電站供電的10KV線路合環開關，如茶11柱2開關、雞公山大街01#環網柜。⑤不同220KV變電站不同110KV變電站供電的10KV線路合環開關，如新華東路05#環網柜曾12線進線開關。

2 合環操作時產生環流的原因

配網進行合環操作時合環開關的兩側電源一般處于分列運行狀態，但它們的上級電源（也許是上上級電源）應該是并列的，合環操作時產生環流主要有以下兩個原因：

①合環開關兩側變電所10kV母線的電壓差產生環流。如果兩側變電所10kV母線對系統的短路阻抗比較接近，合環時的環流則較小。

②合環開關兩側變電所10kV母線對系統的短路阻抗不同產生環流。合環操作時合環開關兩側變電所的10kV母線電壓數值即使相同但對系統的短路阻抗差異較大時會產生很大的環流，合環的風險較大。

3 信陽市城區10KV線路合環潮流變化計算

3.1 10KV線路合環前的系統方式

寶變110KV上母由信寶線供電：（電源為信陽變）：帶寶#1變。寶變110KV下母由沙茶-寶茶線及沙寶變線供電（電源為沙港變）：帶寶#2變。

曾110KV西母由寶變110KV上母供電（電源為信陽變）：帶曾#1變。茶變線及沙茶線供電（電源為沙港變）：帶茶#1變。侯變由沙侯線供電；（電源為沙港變）如圖1所示。

3.2 10KV合環前的潮流圖2

3.3 幾種合環的潮流及結論

3.3.1 寶變10KVI段出線通過寶TJ與曾變10KVI段合環（110KV電源由寶110KV上母提供）。10KV合環后環流小，線路有功由原來的一個站帶改為兩個站分擔。

3.3.2 侯變10KV出線通過曾12節點與曾變10KVI段合環（三級電磁環網）侯變由110KV電源由沙110KV母線提供，曾變由110KV電源由信110KV母線提供）。10KV合環后環流小。線路有功由原來的一個站帶改為兩個站分擔。無功由1.2MVAR的環流。

3.3.3 曾變10KVI段出線通過寶TJ節點與曾變10KVⅡ段合環（三級電磁環網）。10KV合環后環流小，線路有功由原來的一個站帶改為兩個站分擔。曾10KVI段出線分擔的多。無功有0.1MVAR的環流。

3.3.4 茶變10KV出線通過茶7節點與曾變10KVI段合環（二級電磁環網）110KV電源由沙110KV母線提供）。10KV合環后環流小，線路有功由原來的一個站帶改為兩個站分擔。

4 合環操作前應采取的措施

4.1 由于配網線路改造頻繁，凡遇到大的配網改造，配網運行單位應及時在配網聯絡開關處核相，確保聯絡開關兩側相序、相位一致。

4.2 配網運行單位應定期核查配網設備參數正確，包括聯絡開關的遮斷容量、導線、電纜的型號、長度。并上報調通中心備案。

4.3 對于同一個110KV變電站同一條10KV母線供電的10KV線路合環模式，在負荷較低時段，由于合環點電壓差較小，一般可直接合環。

4.4 對于由同一個220KV變電站、110KV變電站供電，10KV不同母線供電的10KV線路合環，必要時合上10KV母聯開關后，再進行10KV配網聯絡開關合環。

4.5 對于不同220KV變電站同一個110KV變電站不同10KV母線供電的10KV線路合環、同一220KV變電站不同110KV變電站供電的10KV線路合環、不同220KV變電站不同110KV變電站供電的10KV線路合環。應開展配網合環潮流計算，為配網合環倒負荷提供理論依據。

5 改進措施和建議