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2023年第36卷第5期文章目次

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    • 1  基于复杂巨系统理论的城市轨道交通可持续发展综合评价
    于松伟，刘 巍，仲莹萤
    2023, 36(5):1-10.
    [摘要](226) [HTML](0) [PDF 990.46 K](556)
    摘要:
    我国城市轨道交通正逐步走向以运营为主导的“运建时代”，为进一步促进其高质量可持续发展，本文进行了城市轨道可持续发展的综合评价研究。首先从“一心三轴四圈层”的系统要素、输入—配置—运行—输出—反馈的要素关系、开放系统、技术—社会系统以及复杂巨系统特性出发，论述城轨交通是一个“开放的技术—社会复杂巨系统”；其次，基于可持续发展的经济、社会和环境三维度交错概念模型，建立由评价要素体系和评价业务体系构成的城市轨道交通可持续发展综合评价体系；最后，建立“线性—非线性相融合的人机交互法”的方法论，并突破当前知识—数据双驱类评价方法难点，创立基于先验信息的深度融合型“知识—数据”双驱算法模型，为下一步应用奠定基础。
    2  基于智能控制一体机的边缘云设计与实现
    常海利，张 辉，吴正中，章 蓓
    2023, 36(5):16-23.
    [摘要](100) [HTML](0) [PDF 1.08 M](282)
    摘要:
    地铁车站业务系统众多，传统车站系统的建设采用分立模式，造成车站设备众多且资源使用率低、耗能大、占地多等问题。为此，采用模块化设计理念，结合欧式连接器、PCI Express 信号指令和协议的 CPCIe 架构，设计具有计算、存储、交换、扩展等功能的小型化板卡，将各种板卡按需混合插在一个机笼中，形成智能控制一体机，替代车站传统的服务器、交换机、存储、通信前置机、可编程控制器等设备，并在其上构筑边缘云，为车站所有业务系统提供资源平台。基于智能控制一体机的边缘云，在昆明轨道交通 4 号线、绍兴地铁 1 号线等线路中得到良好应用，从而提升车站资源使用效率，减少设备数量和用房面积，降低耗能，实现车站数据实时采集和共享，赋能智慧车站、智慧服务系统，助力地铁高质量发展。
    3  地铁车辆段灰绿耦合雨水系统综合评价体系及应用
    吕嘉杰
    2023, 36(5):24-31.
    [摘要](74) [HTML](0) [PDF 1.14 M](261)
    摘要:
    针对灰色措施生态价值低和绿色措施经济成本高的弊端，综合考虑环境、经济、工程以及社会等因素，以径流量削减率、洪峰削减率、施工难度、雨水资源利用、施工成本等作为评价指标，采用层次分析法和熵权法确定组合指标权重，基于云模型构建针对地铁车辆段特点的灰绿耦合雨水系统评价体系，并在西安地铁鱼化寨车辆段进行应用实践。研究结果表明，车辆段内灰绿耦合雨水系统方案性能总体优于单独灰色措施和单独绿色措施方案。本文构建的指标以及评价方法可以为后续地铁车辆基地灰绿雨水系统设计运行阶段评价提供参考。
    4  综合物探技术在盾构隧道基岩段的应用
    陈 达，刘 静，王绎栋
    2023, 36(5):32-37.
    [摘要](47) [HTML](0) [PDF 4.58 M](224)
    摘要:
    为了查明盾构隧道基岩浅埋段各种不良地质作用的分布特征，通过采用高密度电阻率法、浅层地震折射波法、微动勘探法等综合物探技术，对隧道基岩埋深、断裂破碎带及孤石等异常地质状况进行探测及研究。综合比较三种物探手段，结合钻探、地质调查成果，对复合地层进行有效划分，并对盾构选型设计和施工措施提出针对性建议。
    5  基于组合赋权-VIKOR 的地铁站 内涝风险评估
    陈 资，马伟炼
    2023, 36(5):38-43.
    [摘要](54) [HTML](0) [PDF 2.18 M](259)
    摘要:
    为有效地降低和预防地铁站内涝事故的发生，提出基于组合赋权-VIKOR 的地铁站内涝风险评估。首先，从地铁站降雨情况、挡水能力、排水能力、安全疏散和安全管理 5 个方面，构建风险评价指标体系；然后，用博弈论思想，将层次分析法与 CRITIC 法所求得的权重进行优化重组；最后，应用 VIKOR 方法的利益值，确定地铁站内涝风险评估等级。将所建立的模型应用于广州地铁 13 号线地铁站的内涝风险评价中，得出各地铁站的内涝风险等级，结果表明南岗站处于内涝高风险水平，并通过制定有针对性措施，保障该地铁站汛期的安全运营。该方法的评估结果与实际情况相符，为地铁站内涝风险评估提供一种新的方法。
    6  基于城轨云的网络安全纵深 防御体系研究
    陆诗钊，刘 魁，沙东强
    2023, 36(5):44-50.
    [摘要](63) [HTML](0) [PDF 3.32 M](278)
    摘要:
    针对城轨云网络安全问题，对城轨云网络架构、业务承载和安全风险进行梳理分析，从城轨云网络安全 技术和网络安全运维两个体系进行研究和设计，将云平台及应用系统网络安全防护措施与企业管理相结合，提出 城轨云网络安全纵深防御体系建设思路和方案。研究结果表明，构建城轨云网络安全纵深防御体系可以在面对多 层面网络可疑攻击事件时，确保城轨云具备相适应的防护能力，限制恶意或意外破坏的行为，并最大限度地提高 快速识别潜在安全漏洞的能力，减少城轨行业的经济损失和生产活动的信息泄露。
    7  80 km/h B 型地铁列车隧道内运行 空气动力学试验研究
    李 杨，刘友梅，柳晓峰，周安德，梁习锋，熊小慧
    2023, 36(5):51-58.
    [摘要](50) [HTML](0) [PDF 3.82 M](279)
    摘要:
    为探明 80 km/h B 型地铁列车在隧道内运行时空气动力学效应，采用实车试验方法，在南宁某隧道直径为 5.4 m 的全地下线路开展空气动力学测试，分析列车在隧道内运行时，车内外气压波动情况以及车内耳压舒适度 情况。研究结果表明：列车以 80 km/h 速度通过隧道内中间风井位置时，车内外压力波动剧烈，车外与车内测点 峰峰值分别为 1 452 Pa 与 923.4 Pa；列车在车内外压力波动剧烈时，车外各测点压力差异大，车内各测点压力差异 小，车外各测点峰峰值的均方差值为车内各测点峰峰值的均方差值的 9.6 倍；列车在非风井区间运行时耳压舒适 度良好，而在风井区间运行时有造成乘客耳压不舒适的风险。研究结果可为 80 km/h 速度等级地铁列车耳压舒适 度的评估和改善提供参考。
    8  装配整体式盾构管片结构 及力学性能研究
    贾永刚，阳卫卫，吴 帆，鲁卫东
    2023, 36(5):59-65.
    [摘要](54) [HTML](0) [PDF 5.54 M](249)
    摘要:
    传统盾构隧道管片由预制管片和螺栓连接而成，需要依靠围岩荷载才能形成稳定的结构体系。接头的存 在也会造成管片结构整体刚度偏低、抗变形能力减弱，影响隧道结构的安全性和耐久性。本文提出一种装配整体 式盾构隧道管片结构，该装配整体式管片由预制 T 型管片和叠合区混凝土组成。盾构施工阶段进行 T 型管片拼装， 隧道洞通后采用喷射或现浇方式进行叠合区混凝土施工。基于 ABAQUS 软件对比分析装配整体式管片和传统管 片的力学性能。结果表明：在施工阶段，装配整体式管片和传统管片的内力相近，但装配整体式管片的变形稍 大。当隧道附近有基坑开挖时，T 型管片与叠合区混凝土共同承担隧道荷载，叠合区混凝土刚度大，对 T 型管片 具有保护作用，并且装配整体式管片的后期变形小于传统管片，表现出更好的整体性和抗变形能力。装配整体式 盾构隧道管片结构适用于非均质或大变形地层，且能更好地应对邻近施工和邻近穿越等工况，可为盾构隧道工程 建设提供新的技术方案。
    9  轨道交通 U 梁温度梯度效应研究
    田 宇，白唐瀛，李 慧，葛 宁
    2023, 36(5):66-72.
    [摘要](64) [HTML](0) [PDF 947.45 K](236)
    摘要:
    为研究轨道交通 U 梁的温度梯度效应，整理并总结目前国内既有项目对高架 U 梁进行的温度监测模式及 研究结果，结合实体有限元模型计算分析，得出 U 梁在各温度梯度模式下的温度应力及变形值，并提出可应用于 工程设计的 U 梁温度梯度模式。研究结果表明，温度梯度荷载工况下的 U 梁纵向正应力值在设计正应力值中占 比相对较大，而横向应力和局部变形差相对较小；轨道交通线路走向大体呈东西向时，高架 U 梁运营后的腹板竖 向温度梯度建议采用指数函数，底板竖向温度梯度建议采用折线函数，研究结果可为相关工程设计提供参考。
    10  装配叠合整体式地下车站 关键技术研究
    胡正波
    2023, 36(5):73-79.
    [摘要](72) [HTML](0) [PDF 3.31 M](273)
    摘要:
    针对装配叠合整体式地下车站在国内应用少、无法大范围推广的问题，以无锡 S1 线南门站为例，对装配 叠合整体式地下车站建筑一体化、构件和节点受力、抗震性能、防水等问题进行研究，研究结果表明：建筑一体 化研究可实现结构系统、设备与管线系统、内装系统的多系统整合，促进装配式地下车站的质量提升；车站 板、墙、梁及柱等构件采用叠合结构形式能满足施工和使用阶段受力要求；装配叠合整体式地下车站叠合结构型 式能满足中震、大震的抗震性能要求；混凝土结构自防水、外包防水及节点细部防水研究能满足地下车站防水设 计和使用要求。该装配叠合整体式地下车站关键技术，可为装配式技术在地下车站建设应用提供参考。
    11  减振轨道对钢桁梁桥噪声 影响规律的研究
    房 斌，张宏亮，段玉振，李小珍，张光明，梁 林
    2023, 36(5):80-85.
    [摘要](34) [HTML](0) [PDF 4.11 M](235)
    摘要:
    列车经过钢桁梁桥时引起的噪声辐射问题比混凝土桥更为突出，对沿线居民造成的影响更大。以某轨道 交通钢桁梁桥为研究对象，基于统计能量法(SEA)建立钢桁梁桥结构噪声与轮轨噪声预测模型，分析包含一般减 振整体道床、减振垫浮置板、橡胶弹簧浮置板和钢弹簧浮置板在内的 4 种不同轨道减振结构型式对钢桁梁桥人行 系统及周边敏感场点的噪声影响及传播规律，并对人行系统及敏感点处的综合噪声进行预测。研究表明，减振 垫浮置板道床在降低钢桁梁桥人行系统及敏感点处的综合噪声方面效果最优。研究结论为钢桁梁桥上的轨道减振 结构设计选型提供依据，为解决今后类似工程的桥梁噪声问题提供一定借鉴。
    12  公轨双层高架中道路桥梁形式 对轨道噪声分布影响研究
    李 奇，王蒙一
    2023, 36(5):86-92.
    [摘要](25) [HTML](0) [PDF 3.36 M](234)
    摘要:
    高架独立轨道交通具有建设、运营成本低的优势，但其对周边居民产生的环境噪声污染问题突出，道路 与轨道双层合建高架的上层道路桥梁可起到屏蔽作用，减小由轨道交通引起的道路上部区域噪声。为分析不同道 路桥梁形式对轨道噪声传播规律的影响，根据实测钢轨振动加速度，建立二维声学模型进行轨道噪声传播规律预 测研究。首先采用现场噪声实测结果验证方法的准确性，然后对比分析独立双 U 梁轨道、空心板梁道路桥+双 U 梁轨道、小箱梁道路桥+双 U 梁轨道的噪声传播与分布规律，揭示双层高架桥梁的降噪机理。结果表明，上层道 路桥改变了噪声的传播途径，在增大桥下噪声的同时可以使得一部分区域(道路桥侧上方)的噪声减小；进而，在 道路以上区域，小箱梁道路桥+双 U 梁轨道形式相比空心板梁道路桥+双 U 梁轨道显著降低了噪声级，大部分 降幅在 6～11 dB(A)之间，最大降幅约 21 dB(A)；与空心板梁结构形式相比，底面凹凸不平的小箱梁结构能将 声能量更好地限制在道路桥梁以下范围内，从而对道路上方区域取得更大的降噪效果。提出的噪声预测方法可 为公轨合建双层高架的轨道噪声快速预测与评估提供参考，计算结果可为双层高架的道路桥梁选型提供声学性 能依据。
    13  地铁轨底坡超差对钢轨磨耗的 影响及调整设计
    周光辉，赵 磊，方树薇，蔡小培，郭建平，郑瑞武
    2023, 36(5):93-99.
    [摘要](34) [HTML](0) [PDF 3.38 M](286)
    摘要:
    针对地铁短枕式整体道床曲线段出现的钢轨伤损、轨底坡超差、钢轨异常波磨、车内噪声超标等问 题，从调整轨道几何形位、恢复轮轨正常接触状态角度出发，开展轨底坡调整设计研究，制定线路线型优化精调 改造方案。首先，开展曲线段短枕式整体道床轨底坡超差测试，结果表明超差率超过 95%。其次，通过建立车 辆-轨道动力学模型，分析轨底坡对轮轨接触关系及对钢轨磨耗的影响，根据线路轨底坡超差分布情况，开展轨底 坡调整和高密度聚乙烯轨下调坡垫板设计研究。最后，通过“调参数、保稳定”方法增大曲线范围扣件横向刚 度，并调正轨底坡，轮轨接触及轨道横向刚度显著改善。轨底坡调整前后，钢轨、道床、隧道壁振动加速度均有 所下降，光带趋中改善，钢轨横向位移峰值特征值降低 20.51%，隧道壁振级降低 4.8 dB，车内噪声在 630 Hz 主 频段降低 9.52 dB(A)，等效声压级降低 6.74 dB(A)。
    14  软流塑地层盾构切削钢筋混凝土 桩基工程实践
    廖秋林，宋跃均，方建华，杨 昊，赵立安，陈子豪
    2023, 36(5):100-109.
    [摘要](24) [HTML](0) [PDF 27.97 M](225)
    摘要:
    为实现软流塑地层盾构连续穿越大直径钢筋混凝土群桩，以绍兴地铁 2 号线切桩工程为例，从盾构机的 选型、参数控制、切混凝土及切钢筋机理、刀具磨损等方面分析了撕裂刀对钢筋混凝土桩基的切削效果。主要结 论为：1) 采用 MJS (metro jet system，全方位高压喷射注浆)地层预加固技术和 3 层刀布置技术顺利完成软流塑 地层盾构切桩任务；2)“慢推速、中转速、小扭矩、严控浆、早补强、勤量测”盾构施工控制准则，适宜软流塑 地层盾构磨桩施工；3) 钢筋存在剪拉、弯拉和纯剪 3 种破坏形式，剪拉和纯剪破坏各占 47%和 25%，满足预 期目标；4) 钢筋主要缠绕在中心区刀梁孔洞处和 R≤2 025 mm 范围内，长度以小于 3 m 居多，以弯拉破坏为 主；5) 刀具破损率及磨耗量均随轨迹半径增大而增加，2 500 mm 为刀具磨损陡增的临界值；6) 基于现有刀具 磨损状态，预计可继续切削 1 根直径 1 m 全断面工程桩。
    15  电网拓扑结构对地铁杂散电流 分布特性研究
    王文博，李文恒
    2023, 36(5):110-116.
    [摘要](37) [HTML](0) [PDF 2.83 M](273)
    摘要:
    侵入变压器的杂散电流受列车工况、轨地过渡电阻、土壤结构和电网拓扑结构等的影响，探究杂散电流 影响因素是防治地铁周边电力变压器直流偏磁的重要手段之一。为研究电网拓扑结构对侵入变压器的杂散电流的 影响，构建地铁线路与电网回路动态耦合有限元模型。基于该模型，分析电网单回路与地铁线路不同相对位置在 3 种典型拓扑电网结构下，侵入变压器的杂散电流变化，仿真结果表明：在 3 种结构中，放射形结构受杂散电流 影响程度最高，且随着电网回路数的增加，侵入电网中的杂散电流总量增多。此外，不论构成电网回路的两变压 器处于地铁线路同侧或异侧，随着地铁线路与电网回路之间夹角的减小，侵入回路的杂散电流增大。
    16  动态杂散电流的时频特征 及腐蚀行为研究
    夏 雪，杨晓峰，陈茂鲁，郑琼林
    2023, 36(5):117-124.
    [摘要](43) [HTML](0) [PDF 947.77 K](233)
    摘要:
    城市轨道交通直流牵引供电系统中，部分走行轨回流电流泄漏至大地形成杂散电流，易导致埋地金属的 电化学腐蚀问题。实际系统中多列车频繁启停使得杂散电流表现为典型的动态信号，时频特征的提取有助于研究 其腐蚀行为。在建立杂散电流数学模型的基础上，通过 S 变换提取杂散电流的典型时频分布特征，并基于失重测 试及电化学测试研究典型频率下杂散电流的腐蚀行为。实验结果表明，动态杂散电流的直流及低频交流分量均会 影响金属的电化学腐蚀过程，且腐蚀速率随电流密度的增大及交流频率的降低而增加。
    17  地铁引起的变压器偏磁电流 特征分析
    宁晓雁，高国强，尹彩琴，肖 嵩，仰 枫，郭裕钧，张血琴
    2023, 36(5):125-131.
    [摘要](65) [HTML](0) [PDF 969.43 K](258)
    摘要:
    城市轨道交通的迅速发展，导致周边电力变压器直流偏磁问题愈发严重。侵入变压器的偏磁电流主要包 括杂散电流和感应电流两部分，首先探究电网回路与地铁牵引供电系统电磁耦合机理，然后运用 CDEGS 和 PSCAD 软件分别搭建电耦合和磁耦合仿真模型，以此分析侵入电网回路中的杂散电流和感应电流的时域及频域 特征，最后研究单条线路上列车运行数量、列车运行工况对于电网回路中偏磁电流分布的影响。研究结果表明： 耦合电流为低频时变电流，电流频域集中于 0～0.05 Hz 频段，且杂散电流中的纯直流分量占比多于感应电流。
    18  城市轨道交通站点与建成环境 协同发展时空特征分析
    杜 强，黄又丹，郝婷婷，周雨晴
    2023, 36(5):132-138.
    [摘要](70) [HTML](0) [PDF 2.21 M](320)
    摘要:
    实现城市轨道交通与建成环境的协同发展对缓解城市交通拥堵、优化城市空间结构具有重要意义。以西 安市为例，建立节点-场所模型，评估 2018、2019 年城市轨道交通站点与周边建成环境的协同发展程度，分析各 站点协同水平时空演变特征，并根据协同水平变化趋势对城市轨道交通站点进行分类。研究结果表明，西安市轨 道交通站点与建成环境协同水平在空间上呈“由中心古城区向周围地区逐渐降低”的带状分布格局，在时间上呈 两极分化趋势；多数站点地区交通与建成环境呈协同发展状态，根据各站点协同水平变化趋势，可将站点归纳为 动态平衡站点、节点波动动态平衡站点、动态平衡-节点失衡站点 3 种类型；站点可达性水平提升会使其节点价值 与场所价值均有所增加，且节点价值增幅比场所价值增幅大。研究结果可为优化西安城市轨道交通站点规划、 促进城市轨道交通与周边建成环境协同发展提供决策参考。
    19  成灌快轨站区空间演变特征 和规划建议
    高亚楠，崔 叙，费凝远，梁朋朋，冯会会
    2023, 36(5):139-145.
    [摘要](29) [HTML](0) [PDF 4.73 M](210)
    摘要:
    市域快轨是都市圈中长距离出行的重要支撑，其站区空间发展状态关乎轨道服务效率和都市圈空间效能 的提升。通过对成灌快轨 2010 年开通至 2021 年的客流活动和站区土地利用时空变化特征进行分析，发现：近郊 枢纽站客流增长和用地更新变化最快，新城站客流虽大但空间开发相对较慢；一般站中，距离都市中心 10～25 km 内的近郊站区用地增长相对较快，但物流和产业用地占比大的站区空间变化较不明显；站区空间演化有圈层内向 递进、环状中部引领、扇面单侧填充、组团多向拓展的几种模式；影响站区空间发展的因素主要有站点区位、接 驳换乘条件、站区类型和周边资源状况等。最后结合不同类型站区的客流需求特点和发展规律，提出枢纽站区、 新城站区和一般站区的针对性规划建议。
    20  城市轨道交通车站等级评定 及中心站划分方法研究
    董云周
    2023, 36(5):146-151.
    [摘要](79) [HTML](0) [PDF 573.02 K](236)
    摘要:
    针对城市轨道交通车站等级划分的实际管理问题，以定量分析为切入点，深入研究城市轨道交通车站等 级量化评定标准，构建包含客运量指标、行车指标、服务指标的车站等级评价体系，客观反映各车站作业量，使 车站等级评价工作具有系统性、科学性、可量性和可操作性，有效弥补当前诸多评价工作多以定性分析为主的不 足。将研究成果运用到重庆轨道交通 1 号线及环线各站点，对所有车站进行等级评定并将定量计算结果运用到中 心站的划分中。实际演算证明：本研究成果符合重庆轨道交通运营现状，具有兼顾减少管理架构和均衡各中心站 工作量的特点。本研究成果对城市轨道交通运营站点的运作管理有一定的指导意义，且能够为后续资源配置、人 员配置、应急处置、绩效考评等工作提供决策支撑。
    21  突发公共卫生事件下城市轨道交通 系统适灾韧性评估
    霍小森，舒鑫宇，焦柳丹
    2023, 36(5):152-158.
    [摘要](47) [HTML](0) [PDF 2.45 M](248)
    摘要:
    为提升我国城市轨道交通系统适灾韧性水平，对突发公共卫生事件的特点分析，探讨基于突发公共卫生 事件背景下的城市轨道交通系统适灾韧性。从应急处理能力、乘客管理能力和公共管理能力三个方面构建了城市 轨道交通系统适灾韧性评价体系，采用 AHP 和熵权法分别计算指标主客观权重，并以线性加权法进行组合优化 得出最终指标权重分配，在此基础上建立可拓云韧性水平综合评价模型，计算轨道交通系统面对突发公共卫生事 件的适灾韧性水平等级。以重庆轨道交通为例进行模型应用，验证这一模型在城市轨道交通适灾韧性评价中的可 行性和适用性。结果表明：重庆城市轨道交通系统在突发公共卫生事件影响下的适灾韧性整体水平较好，但疫情 舆情管理控制度、乘客防疫知识储备度、收支管理合理度等二级指标韧性等级为中等水平，适灾和恢复能力较弱。 针对韧性等级较低指标分析原因并采取相应措施，可使突发公共卫生事件下城市轨道交通系统适灾韧性水平得到 有效提升。
    22  首尔都市圈市郊铁路线网 及运营特征
    胡春斌，楼 栋，吴海卫
    2023, 36(5):159-164.
    [摘要](133) [HTML](0) [PDF 3.90 M](305)
    摘要:
    介绍首尔都市圈轨道交通网络的构成，将其分为市郊铁路、地铁及轻轨三大类；从与地铁贯通运营、既 有线路互联互通、运营主体多元化 3 个方面总结首尔都市圈市郊铁路的线网特点；从快慢线运营、客流指标和经 济指标 3 个方面总结了市郊铁路的运营特征。首尔都市圈市郊铁路的经验与教训对我国市域(郊)铁路建设具有一 定的启发和借鉴意义。

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