第２期 季节性冻土区高速铁路路基冻深研究 ｌ７ Ｆｒｅｅｚｉｎｇ Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｕｂｇｒａｄｅ ｉｎ Ｓｅａｓｏｎａｌｌｙ Ｆｒｏｚｅｎ Ｇｒｏｕｎｄ Ｒｅｇｉｏｎ ＤＵ Ｘｉａｏｙａｎ，ＹＥ Ｙａｎｇｓｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｑｉａｎｌｉ，ＣＡＩ Ｄｅｇｏｕ （Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ Ｖｉｅｗ Ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｉｃｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｆｒｏｓｔ ｈｅａｖｉｎｇ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ５ ｍｍ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｉｎ ｓｅａｓｏｎａｌｌｙ ｆｒｏｚｅｎ ｇｒｏｕｎｄ ｒｅｇｉｏｎ，ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｉｎ ｓｅａｓｏｎａｌｌｙ ｆｒｏｚｅｎ ｇｒｏｕｎｄ ｒｅｇｉｏｎ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｂｅｒｇｇｒｅｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｕｂｇｒａｄｅ．Ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ，ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉ— ｔｉｏｎｓ ｉｓ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｍｕｌｔｉ—ｌａｙｅｒ ｓｏｉｌ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｆｉｅｌｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ＦＥＭ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｉｏｔ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｂｅｒｇｇｒｅｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｆｒｏｓｔ ｈｅａｖｉｎｇ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ａ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｉｎ ｆｒｏｚｅｎ ｇｒｏｕｎｄ ｒｅｇｉｏｎ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ，ｃｏｍｐｕｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｈａｌｌｏｗ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ，ｆａｓｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｏｗｎｗａｒｄ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｍａｘｉｍｕｍ，ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｓｈａｌｌｏｗ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｔｈｅ ｆｒｏｓｔ ｈｅａｖｉｎｇ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ ｍａｉｎｌｙ ｏｃｃｕｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ７０ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｄｅｐｔｈ．Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｆｒｏｚｅｎ ｇｒｏｕｎｄ ｒｅｇｉｏｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ＦＥＭ ａｎｄ ｂｙ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｂｅｒｇｇｒｅｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ １．９８ ａｎｄ １．９４ ｍ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｖａｌｕｅ ｏｆ １．９０ ｍ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｉｓ ｏｎｌｙ ４．２ ９／６ ａｎｄ ２．４ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｂｏｔｈ ＦＥＭ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｂｅｒｇｇｒｅｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｎｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｓｕｂｇｒａｄｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ；Ｓｕｂｇｒａｄｅ；Ｓｅａｓｏｎａｌｌｙ ｆｒｏｚｅｎ ｇｒｏｕｎｄ；Ｆｒｏｚｅｎ ｄｅｐｔｈ；Ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｉｎｄｅｘ； Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ；Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｆｉｅｌｄ；Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ （责任编辑吴彬） 中国铁道科学研究院２０１３年度科技成果简介（续一） ７ ＣＲ 型动车组网络控制系统 列车网络控制系统具有列车级、单元级的控制和监视功能，基于信息共享，可实现对包括整车牵引系统、制动系统、 高压系统、辅助供电系统、空调系统、车门系统、旅客信息系统、火灾报警系统、转向架监测系统等在内的几乎所有子系 统的综合管理和控制，完成列车的控制、监视、诊断与保护等任务。列车网络控制系统具有故障诊断和故障信息存储功 能。诊断系统在动车组的运行、维护和维修期间向列车人员（司机、乘务员）以及检修人员提供有效的操作和检修支持。 故障信息存储区用于存储整个车辆的事件数据（故障数据，环境数据，协议数据）。存储的数据用于支持动车组维护人员 的维修作业。该系统主要包括控制单元、人机接口显示屏、输入输出工作站、Ｃ型输入输出模块、温度采集模块、中 继器、远程传输装置等。（１）控制单元主要负责动车组列车的控制、监视和故障诊断；所有动车组列车网络控制系统 的子系统设备都通过车辆总线与控制单元进行通信和数据交换；每个牵引单元内有２个冗余的控制单元，分为主 设备和从设备，主设备具有控制和管理网络通信和本单元的逻辑控制功能，当主设备发生故障时从设备自动接替主设备工 作；控制单元内含网关，主设备的网关具有ＷＴＢ通信和管理功能，实现２个牵引单元之间列车级通信和数据交换； （下转第５１页） 第２期 用于深埋圆形盾构隧道地震效应分析的２种拟静力解析解的对比研究 ５１ Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｗｏ Ｐｓｅｕｄｏ—Ｓｔａｔｉｃ Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ Ｄｅｅｐ Ｂｕｒｉｅｄ Ｃｉｒｃ ｌｙｔｉｃａｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｔｏ Ｓｈｉｅｌｄ Ｔｕｎｎｅｌ ＹＡＮ Ｑｉｘｉａｎｇ ，ＺＨＯＵ Ｌｔｉ ，ＷＡＮＧ Ｃｈｕｎｙａｎ ， ＴＡＮＧ Ｍａｏｈａｏ ¨．ＧＥＮＧ Ｐｉｎｇ ， （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＭＯＥ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ｏｕｔｈｗｅｓｔＳ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｗｏ ｃｏｍｍｏｎ ｐｓｅｕｄｏ—ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｅｅｐ ｂｕｒｉｅｄ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｓｈｉｅｌｄ ｔｕｎｎｅｌ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｃｌｒｍｕｌａｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｒａｔｉｏ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｐｓｅｕｄｏ－ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｍｏｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ，ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ，Ｐｏｉｓｓｏｎ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｌｉｐ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ，ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｒａｔｉｏ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｐｓｅｕｄｏ—ｓｔａｔｉｃ ａｎａ— ｌｙｔｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｗａｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｔｉｃ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ，ｗｉｔｈ ｎｏ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｌｉｐ，ｔｈｅ ｔＷＯ ｐｓｅｕｄｏ－ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｂｔａｉｎ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｍｏｍｅｎｔ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｂｕｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｇｒｅａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ．Ｔｈｅ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕ— Ｉ ｌＵＳ，Ｐｏｉｓｓｏｎ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｈａｖｅ Ｉｉｔｔｌｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｍｏｍｅｎｔ ｂｕｔ ｇｒｅａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ａｄｄｉｔｉｏｎａ１ ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ．Ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌａＷＳ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｔｒｅｍｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅｎ— ｄｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｔＷＯ ｐｓｅｕｄｏ——ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｕ—— ｍｅｒｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ａｒｅ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｐｓｅｕｄｏ－ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ１ ｓｈｅｌｌ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｔｈｅ ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｔｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｂｕｒｉｅｄ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｓｈｉｅｌｄ ｔｕｎｎｅ１． －耋ｌ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｈｉｅｌｄ ｔｕｎｎｅｌ；Ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ；Ｐｓｅｕｄｏ－ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ；Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ （责任编辑（上接第１７页） 刘卫华） 列车级的主设备具有对整个动车组的控制、监视与故障诊断功能。（２）人机接口显示屏具有ＭＶＢ接口和以太网接口，是 动车组的故障诊断中心，大部分子系统设备都通过ＭＶＢ接口与人机接口显示屏通信，各子系统的状态、设备工作状态 列车的基本运行数据、故障诊断信息都通过人机接口显示屏进行显示、报警和存储，同时显示屏还具有工作模式选择、故 障设备切除等功能。（３）输入输出工作站输入电源的电压为ＤＣｌｌＯ Ｖ（范围在ＤＣ７７￣ＤＣ１３７．５ Ｖ），额定功率为１００ ｗ； 该工作站主要的组成部分有：电源模块（１１０ Ｖ／２４ Ｖ），ＤＣｌｌＯ Ｖ输入模块，ＤＣ１１０ Ｖ输出模块，主ＣＰＵ模块和基座 模块；输入输出工作站根据要求可以挂接多个ＤＣｌｌ０ Ｖ输入模块（最多１２个模块）和多个ＤＣ１１０ Ｖ输出模块（最多１２个 模块），每个输人模块包含１６个ＤＣｌｌ０Ｖ输入通道，每个输出模块包含８个Ｉ）Ｃ１１０Ｖ输出通道，输入和输出通道均有指示 灯显示当前通道的工作状态；工作站采用模块化设计，扩展性强，可以根据实际应用需求进行灵活配置。（４）Ｃ型输入输 出模块的标称输入电压为ＤＣ１１０Ｖ，所有输入和输出通道的工作电压采用模块自身转换的ＤＣ２４ Ｖ；模块具有２个ＤＣ２４ Ｖ 电源输出，２组１６通道输入，１组８通道输出和２组１Ｏ通道高速输入；输入输出模块是一类ＭＶＢ设备，具有过程数据通 信功能，设备的ＭＶＢ端口地址与设备地址有关，通过４个外部输入信号可以配置设备地址；模块具有完善的诊断功能， 对输入和输出通道的ＤＣ２４Ｖ供电进行分组管理，具有限流和过流保护能力。通过ＭＶＢ输出端口将各分组电源供电的状态 传输到ＭＶＢ网络上，并对ＭＶＢ输人数据有宿端口监视。（５）温度采集模块采用１１０ Ｖ电源供电，可以实现对２０个通道 （下转第５９页） 第２期 地铁建设工程中ＴＢＭ中板步进过站技术 ５９ （ＺＨＡＮＧ Ｈａｉｙａｎ，ＨＥ Ｐｉｎｇ，ＨＵ Ｙｏｕｇａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｒｉｓｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｕｅｓ ｏｆ Ｓｈｉｅｌｄ Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ Ｅｘｉｓｔｉｇ Ｃｎｏｎｃｒｅｔｅ Ｂｒｉｄｇｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＥＪ］．Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１４，３５（３）：４７—５５．ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＴＢＭ Ｓｔｅｐｐｉｎｇ－Ｐａｓｓｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｍｅｄｉｕｍ Ｐｌａｔｅ ｏｆ Ｓｔａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ Ｍｅｔｒｏ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｊ ｕｎ ，ＹＡＮＧ Ｋａｉｐｉｎｇ ，ＤＡＩ Ｚｈｉｒｅｎ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ，Ｃｈａｎｇ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉ’ａｎ ７１００５４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｆｉｒｓｔ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉ’ａｎ ７ １００４３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ￣Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｔｕｎｎｅｌ Ｂｏｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ（ＴＢＭ）ｓｔｅｐｐｉｎｇ－ｐａｓｓｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｂｕｉｌｔ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｏｆ ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＩＡｎｅ ６ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｍｅｔｒｏ，ｔｈｅ “ｇｕｉｄｅ ｒａｉｌ ａｔ ａｒｃ ｂｏｔｔｏｍ”ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ ＴＢＭ ｓｔｅｐｐｉｎｇ－ｐａｓｓｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｏｆ ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｏｆ ｓｔａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｗａｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｅａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ＴＢＭ ｓｔｅｐｐｉｎｇ—ｐａｓｓｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｏｆ ｓｔａｔｉｏｎ，“ｇｕｉｄｅ ｒａｉｌ ａｔ ａｒｃ ｂｏｔｔｏｍ”ｐｒｏｇｒａｍ ｗａｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｓｅｔｔｉｎｇ ｕｐｔｕｒｎｅｄ ｂｅａｍ ｏｎ ａｒｃ－ｓｈａｐｅｄ ｇｕｉｄｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｂｅａｍ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ＴＢＭ ｓｔｅｐｐｉｎｇ— ｐａｓｓｉｎｇ ｃｏｕｌｄ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｈｅｎ ＴＢＭ ｐａｓｓｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｓｃｏｐｅ ｏｆ ＴＢＭ ｌｏａｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗｉｔｈｉｎ ２７ ｍ ｒａｎｇｅ ｔｈａｔ ｗａｓ ｆｒｏｍ １０ ｍ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ＴＢＭ ｈｅａｄ ｔｏ ｔｈｅ ｂａｃｋ ｓｕｐｐｏｒｔ ｐｏｉｎｔ．“Ｇｕｉｄｅ ｒａｉｌ ａｔ ａｒｃ ｂｏｔｔｏｍ’’ｐｒｏｇｒａｍ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ＴＢＭ ｌｏａｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｂｏｔｔｏｍ ｐｌａｔｅ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｕｐｔｕｒｎｅｄ ｂｅａｍ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｂｅａｍ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｏｆ ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｒｉｇｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｒｅｄｕｃｅｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｒａｃｋｉｎｇ，ｔｈｕｓ ｅｎｓｕｒｅｄ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ＴＢＭ ｐａｓｓｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｕｎｎｅｌ ｂｏｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ；Ｓｔｅｐｐｉｎｇ－ｐａｓｓｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ；Ｓｔａｔｉｏｎ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ； Ｍｅｔｒｏ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （责任编辑（上接第５１页） 刘卫华） 的Ｐｔｌ００温度采集，每个采集通道采用四线制，模拟采集电路主要采用１２位ＡＤ采样芯片，输出采用ＭＶＢ通信接Ｅｌ；温 度采集模块是一类ＭＶＢ设备，具有过程数据通信功能，设备的ＭＶＢ端口地址与设备地址有关，通过４个外部输入信号可 以配置设备地址；模块具有完善的诊断功能，可检测断路、短路及每一路温度采集信号的有效性，温度测量范围为一４０。～ ２５０。。（６）ＭＶＢ中继器采用１ＩＯＶ电源供电，可在不同ＥＭＤ介质的ＭＶＢ网段之间提供物理连接，在节点数目超过３２个 或者传输距离超过２００ ＩＴＩ的ＭＶＢ网络中必须使用ＭＶＢ中继器；ＭＶＢ中继器属于网络物理层上的连接设备，主要应用于 使用ＥＭＤ中距离传输介质的场合，通过对数据信号的重新发送或者转发，来扩大网络传输距离。根据《中国铁路总公司 关于ＣＲＨ。型动车组自主化牵引变流器、牵引控制系统，辅助变流器、网络控制系统装车运用考核的通知》要求，对研制 出的列车网络控制系统分别在广州动车段和北京动车段装车，进行运用考核，运行状态稳定良好。研究成果于２０１３年６月 通过了中国铁路总公司科技管理部组织的技术评审。 ８ ＣＲＨｓ型动车组牵引控制系统 在ＣＲＨ。型动车组平台的基础上，开发自主化的动车组牵引控制系统，完成ＣＲＨ。型动车组牵引控制系统的自主化替 （下转第６７页） 第２期 高速列车空心车轴国产化的选材和试制 ６７ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒｉａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｏｌｌｏｗ Ａｘｌｅ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｔｒａｉｎ ＺＨＵ Ｊｉｎｇ ，ＧＵ Ｊｉａｌｉｎ ，ＺＨＯＵ Ｈｕｉｈｕａ ，ＬＩＵ Ｓｈｕｈｕａ ，ＰＡＮ Ｔａｏ ， ＷＡＮＧ Ｙｕｉｌｉｎｇ ，ＷＵ Ｈａｉｙｉｎｇ ，ＷＵ Ｙｕｅｙｉｎｇ ，ＳＨＩ Ｈｕｉｊｉ ，ＬＩＮ Ｊｉｚｈｏｎｇ ， ＲＵ Ｊｉｌａｉ ，ＬＩＵ Ｓｈａｏｑｉｎｇ ，ＺＨＡＯ Ｌｅｉ。，ＬＩＵ Ｈｕｉｙｉｎｇ ，ＣＡＩ Ｍｉｎｇｃｈｕｎ。 （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｍｅｔａｌｓ＆Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｓｔｅｅｌｓ，Ｃｅｎｔｒａ１ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅ１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ｇｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ； ４．Ｔａｉｙｕａｎ Ｉｒｏｎ Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３０００３，Ｃｈｉｎａ： ５．Ｊｉｎｘｉ Ａｘｌｅ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３００２７，Ｃｈｉｎａ； ６．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ； ７．ＣＳＲ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｉｆａｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６６１１１，Ｃｈｉｎａ； ８．Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｉｆａｎｇ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｓｔｏｃｋ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６６０３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｈｏｌｌｏｗ ａｘｌｅ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｔｒａｉｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ｒｏｕｔｅ ｏｆ ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ｌｏｗ ａｌｌｏｙ ｓｔｅｅｌｓ ａｓ ａｘｌｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ／ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｄｏｐｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ａｘｌｅｓ ｆｒｏｍ Ｊａｐａｎ ａｎｄ Ｅｕｒｏｐｅ（Ｉｔａｌｙ ａｎｄ Ｆｒａｎｃｅ），ｎａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｒｅｌａｔｅｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ．Ｗｅ ｈａｖｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｌｏｗ ａｌｌｏｙ ｓｔｅｅｌ ｈｏｌｌｏｗ ａｘｌｅｓ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｔｒａｉｎ ｗｉｔｈ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｎａｍｅｌｙ，ＥＡ４Ｔ ｆｏｒ ２００～２５０ ｋｍ・ｈ一 ａｎｄ ＥＡ４Ｔ ｐｌｕｓ ｆｏｒ ３００～３５０ ｋｍ・ｈ一．Ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｆａｔｉｇｕｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｍａｌｌ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ａｒｅ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｔｏ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔｅｄ ａｘｌｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｅｖｅｎ ｍｏｒｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｎｏｔｃｈ ｆａｔｉｇｕｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｍｐａｃｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｆｕｌｌ—ｓｉｚｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ＥＡ４Ｔ ａｎｄ ＥＡ４Ｔ ｐｌｕｓ ｈｏｌｌｏｗ ａｘｌｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｐｐｒｏｖｅｄ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，３０ＮｉＣｒＭｏＶ１ ２ ｈｏｌｌｏｗ ａｘｌｅ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｔｒａｉｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｔｒｉａｌ—ｐｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｐａｃｋａｇｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ａｘｌｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆ１ｌｔｔｉｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｔｒａｉｎ；Ｈｏｌｌｏｗ ａｘｌｅ；Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ；Ｌｏｗ ａｌｌｏｙ ｓｔｅｅｌ；Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ （责任编辑（上接第５９页） 金燕） 代。在保持原ＣＲＨｓ型动车组牵引控制系统部件机械接口和电气接口不变的前提下，实现对列车牵引部件的控制、监测、 故障诊断与保护的功能，确保动车组安全、可靠运行。 牵引控制单元负责控制、调整和监测列车的牵引部件，是专用于铁路车辆的微机化、模块化控制单元。机箱由１８类、 ２５块印制板卡构成，背板采用绕线方式，通过内置式轴流风扇实现通风散热，通过前面板连接器与外部车辆环境连接。中 央处理器模块主要实现牵引控制单元的顶层控制功能（比如预置指令处理、开关部件控制、故障诊断与保护等）；处理器 由ＣＰＵ母板和适配板组成，母板配置２４ Ｍｂ ＥＰＲＯＭ，２ Ｍｂ ＳＲＡＭ，实时时钟，看门狗，定时器（１６位，３２位），超级电 容等，适配板配置时钟频率１００ ＭＨｚ和６４ Ｍｂ ＳＤＲＡＭ的微处理器。前面板配置７段数码管、ＢＣＤ开关、ＬＥＤ指示灯、 手矾按钮和ＲＳ２３２串口等。信号处理器模块主要实现四象限变流器或者ＰＷＭ逆变器的高性能控制算法，配置时钟频率 ２７ＭＨｚ的数字信号处理器，通过４ ｋｂ双口ＲＡＭ与ＣＰＵ总线通讯，通过４个Ｄ／Ａ转换器将数字量转换为模拟量，还有２ 个串口允许以最大７５０ｋｂ的波特率实现点对点通讯；前面板配置７段数码管、ＬＥＤ指示灯、手动按钮和ＲＳ２３２串口等。输 （下转第７２页） ７２ 中国铁道科学 第３６卷 （ＳＨＩ Ｊｉａｎｐｉｎｇ，ＩＡＵ Ｚｈｏｎｇｘｉａ，ＸＩＡＯ Ｑｉａｎ．Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｗｈｅｅｌ Ｓｔｅｅｌｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１２，３３（６）：４４—５０．ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 吴毅，刘鑫贵，项彬，等．新材质ＬＺ４５ＣｒＶ铁路货车车轴钢坯及车轴研究与试制［ＲＪ．北京：中国铁道科学研究 院，２Ｏｌ２． （ＷＵ Ｙｉ，Ｌ１Ｕ Ｘｉｎｇｕｉ，ＸｌＡＮＧ Ｂｉｎ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｔｒｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｏｆ ＬＺ４５ＣｒＶ ｆｏｒ Ｒａｌｌ ｗａｙ Ｔｒｕｃｋ Ａｘｌｅ［Ｒ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１２．ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） Ｅ６］ ＣＡＰＤＥＶＩＩ ＩＡ Ｃ，ＣＡＢＡＩ ＬＥＲ（）Ｆ Ｇ，ＧＡＲＣＩＡ Ｍａｔｅｏ Ｃ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ａｎｄ Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ Ｇｒａｉｎ Ｓｉｚｅ ｏｎ Ｉｎｔｒａｇｒａｎｕｌａｒ Ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｅｒｒｉｔｅ ｉｎ Ｍｅｄｉｕｍ Ｃａｒｂｏｎ Ｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｅｄ Ｓｔｅｅｌｓ Ｉ－Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，２００４，４５ （８）：２６７８—２６８５． ［７］ 林吉忠，刘淑华．金属材料的断裂与疲劳［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９８９． Ｅ８］ 黄国，黄海明，王超，等．４５＃车轴钢疲劳性能试验研究［Ｊ］．中国铁道科学，２０１３，３４（４）：７１—７６． （ＨＵＡＮＧ Ｇｕｏ，ＨＵＡＮ（）Ｈａｉｍｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｃｈａｏ，ｅｔ ａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｆａｔｉｇｕｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ４５＃ Ａｘｌｅ Ｓｔｅｅｌ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１３，３４（４）：７１—７６．ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＬＺ４５ＣｒＶ Ａｘｌｅ Ｓｔｅｅｌ ｆｏｒ Ｈｅａｖｙ Ｈａｕｌ Ｆｒｅｉｇｈｔ Ｃａｒ ＷＵ Ｙｉ ～，ＩＡＵ Ｘｉｎｇｕｉ ，ＸＩＡＮＧ Ｂｉｎ ，ＸＵ Ｙａｊｕａｎ （１．Ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｍｅｔａｌｓ＆Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １Ｏ０Ｏ８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ａｘｌｅ ｌｏａｄ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｈａｕｌ ｆｒｅｉｇｈｔ ｃａｒ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｉ．Ｚ４５ＣｒＶ ａｘｌｅ ｓｔｅｅｌ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｄｄｉｎｇ ｍｉｃｒｏ—ａｌｌｏｙｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ ａｎｄ Ｖ ｉｎｔｏ ａｘｌｅ ｓｔｅｅｌ，ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＬＺ４５ＣｒＶ ａｘｌｅ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｉｓ ｔｗｏ ｌｅｖｅｌｓ ｏｒ ａｂｏｖｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ＬＺ５０ ａｘｌｅ ｓｔｅｅ１．Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ—ａｌｌｏｙｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｈａｖｅ ｆｏｒｍｅｄ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｎｉｔｒｉｄｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ｆｒｏｍ ｓｅｖｅｒａ１ ｔｅｎｓ ｔｏ ｏｎｅ ｈｕｎｄｒｅｄ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｓｉｚｅｄ ｉｎ ｓｔｅｅ１．Ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｓｅ ｏｆ ｎｏｔ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｅａ，ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ＬＺ４５ＣｒＶ ａｘｌｅ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｏｖｅｒ １０ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ Ｉ．Ｚ５０ ａｘｌｅ ｓｔｅｅ１．Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ａｎｄ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｉｍｐａｃｔ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｎｏ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ４Ｏ ａｎｄ ５０ Ｊ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＬＺＳＯ ａｘｌｅ ｓｔｅｅｌ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ ＬＺ４５ＣｒＶ ａｘｌｅ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｏｖｅｒ ２０ ９／５ ｌｏｗｅｒ．Ｔｈｅ ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｍｉｔ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ｏｖｅｒ １５ ． Ｅａｃｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ｉ Ｚ４５ＣｒＶ ａｘｌｅ ｓｔｅｅＩ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａ１ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｒｉａ１ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｘｌｅｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｈａｕｌ ｆｒｅｉｇｈｔ ｃａｒｓ ｗｉｔｈ ３０ ｔ ａｘｌｅ ｌｏａｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｈ ｅａｖｙ ｈａｕｌ ｆｒｅｉｇｈｔ ｃａｒ；Ａｘｌｅ ｓｔｅｅｌ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ；Ｍｉｃｒｏ—ａｌｌｏｙｉｎｇ；Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ （责任编辑（上接第６７页） 金燕） 人／输出管理模块作为ＣＰＵ和其他输入／输出模块的接口，通过数据总线和地址总线与ＣＰＵ通信，可以满足２３路外部模拟 信号和２路内部模拟信号的模拟／数字转换；前面板配置７段数码管、ＢＣＤ开关和ＬＥＤ指示灯等。ＭＶＢ通讯模块是符合 ＴＣＮ标准通信协议的通讯板卡，配置有ＭＶＢ控制器，５１２ ｋｂ ＲＡＭ，１ Ｍｂ ＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭ，６４ ｋｂ双口ＲＡＭ；前面板配 置２个冗余ＭＶＢ接口、ＬＥＤ指示灯及手动按钮等。逆变器监控模块用于监视和保护功率开关器件，最多监控４个桥臂 （即８个功率开关器件）。监控变量主要包括相电流瞬时值、中间电压瞬时值、开关频率、最小开关时间等。二进制输入模 块用于输入Ｉ）Ｃ１１０Ｖ二进制信号；输入通道ｌ２路，标称值１１０ ｖ／７ ｍＡ，光耦隔离。二进制输出模块用于输出ＤＣ１１０Ｖ二 （下转第８６页） ８６ 中国铁道科学 第３６卷 Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ｉｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｉｇｎａｌ Ｓａｆｅｔｙ Ｐｒｏｔｏｃａｌ—Ｉ ＺＡＮＧ Ｙｏｎｇｌｉ ，ＹＡＮＧ Ｎｉｆｅｉ ，ＬＵ Ｐｅｉｌｉｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｈａｏ （１．Ｓｉｇｎａｌ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ＥＣ ｃｏｕｎｔｅｒ ｔｉｍｅ ｓｔａｍｐ ｆｒｏｍ ｒａｉｌｗａｙ ｓｉｇｎａｌ ｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ一Ⅱｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ，ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｆｒａｍｅ ｆｏｒｍａｔ，ｔｉｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｃｈｅｃｋ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｒａｉｌｗａｙ ｓｉｇｎａｌ ｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ—Ｉ（ＲＳＳＰ－Ｉ），ｔｈｅ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎｄ ａ ｆｕｒｔｈｅｒ ＲＳＳＰ－Ｉ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ｏｆ ｓａｆｅｔｙ－ｒｅｌａｔｅｄ ｍｅｓｓａｇｅ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｔｈｅ ａｐｐｒｏａｃｈ ｏｆ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｔｈｅ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ｃｏｕｎｔｅｒ ｔｉｍｅ ｓｔａｍｐ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ． Ｍｅｓｓａｇｅ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｒｅｅ ｓｔｅｐｓ，ｎａｍｅｌｙ，ｃｙｃｌｅ ｃｏｕｎｔｅｒ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ，ｃｙｃｌｅ ｃｏｕｎｔｅｒ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｔｉｍｅ ｓｔａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｌａｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓａｆｅｔｙ ａｓ ｗｅｌｌ ３８ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｍｅｓｓａｇｅ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｆｏｒ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ｆｉｖｅ ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｔｏｌｅｒａｂｌｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｉｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｆｏｒ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｌａｙ，ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｌｉｍｉｔ ｆｏｒ ａｗａｉｔｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｔａｒｔ Ｒｅｐｌｙ（ＳＳＲ）ａｆｔｅｒ ｔｈｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｔａｒｔ Ｅｎｑｕｉｒｙ（ＳＳＥ） ｂｅｉｎｇ ｉｓｓｕｅｄ，ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｃｙｃｌｅｓ ｆｏｒ ｒｅｍａｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｌａｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｌａｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｔｅｃｔ ｍｅｓｓａｇｅ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ａｇａｉｎｓｔ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｌａｙ ｔｈｒｅａｔ ａｎｄ ｃａｎ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ＲＳＳＰ一工． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；Ｓａｆｅｔｙ－ｒｅｌａｔｅｄ ｄａｔａ；Ｍｅｓｓａｇｅ ｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；Ｓａｆｅｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌ； Ｒａｉｌｗａｙ ｓｉｇｎａｌ；Ｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ （责任编辑（上接第７２页） 刘卫华） 进制信号；输出通道８路，标称值１１０ ｖ／ｏ．５ Ａ，光耦隔离。同步模块主要用于在２个牵引控制单元之间传递同步脉冲， 可以传递４个数字脉冲信号，还有４个带隔离的接收通道。温度传感器输入模块用于输入温度传感器（Ｉ￣１００）信号；８路 测量通道，２ ｍＡ恒流源，四线制原理，最大测量电阻５００ Ｑ。压频转换模块先将模拟电压信号转换为频率信号，再送人信 号处理模块；７路模拟输入通道，压频电路具有在线校准功能。输入／输出模拟１模块主要用于输入电机速度传感器信号。 输入／输出模拟２模块主要用于输入拖轴速度传感器及压力传感器信号。４０ ｍＡ电流环脉冲输出模块为功率模块按照电流 信号的形式发送脉冲，并且从触发级接收发送的确认信号；９路电流环输出通道，输出电流范围３５～４２ ｍＡ。５ Ｖ供电模 块用于为牵引控制单元提供５ Ｖ电源，输入电压ＤＣ７２￣１１０ Ｖ，输出电压５ Ｖ／６０ ｗ；具有电气隔离，输入反相电池保护， 可抽拉设计等特征。２４ Ｖ供电模块用于为牵引控制单元提供２４ Ｖ电源，输入电压ＤＣ７２￣ｌ１Ｏ Ｖ，输出电压２４ Ｖ／１００ ｗ； 具有电气隔离，输入反相电池保护，可抽拉设计等特征。１５Ｖ供电模块用于为牵引控制单元提供１５ Ｖ电源，输入电压 ＤＣ７２￣１１０ Ｖ，输出电压１５ Ｖ／ｌＯ５ ｗ；具有电气隔离，输入反相电池保护，可抽拉设计等特征。电源启动模块用于一次和 二：次电源电压的欠压监视，同时用于牵引控制单元的启动和断电。风扇组件用于为牵引控制单元机箱提供强迫通风。 根据《中国铁路总公司关于ＣＲＨ。型动车组自主化牵引变流器、牵引控制系统、辅助变流器、网络控制系统装车运用 考核的通知》要求，研制出的牵引控制系统（含硬件板卡和软件）在广州动车段装车，进行运用考核，运行状态稳定良 好。研究成果于２０１３年６月通过了中国铁路总公司科技管理部组织的技术评审。 （张静）
