近日，教育部发布了《教育部关于2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）奖励的决定》，北京交通大学机电学院刘志明教授等主持完成的项目“高速列车和重载货车关键结构可靠性评估与提升技术”获科技进步奖一等奖。  “高速列车和重载货车关键结构可靠性评估与提升技术”项目旨在有效消除高速列车和重载货车可能存在的结构安全隐患，围绕准确评估和可靠提升结构疲劳寿命两大目标，建立了结构可靠性评估技术体系、结构运用载荷识别技术体系和结构可靠性提升技术体系。本项目共获得发明专利15项、软件著作权1项，发表论文178篇，为应用单位新增利润159.6亿，税收 29.2亿，节支33.3亿。成果经专家评价：“研究成果总体达到国际先进水平，关键结构载荷识别方法、结构可靠性提升技术达到国际领先水平”。          该项目由北京交通大学为第一完成单位，中车长春轨道客车股份有限公司，中车青岛四方机车车辆股份有限公司，中车齐齐哈尔车辆有限公司等联合完成。  高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）每年评审一次，分设自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖和青年科学奖。2019年授奖项目共315项，其中特等奖1项、一等奖116项、二等奖188项，10人获得青年科学奖。  相关链接http://www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s7062/201912/t20191223_413180.html?from=timeline&isappinstalled=0

高速电气化铁路电力牵引用接触线是通过与电力机车受电弓滑板滑动摩擦直接向电力机车输送电流的导线，随着电气铁路运行向高速发展，要求接触线材料在具有良好导电性的同时，还应具有高的机械强度和高的抗软化温度。我国目前所使用的高速电气化铁路电力牵引用接触线材料多为进口材料。 课题组在国家“863”项目的支持下于2002年开始研制和开发具有自主知识产权的高性能接触线材料。经过三年的攻关，已经研制出满足高速列车要求的析出强化型的高强度、高耐磨、高导电铜合金导线，并提供相应的适合工业化生产的制造和生产方法和工艺路线。所开发出的材料性能指标已达到抗拉强度σb＞580Mpa，延伸率＞5%，导电率＞78%IACS。同时具有良好的高耐磨性能，抗疲劳性能，抗高温软化性能，设计寿命为15年。目前已经申请国家发明专利四项。

1）定性仿真理论引入铁路运输仿真领域。长期以来，对于铁路运输领域制仿真研究多集中在定量仿真等经典仿真理论方面，由于定量仿真在模型建立，基础数据采集等方面的局限性，导致铁路运输领域制仿真研究始终局限与某一点进行，例如编组计划仿真、列车到达模型仿真等。由于定性仿真以概率论、模数学为基础，并且基于规则揄，因此它可将铁路运输领域制传统仿真从繁重的基础数据处理中解脱出来，并且使大规模的以分局为背景的大系统宏观与微观结合仿真成为可能。 2）面向对象的仿真建模手段。该建械模手段的引入，使得铁路行车环境的可描述性大大增强，除了实现铁路基础设备描述外，还能对铁路行车领的逻辑关系、行车规则等抽象层面进行描述，系统实现模块化。 3）可视化的仿真界面。整个仿真平台完全重现以分局为背景的铁路行车环境，拓宽仿真平台的应用领仿真效果。 系统主要技术性能如下： 建立行车仿真平台，以可视化的友好界面模拟复杂多变的铁路行车环境。 为大专院校或行车调度人员的培训提供各种难度级别和非条件的行车高度环境。 为铁路现场训练或考核调度员提供专题（如施工限速、车站故障等）行车高度仿真环境 针对具体列车运行计划，通过仿真运行，测试计划的合理性，计算其运行指标。 对于新线建设或既有线改造方案，通过基于各方案的行车调度模拟，验证方案的合理性，在方案实施之前发现其缺陷。 为铁路行车领域科研活动提供仿真模拟平台。

本研究成果基于目前列车在行驶过程中都要依靠列车员通过肉眼来识别站名，从而提醒乘客。夜间行驶时，列车员容易疲劳，而且对外面的环境难以识别，工作难度加大，很容易出现报错、报漏站的情况。对于出门旅行的乘客，对车厢内外的温差也一无所知，下车后很可能会因为所穿衣服不适而带来不便。对于初到外地的旅客，常常会因为人生地不熟而苦恼，如果能利用在列车上的时间来熟悉自己的目的地，将省时又省钱。

高速列车具有安全性好、正点率高、快速等优点。能有效地改善交通环境, 带动国民经济的发展。20世纪60年代以来, 随着铁路电气化的高速发展, 铁路运输一再提速, 对于电气化铁路用接触线的性能要求越来越高, 因为在电气化铁路运行过程中, 接触导线不仅要承受较大的悬挂张力, 同时还经受着通过电流时引起的热作用。因此, 材料要求在具有良好导电性能的同时还应具有高的抗拉强度, 而且在电流负荷增大、温度升高时仍然要保持较高的强度。接触线既要提供高速列车所需的动力、照明和空调等用电, 又要承受较大的轴向拉力, 同时还可能工作在极冷、极热、腐蚀性强等环境中,总的来说, 电力传输线必须具有以下性能: 能够满足高速列车速度和电流的要求, 具有足够的抗拉强度来承受振动, 高导电率, 耐磨性好, 耐热性好, 抗软化温度高, 软化处理(300℃保温2 h) 后其常温抗拉强度不小于初始态的90% , 抗大气腐蚀性能好,线膨胀系数小。我国铁路广深线、京郑线等都大量或全部使用了法国或德国产品, 花费了大量外汇。因此，对国产铜及铜合金接触线的研制开发具有重大的经济价值。本研究开发的析出强化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已经能够满足工业化生产的需要。 主要性能指标 1.抗拉强度σb>580MPa； 2.延伸率>5%； 3.导电率>75%IACS； 4.设计使用寿命：15年。

研发阶段/n内容简介：本设计采用多传感器技术，分为快速和慢速行驶列车两类，检测列车临近时的钢轨振动信号，从中分析出列车信号的特征值-平均功率谱、峰值个数、最大幅度对应频率、相关系数、振动幅度平均绝对值、有效值等以及它们的变化情况，并从多个振动信号中提取互补信息，综合辨识出来路列车。同时构建了整个检测、识别、发送和接收预警系统，采用大功率无线发送和高灵敏度接收模块，系统预警距离包括传感器识别到前方来车距离和无线收发距离两部分，利用无线收发技术向远方携带接收预警器的铁路工作人员发射预警信号，确保其在列车

针对现有产品和研究存在的问题，尤其是在通用性方面的不足，我们采用模块化的设计思想，设计并研制了一种基于VME的通用列车网络控制设备，支持标准MVB通信，功能子卡包括电源板、CPU主板、MVB通信板、DI/DO板及AI/AO板，背板采用VME总线进行通信，传统基于VME总线通信的网络设备多采用6U结构，本产品在3U标准大小的通信板上采用SOPC技术自主研发并实现了MVB网络通信以及VME总线通信，通过功能板卡的不同配置，既可以组合为VCU，也可以组合为RIOM，解决列车网络设备通用性的问题，满足该类技术产品国产化的迫切需要。该设备由DC 110 V供电，通信接口包括以太网、USB、MVB及RS485，可用于采集数字信号和模拟信号，同时能够输出数字信号及模拟信号。     下表为我们设计的设备与EKE公司TCU产品及大连理工的中央控制设备的性能比较。在操作系统的选择上，我们采用了主流的实时操作系统VxWorks，在实时性上有强力保障；在硬件架构、通信接口和可扩展性方面，我们的产品与EKE产品都有较大优势，由于背板采用标准的VME总线协议，可实现部分的板级互换；另外，不同于其他两种设备的MVB协议控制器采用的是商用MVBC芯片，我们采用SOPC技术在FPGA上利用自主研发的MVBC软核实现MVB协议控制，除了各项指标符合IEC61375协议标准外，在物理层的通信介质支持上更加丰富。设备严格按照工业防护要求设计，防护等级为IP20，运行温度0~+70℃，存放温度0℃-85℃。两种设备性能比较对比项EKE大连理工本产品操作系统Linux/UNIXNucleus PLUSVxWorks硬件架构模块化设计采用VME总线一体化设计，无背板总线模块化设计采用VME总线MVB协议控制器MVBCMVBCMVB软核支持介质ESD+EMDESD+EMDESD/ESD+EMD/OGF支持数据PD/MD/SDPD/MD/SDPD/MD/SD通信接口USB2.0/RS232RS485/以太网RS232以太网USB2.0/RS232RS485/以太网可扩展性YesNoYes应用范围：      轨道交通列车网络控制系统。

本成果已经成熟，可进行大规模转化。

一种摩擦噪声的试验分析方法及其试验装置，方法是：夹持下摩擦件的下夹具固定在往复运动装置上；夹持上摩擦件的上夹具，穿过水平支架与应变式力传感器的底面接触，上夹具上安有三维加速度传感器，水平支架的两端通过压电式力传感器固定在支架基座上，应变式力传感器固定在二维移动台的底部；声学传感器的感应端位于上、下摩擦件接触界面附近；控制二维移动台使上、下摩擦件进行受控往复摩擦运动，同时，由三传感器种精确同步动态采集摩擦噪声、振动加速度和摩擦力并实时分析。从而较准确地分析摩擦噪声与界面及系统特性的相互关系和影响规律，以揭示摩擦噪声的产生机理，为机械设备的降噪设计，提高机械的性能与寿命提供更准确可靠的试验依据。

铁路卧铺虚糜是困扰我国铁路运营的一个难题。一方面，铺位作为“易腐资产”没有充分利用而使国有资产白白流失；另一方面，旅客本能享受物美价廉的卧铺服务，由于价格因素而未能如愿以偿。为增强铁路营运部门应对市场的能力，提高空闲卧铺的利用率，铁道部曾三次发文解决该问题。最近的一次是2002年8月21日发出《关于空闲卧铺优惠发售办法的通知》，指明：对于直通列车闲置的卧铺，可按照里程长短实行40%～60%的折扣；局管内闲置卧铺位的优惠发售办法，由各铁路局自行制定。但是由于诸多原因，实际效果不佳。列车卧铺闲置问题仍然没有得到解决，铺位资产还在令人惋惜地消逝。 列车卧铺收益管理（TSRM）系统就是要彻底解决卧铺虚糜的问题，它涵盖的内容以及解决途径是：借助国外先进的航空收益管理理论，运用运筹学知识，对国内铁路卧铺补票过程实行科学的存量控制、价格控制，对每列车建立收益最优的数学模型，形成各个时刻最优票价，动态限制各区段的订座数量，从而指导列车的卧铺补票过程。为此，项目相关人员做了大量有意义的工作，在国内核心期刊发表相关文章10多篇，并以此为理论依据开发相关的软硬件系统。采用的手段是：1）卧铺补票价格实行动态管理；2）对车上的空闲卧铺在各个区段上实现最优分配策略；3）和电子通讯学科结合，开发具有良好界面的设备供列车管理人员使用。对铁路卧铺补票过程实施收益管理，可以达到如下效果：1）挖掘铁路潜力，使原来流失的铁路卧铺资产变现，在不增加任何运营成本的基础上，增加运营收益。2）出现了大量多级折扣卧铺票，增加消费者剩余，达到旅客与铁路企业都受益的双赢目的，增加社会福利。3）多级折扣票价的产生，提高铁路相对于航空、公路等运输方式的竞争力；4）不会损害任何一方的利益。5）防止列车管理人员做弊，私自出售卧铺谋利。使用本套系统时，列车管理人员无法知道哪些车厢有空位，无法知道位置的起始站信息，如果他私自安排某个位置给某个熟人，计算机随时可能给这个位置安排其他旅客，这样有效防止车组人员做弊。6）以先进的软硬件系统代卧铺补票系统代替原有的人工作业（补票、换票）。7）收入管理自动化，本系统能够自动打印出售列车卧铺的资金收入情况，对每个铺位的出售信息进行备份。 现有的某些铁路运营部门在运输旺季淡季对卧铺实行浮动票价。但是在其定价过程中，根本没有深入考虑需求的不确定性；没有考虑卧铺价值在消逝过程的变化情况；没有考虑各个区段的需求——价格函数和整体收益的关系，因而决策不是最优。 目前全国铁路共1万多辆客运卧铺车辆，卧铺在客运淡季闲置严重，挖掘卧铺资源潜力巨大。若每辆车每天增售两个位置（计：300元/车），在不增加任何运营成本的基础上，铁路全年可增加卧铺收益9亿人民币，乘客也能从票价的折扣中获益。具体目标值：在不增加运营成本的基础上，卧铺补票收益提高不低于15％。这样，铁路能充分挖掘现有客运潜力，提高市场竞争力，既产生了经济效益，旅客也增加了消费者剩余。 有关铁路客运收益管理的数学模型在国内鲜有人研究，本系统的数学模型来自项目组成员的博士论文，有较高的技术门槛。