综合技术研究

• 基于车载方案的高铁环境风监测可行性研究

  白夜;田朋溢;

  环境风是我国高速铁路日常运营过程中可能影响列车安全的重要环境因素。国内外通常采用地面监测系统对高铁沿线的环境风进行监测，但地面测点数量有限导致制定限速方案时相对较为保守。车载风监测方案作为未来高速铁路风监测、风管控措施的重要发展方向，可以有效弥补地面风监测系统的数据缺口。车顶风压传感器、激光雷达方案和车体表面压力传感器是现阶段3种有效的车载监测方案，无论是理论方案还是实车验证都具备较好的可行性。其中采用车体表面压力传感器测试车体两侧压差以反推环境风速风向的方案具有对车体自身流场干扰小、安装便捷的优势，实车验证中测试精度可达7%以上，可满足车载环境风监测的精度需要。借助神经网络和深度学习，该方案的测试精度还可进一步提升。

  2025年05期 v.45;No.248 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K]
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• 基于ABC-SVM的机车车轮轮缘厚度预测模型

  陈朝阳;刘通;孙宇铎;程亚萍;王菲儿;王峰;

  车轮轮缘厚度是机车走行部检修中的重要检查项，若尺寸超限会对机车的运行安全产生严重影响。目前，机车运用单位尚无法对轮缘厚度进行及时且准确的监测。为解决上述问题，文中提出了一种基于ABC-SVM的机车车轮轮缘厚度预测模型，模型构建过程包括数据分类、预处理和预测分析3个步骤。首先，根据数据特点对测量数据进行分类；其次，通过多项式回归算法和误差数据分布特征分析，完成数据预处理；最后，进行数据集划分和平滑处理，并利用人工蜂群算法对支持向量机进行超参数调优。完成模型构建后，根据机车的运行线路、机型和用途将车轮样本分为6类，分别对传统预测算法、SVM预测算法和ABC-SVM预测算法的精度和稳定性进行评估。评估结果显示，ABC-SVM预测算法的平均绝对误差和误差标准差均较小，表明其具有较高的预测精度和稳定性。

  2025年05期 v.45;No.248 8-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 4325K]
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• 基于5G毫米波技术的车地数据高速转储系统研究

  辛恩承;刘峰;黄金;张桂南;

  随着5G技术的快速发展，特别是5G毫米波技术的应用，为车地数据传输带来了革命性的突破。文中研究旨在探索基于5G毫米波技术的车地数据高速转储系统，以满足运行机车、客车对车载海量数据车地高速转储的需求。文中研究构建了一个基于5G毫米波技术的车地数据传输平台，该平台能够实现高速、高容量的数据传输，所提出的系统不仅提升了车地数据转储的速度和质量，还显著提高了机车与客车的智能化运维水平，为机车、客车安全运行和高效维护提供了有力支持，研究成果对于实现智能机客一体化系统有着重要意义。

  2025年05期 v.45;No.248 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 2069K]
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• 基于极大值原理的动车组辅助驾驶策略研究及试验验证

  张弛;王青元;夏好广;李佳欣;杨晓明;

  辅助驾驶技术对高速动车组的正点及节能优化操纵、列车装备关键技术水平提升有着积极影响。针对辅助驾驶系统策略研究，以准点效果和经济性能为目标，考虑线路坡道信息并满足限速约束，结合车辆动车组能耗与动力模型，考虑再生制动能量反馈，基于极大值原理推导动车组运行控制策略，给出最优控制工况的切换规则。通过列车网络通信技术串联线路—车辆—设备间的信息传递，辅助驾驶装置对信息进行工程化处理，生成关键人机交互信息。为验证所提策略的实际应用效果，在高速动车组实车环境进行测试，辅助驾驶策略相比最快速度策略的综合节能效率最高达到了17.26%。

  2025年05期 v.45;No.248 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K]
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专题研究

• 基于ABAQUS仿真的O形圈气动密封关键设计参数影响研究

  胡翔宇;谷友泉;郑林祺;何凯;吕英;蔡田;

  利用ABAQUS仿真软件建立了O形圈的轴对称有限元模型，分析了O形圈用于气动密封的接触力学性能，研究了截面直径、压缩率和沟槽宽度等关键结构设计参数对其密封性能的影响规律。结果表明：不同截面直径的O形圈用于相同工况气动密封时，其最大Mises应力值和最大接触应力值相近，但大截面O形圈密封接触宽度更大，密封性能更好；提高O形圈密封设计压缩率有利于提高其密封能力，但压缩率过大会使O形圈受压严重，Mises应力过高，更易导致橡胶材料的松弛和破坏；足够的沟槽宽度将有利于O形圈充分发挥自密封能力，提高其密封性能，降低Mises应力，沟槽宽度需大于预压缩后O形圈截面变形直径。上述仿真研究以接触力学特性作为O形圈密封性能的评价参数，相关结果有利于指导O形圈气动密封结构优化设计。

  2025年05期 v.45;No.248 31-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2930K]
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• 多信息融合的机车变流柜火灾报警控制器设计与实现

  曲长萍;于健;陈广泰;李争;王瑞;潘文;

  现有机车火灾控制器多以温度、烟雾浓度等指标作为火灾检测指标，这种传统检测手段存在一定的误报率。许多学者提出通过图像识别算法检测火灾，图像识别采用可见光图像，其受环境干扰较大，存在一定的误报率。文中提出了多信息融合的机车变流柜火灾报警控制器，在传统检测手段的基础上，增加热成像探测器可获取可见光及热成像图像，通过图像识别与传统算法相结合进行火灾状态检测，还可结合机车故障信息对火灾状态定等级，从而依据不同等级控制灭火执行操作。试验证明通过增加计算机视觉算法，可进一步降低火灾漏报率及误报率。

  2025年05期 v.45;No.248 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2409K]
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• 动力集中动车组列车管压力异常变化原因探究

  任宇杰;张家强;吴正雨;林晖;李晓冬;池海;

  动力集中动车组列车管压力异常波动在路况复杂的多隧道路段多有发生。文中对昆明—保山之间装有微机电空的动力集中动车组进行了连续跟踪研究，发现列车管压力变化和均衡风缸压力变化主要是由于温度变化造成的，列车管压力、车辆制动机的工作风缸压力、副风缸压力可以很快地响应外界温度的变化，而均衡风缸压力对外界温度变化的响应较慢，只能随外界环境温度的变化而缓慢变化。而海拔的变化对动车组各风缸压力几乎没有影响。

  2025年05期 v.45;No.248 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1966K]
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• 某型动车组辅助变流器风机疲劳性能研究

  王德帅;

  文中选取某型高速动车组辅助变流器风机为研究对象，开展了铝合金材料的疲劳性能试验，系统地研究了风机结构的材料并评估其疲劳强度，研究了疲劳寿命的统计规律及概率分布，基于试验结果绘制了铝合金材料的p-S-N曲线。基于线路动应力测试开展了风机疲劳强度评估研究，对比并分析了积灰风机与新风机动应力数据的时频域特征，动应力结果显示测点的等效应力最大值低于风机材料的疲劳极限，并且积灰风机的等效应力高于新风机。

  2025年05期 v.45;No.248 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2136K]
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• 异步牵引电机匝间短路故障评估方法研究

  马杰;马晓明;都业林;刘晓东;

  异步牵引电机定子匝间短路故障是一种具有渐进性的故障，准确评估匝间短路故障的严重程度可为检修工作提供依据。根据匝间短路环流所产生磁场强度模值的大小构造匝间短路故障程度评估系数，在提出匝间短路故障特征的基础上，采用BO-GPR模型对匝间短路故障的严重程度进行预测。设计异步牵引电机匝间短路故障试验平台并完成试验，试验表明，基于BO-GPR模型的异步牵引电机匝间短路故障程度评估方法可以为实际牵引电机的运用和检修工作提供一定的参考和依据。

  2025年05期 v.45;No.248 60-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2587K]
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铁路供电技术

• 地铁受电弓碳滑板异常磨耗整治及预警研究

  余秋林;刘兵;陈英;李海;白龙;

  受电弓作为城轨车辆受流部件，在运行过程中通过碳滑板与接触网滑动取流，弓网关系恶化将导致碳滑板出现凹坑、灼伤、脱胶等异常现象，引起碳滑板磨耗加剧。通过总结异常磨耗整治情况，分析整治过程中碳滑板磨耗率及磨耗点的变化规律，提出碳滑板异常磨耗的判断标准，整理出能够及时、准确发现碳滑板异常磨耗的碳滑板磨耗率计算方式，提出利用智慧化手段实现碳滑板异常磨耗预警的方法。

  2025年05期 v.45;No.248 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2111K]
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• 高速受电弓疲劳性能评估与结构优化设计

  姚念良;王飞翔;尹彦宏;黄思俊;

  受电弓是高速列车从接触网获取电能的关键部件，其在列车高速运行状态下的振动疲劳特性是研究重点之一。当前高速受电弓振动疲劳机制与影响因素不明确，因此仍需针对高速受电弓进行线路实测试验与仿真分析，用以探究高速受电弓振动特性与疲劳评估方法。文中以某型高速受电弓为研究对象，建立有限元动力学分析模型并结合线路实测数据，针对受电弓疲劳薄弱位置进行应力特性分析与疲劳寿命预测。仿真结果表明，上臂杆与转轴焊缝在350、400 km/h速度等级下不满足1 800万km服役寿命的设计要求，因此文中进一步针对此问题开展结构优化研究，将上臂杆与转轴位置由管焊缝连接调整为一体式结构，经过评估，新结构能够满足设计寿命需求，为高速受电弓的抗疲劳设计提供了理论依据与数据支持。

  2025年05期 v.45;No.248 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2361K]
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运用与检修

• CR200J动车组手制动钢缆优化设计

  魏润龙;李建勇;张新永;蒋奎;侯英凤;王伟宵;

  针对CR200J动车组在生产运用期间的柔性钢缆滚动球偏离保持架失效、钢缆固定支架开裂失效以及带手制动的制动夹钳单元闸片偏磨的故障进行了研究分析，在原钢带承载的滚动球钢缆的基础上进行优化设计，提出了一种钢丝绳承载的全柔性组合钢缆。并在对钢缆固定支架的裂损原因分析的基础上提出了一种柔性吊挂方式，有效解决了上述问题，并在出口客车上得到了推广运用。

  2025年05期 v.45;No.248 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1999K]
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• CR400BF平台动车组牵引拉杆节点裂纹检修限度优化研究

  谢国仁;张庆华;张启航;孙卓奇;周长虹;

  CR400BF平台动车组三级修检修时牵引拉杆节点为偶换件，实际检修过程中更换率较高。文中从节点裂纹长度分布规律、裂纹演变规律、疲劳试验、扩大裂纹刚度测试等方面开展了研究。统计和试验结果表明，CR400BF平台动车组牵引拉杆节点三级修时不合格产品裂纹在10～15 mm之间的占绝大多数，裂纹长度达到8～10 mm后,扩展速度显著减慢，且节点裂纹进一步扩大、疲劳试验后径向刚度仍符合检修标准，现行三级修检修标准规定的牵引拉杆节点裂纹检修限度还有优化空间。在考虑安全余量的前提下，对三级修更新标准进行修订，增加运用修检修标准，研究成果已在动车组运用检修领域推广应用，在节省CR400BF平台动车组三级修检修成本和安全运营方面具有重要的指导意义。

  2025年05期 v.45;No.248 91-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1598K]
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• 关于铁路客车手制动机装置运用故障分析与改进建议

  童建平;

  铁路客车手制动装置作为停车防溜的重要装备，是铁路客车制动系统的重要组成部分。其自诞生以来经历了多次升级至现有状态，但在实际运用过程中仍常出现手制动机链轮座变形、钢丝绳断裂、蜗轮断裂、防溜失效、防反转失效等问题。文中通过对各型手制动装置结构特点、工作原理及受力分析等方面进行深入分析判断，研究故障产生机理，从运用维修管理和源头设计上给出了手制动机装置预防应急处置措施和改进建议，同时重点介绍了铁路客车转向架二系悬挂采用空气弹簧承载蜗轮蜗杆式手制动机装置在运用过程中产生钢丝绳断裂和防溜失效的根本原因，并进行了现场模拟验证。

  2025年05期 v.45;No.248 98-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1496K]
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城市轨道交通

• 地铁列车的声结构耦合分析及降噪优化设计

  于洋;卢凯文;陈秉智;刘春艳;于春洋;

  针对地铁列车的低频噪声问题，进行车室噪声等级预测及型材优化设计，旨在提升列车的整体声学环境。以某城市地铁列车为研究对象，使用有限元法建立车体结构与内部声场的耦合模型；基于多体动力学原理计算由轨道不平顺引起的轮轨振动激励载荷，进而将激励载荷施加到列车的声结构耦合模型中，采用单向耦合与双向耦合2种方法分析车室噪声分布特性；建立以车体型材厚度为设计变量，车室平均声压级为目标函数，车体质量和一阶垂向弯曲模态频率为约束的地铁列车声结构耦合系统降噪优化模型。分析及优化结果表明：声结构双向耦合法能获得更切合实际的低频结构噪声预测结果；经过优化设计，低频范围内的车室平均声压级得到了有效降低。

  2025年05期 v.45;No.248 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 2622K]
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• 基于车—线—桥某U型梁高架地铁线路车辆噪声仿真研究

  丁文;唐子其;胡晨;宋雷鸣;胡晓军;林浩;

  为确保某U型梁高架地铁达到噪声控制标准，研究结合了车辆—轨道耦合动力学与统计能量分析方法，构建车—线—桥多体系统刚柔耦合动力学模型，仿真得到动态轮轨作用力，进而在计算轮轨噪声及桥梁结构噪声等关键噪声源的基础上，扩展到车—桥—环境耦合统计能量分析声学模型，预测得到车厢内部噪声水平。基于计算结果，提出了2种降噪措施，仿真所得各工况下均满足标准要求。研究可为地铁车辆的正向噪声设计与控制提供参考。

  2025年05期 v.45;No.248 111-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 2957K]
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• 城轨交通车辆低速电制动力浮动速度点退出策略研究

  耿晓芬;刘圣鸽;

  城轨车辆进站停车时通常采用电空制动配合方式。在这一过程中，由于电制动力和机械制动力的切换会导致减速度波动，从而影响乘客舒适性和停车精度。为提升列车低速运行时的平稳性及停车精度，对电制动力浮动速度点退出策略进行了理论研究，并基于特定的8A编组地铁项目参数进行了仿真分析与试验验证。研究结果表明：相较于传统的电制动力固定速度点退出策略，浮动速度点退出策略延长了电制动力作用时间，缩短了机械制动力参与时间，从而改善了车辆低速制动性能并提高了停车精度。

  2025年05期 v.45;No.248 120-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K]
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中国铁道学会牵引动力委员会机车车辆动力学及强度技术研讨会会议论文

• 更高速动力集中动车组后部车辆摆动特征与控制技术研究

  崔涛;于淼;石俊杰;刘学刚;贾尚帅;徐练;王铁成;

  高速动力集中动车组高速通过小截面隧道时后部车辆摆动对其乘坐平稳性造成较大影响，且车速越高影响越大。文中在分析气动载荷特征的基础上，采用9辆车编组的列车动力学模型，研究了是否考虑气动载荷和车间减振器等多种工况下车辆的加速度响应和平稳性指标特性。列车高速通过隧道时，气动载荷的振荡特性显著，列车以160 km/h通过31 m~2截面隧道时气动载荷相对最为强烈，摇头力矩最为突出，尾车摇头力矩时域最大幅值可达约100 kN·m；流致振动特性明显，隧道内行驶时车体横向加速度和乘坐横向平稳性指标相对明线运行显著增加，列车开始驶入隧道短时间内特征最为明显。车间减振器配置产生一定作用，横向平稳性指标可降低约0.2。

  2025年05期 v.45;No.248 125-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 5313K]
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• 基于不同车轮材质的某动车组车轮磨耗规律研究

  杨陈;贾小平;徐力;胡定祥;

  针对不同车轮材质（CL60和CL65K）对动车组拖控车车轮磨耗特性的影响，首先，构建了包含车辆—轨道耦合动力学、精细轮轨接触及先进磨耗预测模型的综合分析体系，开发了一套车轮踏面磨耗预测模型，预测2种材质车轮在不同使用阶段的磨耗情况；然后，基于车轮磨耗预测模型，开发旋轮周期内车辆动力学性能预测模型，评估CL60与CL65K车轮在空载与重载条件下的长期服役表现，重点关注安全性与平稳性2大核心指标；最后，通过实测车轮磨耗数据研究了CL60、CL65K材质对车轮磨耗的影响规律。研究结果表明：CL65K材质凭借较高的硬度特性，相较于CL60材质显著减缓了磨耗进程，有利于提升车辆长期运行的平稳性与安全性。研究量化了材质差异对等效锥度及踏面磨耗随运营里程增长的影响，指出CL65K材质车轮在达到与CL60材质相似的等效锥度前，可额外安全运行约4万km，彰显了其在延长维护周期方面的潜在优势。

  2025年05期 v.45;No.248 134-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 9839K]
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• 车辆柔性系数与侧滚中心高度三种确定方法及对比研究

  牛成亮;丁鑫;张永胜;马晓龙;

  车辆柔性系数与侧滚中心高度是基于EN标准开展车辆动态限界TSI认证设计的关键参数。文中根据EN 15273-2-2013标准定义，研究理论计算公式、多体动力学建模及试验验证3种确定方法，并以某出口海外动车组为例，对比上述3种确定方法实施过程及计算结果准确性。结果表明，试验验证结果最小，理论公式与多体动力学分析方法较试验验证结果相差在10%以内，且趋于保守。因此，车辆初始设计阶段可采用理论公式或多体动力学分析方法计算车辆柔性系数与侧滚中心高度，考虑到理论公式计算参数选取的准确性要求更高，建议优先选用多体动力学建模分析方法。

  2025年05期 v.45;No.248 143-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2012K]
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• 大功率永磁直驱机车电机短路工况对机车性能的影响研究

  陈吉永;

  以大功率永磁直驱客运电力机车为载体，采用动力学仿真分析和整车试验相结合的方法,分析了电机两相短路工况与三相短路工况对机车关键部件振动加速度的影响。仿真分析表明，与正常工况相比，电机两相短路时电机、轴箱和构架的三向振动加速度增幅明显，而三相短路时各部件振动加速度变化较小；试验数据表明，与正常轴位相比，电机两相短路轴位的电机、轴箱、构架和车体三向振动加速度增幅明显，其中轴箱纵向振动加速度峰值超过TB/T 3548标准规定的超常载荷加速度范围，电机三相短路时各部件振动加速度变化较小。大功率永磁直驱机车电机两相短路工况存在降低部件使用寿命的风险，不宜长时运行，发生电机两相短路时应及时切换成三相短路，降低对机车性能的影响。

  2025年05期 v.45;No.248 149-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 2437K]
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• 长大下坡道货物列车安全操纵策略研究

  王子国;王磊;王海斌;殷亮;燕志鹏;任阔;

  针对滨洲线兴安岭—博克图区间发生的停车事故，研究了长大下坡道货物列车安全下坡的操纵方案与优化策略。首先现场调研并分析了停车事故的原因及后续处置措施，然后依据《列车牵引计算》等相关技术规范，论述了既有“四闸四停”方案的可行性和必要性，通过理论计算分析提出了特殊情况下“四闸四停”的补充方案，最后针对制动管漏泄问题，分析“四闸四停”采用全部最大常用制动和紧急制动的可行性，并提出了安全下岭的制动管漏泄临界值。研究表明：在兴安岭—博克图区间15‰长大下坡道采用不停车的操纵方式无法满足牵引定数下的安全下坡，采用“四闸四停”操纵方式能够满足运用需求，针对实际中可能出现的紧急情况，使用紧急制动停车后再使用常用制动下岭时也能够保证运行安全，当车辆漏泄不超过70 kPa且车辆制动缸不起制动作用时可以安全下坡，不需要救援。

  2025年05期 v.45;No.248 157-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 2247K]
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• 基于GOST标准的宽轨货运机车动力学性能研究

  崔潇;刘派;柳占宇;项盼;齐旭;宋华威;

  针对某出口宽轨货运机车，基于GOST 55513-2013标准分析了一系横向刚度、一系垂向刚度、二系横向刚度、二系垂向刚度等动力学参数变化对GOST标准中水平动荷系数、抗脱轨稳定性系数、一系垂向动荷系数、二系垂向动荷系数、垂向和横向平稳性等指标的影响。计算结果表明，对于一系悬挂，降低一系横向刚度会明显提高机车抗脱轨稳定性，而降低一系垂向刚度能够提升垂向平稳性，缓解一、二系动载荷冲击。对于二系悬挂，适当降低二系横向刚度有利于机车垂向平稳性的提升。提高二系垂向刚度有利于提高垂向平稳性，但也会提高一、二系动载荷冲击程度。

  2025年05期 v.45;No.248 165-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2284K]
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• 《铁道机车车辆》投稿须知

  <正>1刊登范围凡以轨道交通机车车辆和供电系统相关学科为主体，代表行业先进水平的新成果、新技术、新工艺、新材料，试验研究、运用检修经验以及国内外技术动态、技术政策等，均欢迎投稿。2主要栏目综合技术研究、专题研究、铁路供电技术、运用与检修、城市轨道交通等。3来稿要求（1）论文应具有独创性和创新性，代表行业的先进水平、具有重要的学术价值或广阔的应用前景，主题明确、论证充分、数据真实准确、文字简练、图表清晰、符号规范。同等条件下，优先考虑得到国家及省（部）级自然科学基金项目、科技研究开发计划项目支持的优秀论文。谢绝无任何项目支持的来稿（有重大创新点除外）。字数不少于5 000字，原则上不超过8 000字。

  2025年05期 v.45;No.248 4页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K]
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