基于CS、WLC、BPNN理论预测铁路工程造价的方法

前期可行性研究投资估算和设计阶段概预算不准确是目前铁路工程“三超”的主要原因之一，在这两个阶段中，许多不确定因素影响着项目造价，并且这些影响因素与造价之间呈高度非线性关系，传统的投资估算和设计概预算方法难以对新建铁路项目造价进行准确计算。本文依据全生命周期造价WLC理论进行拟建项目造价测算和投资、设计方案优化，根据显著性成本CS理论提出显著性成本项目CSIs测算方法简化投资预测程序，并依据BP神经网络在大量已完工程资料中“提取”类似CSIs和显著性因子csf，从非线性角度实现了对项目投资的准确预测，并进行算例分析，从算例可以看到，预测值与实际值的相对误差很小，满足投资预测要求。     

绿色高铁建设生态环保目标规划方法研究

研究目的:高速铁路以其运行速度高、运输能力大、安全性能好、舒适程度高、能源消耗低的优势,被誉为绿色工程,越来越受到各国政府青睐。但高速铁路建设对生态环境的影响不容忽视,高速铁路线带状结构对生态环境的深度阻断和切割是最为严重的一种人为干扰方式。针对现行高铁生态环保指标体系存在的问题,有针对性地构建以优势度变化值、适时绿化率、水土流失量、动植物保护度为核心的高铁建设生态环保目标规划指标体系,并采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)对高铁建设生态环保指标进行目标规划。以某高铁项目为例,对该铁路的生态环保目标规划进行实证分析研究,并将ANFIS预测结果与BP神经网络预测结果进行对比分析。研究结论:(1)在不具有大量训练样本的情况下,将神经网络的学习机制引入模糊系统,采用ANFIS方法对高铁建设生态环保进行目标规划,构建人类感觉和认知成分自适应系统,该方法具有良好的适用性和可操作性;(2)与BP神经网络方法相比,ANFIS方法预测精度较高,具有很好的泛化能力;(3)构建的高铁建设生态环保目标规划指标体系,采用ANFIS法可合理地对生态环保指标进行规划,研究成果为可持续发展型绿色高铁建设提供决策依据和支持。     

基于CSIs、FIS、WLC、FC综合造价预测方法的探讨

可行性研究决策阶段投资估算的准确与否对整个项目的投资控制起着决定性的作用,目前拟建铁路建设项目投资估算方法在类似工程数据情况下,对具有类似项目的分部分项工程,根据定额估算指标或建立类似工程数据的线性关系分析模型进行简单估算,对无类似项目的分部分项工程,也往往根据相似工程和专家经验进行比较类推和综合而成,不仅计算工作量大,而且由此造成误差和可靠性不稳定.本文试图依据全生命周期造价WLC和显著性成本CS理论建立预测WLC的显著性成本项目CSIs测算模型进行投资估算,当新建项目没有类似工程条件下,通过模糊聚类FC方法对新建项目的CSIs的进行"类似度"聚类,分解为有类似项目和无类似项目的CSIs,对前者通过模糊聚类FC方法预测造价,对后者则充分利用专家经验,通过模糊推理系统FIS方法预测CSIs造价和显著性因子csf数据,不仅能够简化计算工作量和程序,而且可提高预测准确性.     

地铁盾构掘进进度三维非线性控制方法研究

研究目的:地铁区间盾构掘进过程中,工程水文地质条件复杂且需穿过各种建筑物群,施工环境复杂,实际作业管理难度大。为优化控制盾构掘进进度,本文以福州地铁2号线过闽江区间盾构掘进进度控制为例,综合运用BP神经网络、灰色预测理论、动态优化预警控制方法、BIM虚拟优化方法以及OA远程辅助办公系统,以实现对地铁区间盾构掘进进度的三维非线性控制。研究结论:(1)运用BP神经网络、灰色预测理论进行盾构进度目标估算,提高了盾构机进度目标非线性估算的准确性和可靠性;(2)通过综合运用BIM、PDCA、预警等动态优化管理方法,循环控制盾构施工的掘进过程,实现进度信息的直观可视化、施工进度的动态优化;(3)以实际工程盾构掘进进度控制为例,建立BIM、OA办公自动化等信息集成系统,实现对区间盾构进度的实时、远程、三维动态优化控制;(4)本文研究可为类似工程的进度管理提供参考。     

基于结构优化BP神经网络的铁路“走出去”目标国宏观风险评估模型研究

本文综合考虑典型的BP神经网络模型优缺点,对典型3层前馈型BP神经网络模型进行结构优化,提出随机重连BP神经网络模型。综合各项因素研究,提出铁路"走出去"目标国铁路项目投资建设风险评估指标体系。运用"一带一路"32个沿线国家数据,通过建立随机重连BP神经网络模型,对模型进行训练和预测验证,其精度达到目标要求,验证了此模型可用于海外铁路项目投资建设的风险评估。     

基于GA-BPNN的铁路站房结构工程投资估测研究

研究目的:近年来,随着我国客运专线、城际铁路的迅速发展,一大批现代化的铁路客站也已建成或者在建中。为更好适应今后铁路客站发展趋势及客站建设工作需要,进一步加强铁路客站工程投资控制方面的研究,对新建铁路客站站房工程投资的估测进行研究是十分有必要的。研究结论:本文通过对铁路客站站房结构工程投资的影响因素及估测模型进行研究,得到以下结论:(1)基于收集到的大量铁路客站站房结构及工程投资基础数据,分析得到铁路客站站房结构工程投资的主要影响因素为站房面积、基底面积、站房建筑高度、抗震设防烈度、楼盖柱的结构高度、楼盖结构投影面积,并将其作为输入向量建立了BP神经网络估测模型;(2)应用GA遗传算法对BP神经网络模型的初始权值阈值进行了优化,通过估测结果对比,估测模型的精度及泛化能力都得到了显著提高;(3)通过工程实例对模型进行验证,估测模型得到的结果同概算值相对误差为1.19%,符合工程项目前期估算的精度要求,进一步验证了铁路客站站房结构工程投资估测模型的工程实用性;(4)本文研究内容可为相关研究领域提供一定的借鉴,同时对铁路客站站房结构工程投资控制研究具有一定的参考意义。     

道路工程SOM-RBF神经网络估价模型研究

研究从道路工程全生命周期造价的角度,运用自适应(SOM)和径向基(RBF)神经网络的模型与全生命显著性造价(WLCS)结合的预测模型对已完工程造价信息进行数据挖掘,估算工程造价。建立WLCS模型并分析计算。运用自组织SOM网络对WLCS模型分析结果进行特征抽取,验证其对类似工程的确定。在此基础上,运用基于自组织RBF网络对投资估算进行预测。结果表明,WLCS应用可以减少造价估算的工作量,SOM网络可以对道路工程的显著性成本项目(CSIs)造价数据进行特征提取,WLCS的SOM-RBF网络模型减少了估价计算量,并提高了估价精度。本研究成果适用于道路工程造价管理研究和应用领域。     

BP神经网络在铁路建设风险评估中的应用

研究目的:中国铁路建设项目是实施"一带一路"战略的重要组成部分,而海外铁路修建的风险评估是项目的首要环节。本文首先综合各项风险因素,主要分析铁路建设项目沿途的亚洲及欧洲部分国家,建立了铁路建设项目风险评价体系;其次,针对亚欧两个大洲政治经济文化上的差异,使用了不同的训练算法建立了两个独立的BP神经网络模型。研究结论:(1)本文针对亚洲和欧洲不同的情况,利用不同的函数建立了BP神经网络模型来进行风险评价;(2)通过所创建的神经网络模型,在铁路建设目标国宏观风险评价中,只需专家给出目标国各个风险的评分,就可以得出目标国的总体建设风险评分,无需再进行繁琐的人工总体评分;(3)本研究结果可用于高速铁路建设风险评估。     

高铁盈亏平衡分析法的探究与思考

随着我国高铁建设的重心由满足需求、拉动需求向补齐局部地区短板转变,高铁建设的投资关系也由铁路主导向地方政府主导转变。有必要探索适用于项目评价、运营指导的高铁盈亏分析方法,让项目建设单位、运营单位和地方政府能够了解高铁的运营效益和影响因素,以便采取有针对性的运营策略和政策支持。分析不同角度开展高铁经济效益的方法存在的不足,提出通过测算出的盈亏平衡点,建立高铁运营盈亏和列车开行方案之间的关系,指导高铁运营企业科学优化列车开行方案,以达到效益最大化的高铁盈亏平衡分析法。高铁盈亏平衡分析法在成本估算时,主要归集固定成本(折旧成本、利息费用、维管成本)和变动成本(人工成本、电力成本、车辆运用成本);在收入估算时主要考虑列车运行交路、上座率和票价率等。在综合考虑上述因素的情况下,提出高铁运营成本、运营收入和高铁运营盈亏估算的模型。并结合实际统计数据,运用模型进行测算,从列车的开行方案、客流培育、资金结构等方面提出建议。旨在从实务角度归集影响高铁盈亏因素,探索构建一种科学论证、导向效益、指导经营、辅助决策的方法,以提升高铁投资和经营效益。     

桥梁工程运维成本三维非线性智能控制研究

研究目的:本文以张家庄大桥为例,进行关于桥梁工程运维成本三维非线性智能控制实证研究,将三维非线性智能控制技术运用到实际工程中,以提高运维管理的及时性和高效性,有效控制桥梁运维成本。研究结论:(1)本文在收集已完类似工程安全数据资料基础上,采用粒子群优化算法、BP神经网络等人工智能方法建立张家庄大桥运营维护成本预测模型,该模型可以通过输入目标工程的特征值,较准确预测出目标工程的运营维护成本;(2)运用PDCA、EVM、BIM等管理理论与方法加强桥梁运维全过程可视化控制,通过实际数据验证了运维成本管理的效果,降低了运维成本;(3)本文三维非线性智能控制模型可为桥梁工程运维成本控制提供借鉴和参考。     

桥上无砟轨道结构形式对无缝道岔的影响分析

介绍桥上无缝道岔轨下基础“门”形筋混凝土道床、带限凸台道床板、底座纵连式道岔板5种无砟轨道结构。建立桥上3种无砟轨道结构的无缝道岔模型,提出计算参数,分析3种无砟轨道结构对桥上无缝道岔受力和变形影响,并进行计算。计算结果表明,桥上底座纵连式无砟轨道结构无缝道岔与桥梁的纵向相互作用力较小,是一种受力较为合理的结构形式。     

基于贝叶斯网络的驼峰超速连挂事故分析

针对驼峰超速连挂事故进行分析。分析对事故有重要影响的线路、调速设备和车辆等因素,考虑到贝叶斯网络能较好解决不确定性问题以及可以双向推理的特点,建立驼峰超速连挂事故树,并将其转化成贝叶斯网络,计算顶上事件的发生概率以及基本事件的后验概率。结果表明,超速连挂事故的主要影响因素为线路纵断面、调速设备制动能力以及新型重载车辆三方面。进一步考虑新型重载车辆的共因失效问题,建立贝叶斯共因失效混合网络,计算并分析新型重载车辆对超速连挂事故的影响程度以及对既有驼峰的适应性。     

基于轮廓特征拐点的遮挡车辆分离方法研究

遮挡是智能交通系统中车辆检测、跟踪和识别时较难解决的问题之一.本文主要针对智能交通系统中车辆之间的遮挡,以车辆常用的矩形模板为先验知识,首先对存在车辆遮挡的连通区域提取边缘轮廓,然后获取轮廓上的4类特征拐点,最后采用本文提出的基于轮廓特征拐点的车辆分离算法,将相互遮挡的车辆分离开来,便于后续对车辆的跟踪、匹配等处理.实验结果表明,本文提出的算法具有有效性、可行性和良好的应用前景.     

我国铁路客车空调研究领域急需引入人工神经网络

分析了我国铁路客车空调存在的问题和人工神经网络（ANN）在系统仿真、负荷预测、能量管理、故障诊断、系统辨识控制等方面的优势，综述了ANN在暖通空调（HVAC）中的应用及发展状况，阐述了我国铁路客车空调研究领域引入ANN的必要性和紧迫性。     

电力机车防寒设计探讨

分析我国高寒地区机车的运用状况,指出电力机车在低温环境下所面临的问题,并从机车的低温试验、关键部件、相关材料以及防寒加热等方面,提出电力机车防寒设计的技术措施。     

日本上越新干线列车脱轨事故探究

日本新县中越地区于2004年10月23日发生里氏6.8级浅层直下型地震,地震引起线路剧烈横向晃动和上下起伏震动,导致列车脱轨。在新干线沿线加大地震早期检测预报系统布设密度,研究新的地震波检测方法以及地震预报技术和装置。研究和试验L型防脱轨护轮轨,并对鱼尾板进行加厚改造。在转向架上安装振动加速度检测仪,提高制动反应速度。在转向架轴箱下面安装反L型车辆导向装置,车辆脱轨后,导向装置会钩住钢轨,防止车辆过远偏离轨道溜逸。用厚钢板包覆桥墩、向桥裂缝灌注树脂和用碳纤维布等方法对桥梁进行加固。通过对列车脱轨事故分析和采取的对策,为我国铁路建设提供参考和借鉴。     

隧道地质超前预报方法的探讨和研究

研究目的:通过隧道地质超前预报,掌握掌子面前方地质信息,为施工单位优化施工方案、安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期等提供依据,为预防隧道塌方、突水、突泥、突气等可能形成的灾害性等事故及时提供信息,具有重大的社会效益和经济效益。研究方法:本文以作者在八盘岭隧道和长梁山隧道地质超前预报的亲身经历为背景,着重介绍了隧道地质超前预报在我国铁路、公路、城市轨道交通等工程的长大隧道施工中的重要作用和研究的重大意义。研究结果:本文系统地分析和归纳总结了隧道地质超前预报的前期准备工作、地质超前预报目的及内容、预报的各种方法、预报成果的输出形式和方式、预报时间安排和过程、探讨和研究的结论等,侧重介绍了地质超前预报的各种方法。研究结论:地质超前预报是隧道施工的一个重要环节,应纳入施工工序,可以指导施工,为隧道施工提供科学依据。     

基于GIS的铁路信息化建设的探讨

介绍了地理信息系统的概念及特点，分析了数字化铁路和理念，阐述了地理信息系统与铁路信息化的关系，最后介绍了地理信息系统在铁路设施及资产的管理，物流与客流的监控，客货运营销以及运输安全与救援决策等方面的应用。     

基于多家乡技术的列车移动网络研究

针对在移动列车等公共交通工具上为乘客提供高速无缝的互联网接入服务的问题,本文对列车移动网络的自身特征以及所处无线网络环境进行分析,并建立一种基于多家乡技术的列车移动网络系统.构建具有多种无线外部接口和有线/无线内部接口的移动路由器,通过策略配置和网络状态实时监测,实现在多个不同类型的外部无线接口上进行流量分配和负载均衡的机制.提出一种基于自主选举方式的最佳移动路由器推举方法,通过分布式的协议消息交互推举出最佳移动路由器,保证了多个移动路由器的有效协同工作.仿真试验表明,本文提出的方案能够有效提高列车移动网络的总体可用带宽,降低列车运行所引起的数据传输速率抖动,增强网络连接的稳定性和可靠性.     

列车曲线上制动时的安全性分析

为分析列车在曲线轨道上制动时车钩偏角对车辆运行安全性的影响,建立了前后两节车辆之间的连挂关系,导出车钩偏角随轨道曲线半径、车辆长度和车钩长度的关系,通过求解3节车辆的中间车辆车体的通用载荷方程,导出车辆前后心盘所受的横向载荷.运用多体动力学方法,建立3节车辆的动力学模型,分析前中后不同车辆长度下中间车辆的运行安全性.分析结果显示:列车在曲线轨道上制动时,轨道曲线半径与不同长度的车辆连挂方式对心盘处的横向力影响较大;重车条件下,车辆的连挂方式主要影响车辆对轨道的作用力;空车条件下,车辆的连挂方式会影响车辆的运行安全性.