高速铁路轨道工程信息化和智能化技术研究

研究目的:高速铁路智能化技术是行业发展方向,本文结合大数据、云计算、物联网、建筑信息模型等技术,针对轨道工程设计、制造、施工和运维的信息化、智能化技术开展研究,为实现高速铁路轨道工程全生命周期智能化提出实施路线.研究结论:(1)结合高速铁路轨道工程特点,提出了轨道数字化和动态协同设计、信息化和智能化建造、智能运维的实现...     

基于互补滤波的轨道不平顺动态测量方法

现有高速铁路轨道动态检测主要采用基于加速度计和测距传感器数据的惯性基准法,由于加速度计具有信噪比低、积分漂移大等特点,限制了其在轨道长波不平顺和低速下的测量精度,因此提出基于互补滤波的轨道不平顺动态测量方法.首先,优化系统硬件结构,在转向架前后安装测距传感器;其次,采用轨面上"两点弦"测量模型,推导基于光纤陀螺仪数据的...     

多源数据融合的列车-轨道状态检测技术

轨道状态的快速检测技术是保障轨道交通运维安全的重要基础。传统的检测方法主要依赖高精密、高成本的测量设备,这些测量设备测量数据质量高但体量小。随着大数据技术的快速发展,通过易获取、质量低但体量大的多源数据融合技术以及 5G 通信与云服务技术,以多车厢加速度、轮轨噪声数据为基础,实现多源数据融合的列车-轨道状态检测技术。实践表明,多源数据融合的列车-轨道状态检测技术是实现轨道设备质量状态智能辨识和预测的有效途径。     

基于实测数据的曲线轨道处钢轨横截面载荷研究

铁路具有运量大、运输密度高、车辆轴重大等特点,其对轨道结构的冲击作用力相当大,容易导致钢轨磨损以及轨道部件破损,降低行车安全性。曲线轨道作为线路的重要组成部分,具有转向角和外轨超高的特点,因此列车通过时,轨道的受力状况会发生变化,导致车辆晃动、轨道磨耗加剧。为研究小半径曲线处钢轨的受力状况(包括垂向力和横向水平力),奥地利联邦铁路公司下属基础设施股份公司(?BB-Infrastruktur AG)开展了一项课题研究。研究目的是基于实测数据创建小半径曲线上钢轨横截面的垂向力和横向水平力载荷谱,并基于所创建的载荷谱估算小半径曲线中钢轨的寿命。     

基于车载激光雷达技术的高速铁路无砟轨道设施调查方法

我国高速铁路网日益完善,规模越来越大,铁路管理部门对高速铁路设施提出了信息化和精细化管理的要求,需要对既有运行线路道床的轨道板、底座板、扣件等轨道设施进行调查,建立轨道设施信息管理系统。由于运营线路的维修天窗时间短,传统的人工调查方法不适合大范围轨道设施普查,因此提出了基于车载激光雷达成像技术的轨道设施调查方法。该方法利用车载激光雷达系统快速采集轨道现场的三维点云数据,通过专用数据处理软件从三维点云中提取轨道设施信息。实践证明,该方法每1 h可以调查5 km的轨道设施,是传统人工调查效率的20倍以上,几何测量精度达到毫米级,大幅提高了既有线高速铁路轨道基础数据的采集效率。     

高速铁路无砟轨道线路动静态检测数据均值差异性研究

均值管理是评价线路平顺性状态的重要指标。高速铁路无砟轨道高平顺性、高稳定性的特点决定了均值管理具有更为重要的意义。通过对比分析杭长、宁安客运专线和合福高速铁路的轨道几何动静态检测数据,发现在线路状态较好的情况下,无砟轨道动静态检测数据均值差异很小,尤其是轨向、轨距不平顺。轨道平顺性状态、结构形式及初始状态是影响无砟轨道动静态差异的重要因素。因此在建设阶段应注重无砟轨道精调质量的提升;在运营阶段应结合不同轨道型式自身的结构特点对无砟轨道进行动静态管理。     

哈大客运专线无砟轨道结构选型研究

哈大客运专线沈哈段位于东北严寒地区，铺设无砟轨道面临冬期漫长、极端最低气温低、年温差大，季节性冻害和雪害等不利条件，结合沿线的气候环境特点和工程特征，分析了国内外应用较为成熟的几种无砟轨道的技术特点和适应性，提出了无砟轨道的选型建议以及应用中需要研究解决的关键技术问题。     

基于网格的铁路轨道状态大数据可视化模型

为全面直观地把握轨道健康状态,基于网格化管理思想,提出一种基于网格的铁路轨道状态大数据可视化模型。将铁路线路划分为连续的等长的轨道网格,采用多维尺度分析算法和混合层次K均值聚类算法,对轨道网格健康状态分布进行可视化展现,直观反映各轨道网格健康状态特征的相似性或差异性。选取兰新线1 447个轨道网格的状态数据,验证了模型的有效性。     

严寒地区高速铁路路基地段无砟轨道设计

严寒地区铺设无砟轨道面临极端气温低、年温差大、季节性冻害和雪害等不利条件。本文结合环境气候特点和工程特征,通过轨道结构选型研究、无砟轨道试验段铺设试验、轨道结构优化设计,提出了适应严寒地区路基地段无砟轨道的结构形式、设计方案及关键材料的技术指标。     

大跨度预应力结构地段的轨道设计与施工技术要求

国内尚无大跨度斜拉桥铺设无碴轨道工程先例。重点针对清河大跨度斜拉桥预拱度大且徐变时间长、无碴轨道施工后轨道状态调整有限的特点,在轨道铺轨高程设计、轨道竣工验收标准、施工工法等方面进行探索研究,并提出切实可行的轨道设计及施工方法,为城市轨道交通类似工程的设计和施工提供借鉴参考。     

轨道车辆铝合金车体数字化车间关键技术研究

通过对轨道车辆铝合金车体的制造现状深入调研,以标准化生产线和节拍化的生产工位为研究对象,按照数字化、柔性化的生产理念,提出符合轨道车辆制造特点和铝合金车体生产业务流程的数字化车间总体架构,并分别对车间的数字化产品设计协同平台、数字化制造运营管理平台、数字化柔性生产线和大数据平台等关键技术进行阐述。集成了研发、制造和管理协同的数字化车间可以提高生产效率,降低运营成本、缩减产品研制周期,为铝合金车体车间甚至轨道车辆装备制造企业进一步推动智能制造提供借鉴。     

无砟轨道GRP基准点平面自动采集软件设计与应用

介绍无砟轨道GRP基准点平面自动采集软件的数据采集、平面外业测量方法和测量注意事项。根据GRP平面测量方法及精度要求,结合智能型全站仪的特点,设计无砟轨道GRP基准点平面数据自动采集软件,实现外业数据自动采集、自动记录,设置数据采集限差和依据相关参数精度指标对数据进行自动检核。沪宁城际铁路施工采用无砟轨道GRP基准点平面自动采集软件测量出的GRP平面数据精度高,满足施工要求,可为同类工程提供借鉴。     

大单元双块式无砟轨道温度特性分析

为了解决兰新线大温差环境下轨道结构的受力问题,本文研究了吐鲁番试验段大单元双块式无砟轨道温度特性,建立了相关力学模型,并根据该试验段上19.5 m大单元双块式无砟轨道观测数据,计算了支撑层与基床表层开裂情况下道床板和支撑层的伸缩区、固定区与板端伸缩量,计算了正负温度梯度对单元道床板板端的影响和整体降温时混凝土裂缝的发展规律.研究结果表明,大单元双块式无砟轨道上假缝的设置可有效地引导裂缝发展,降低道床板内的温度应力.因此,在大温差地区采用该种结构既可以保证轨道结构的稳定性,又可以降低温度荷载对轨道结构的影响.     

大跨钢桥上合成树脂轨枕轨道受力特性及参数研究

与传统有砟轨道或无砟轨道相比,在大跨钢桥上铺设合成树脂轨枕轨道可大幅度减轻桥梁二期恒载,降低桥梁造价。根据大跨钢桥上合成树脂轨枕轨道的结构特点,建立有限元分析模型,对比分析合成树脂轨枕轨道和有砟轨道的受力特性,对树脂轨枕截面尺寸进行了研究。分析表明:在列车荷载作用下,合成树脂轨枕轨道中钢轨和轨枕的下沉较有砟轨道小,轨距变化量较大,但符合行车要求;树脂轨枕宽度、厚度和支承宽对轨道位移和轨距变化量影响较大,需考虑行车安全和经济性,结合桥梁结构设计方案综合确定。     

严寒地区客运专线CRTSⅠ型轨道板预制质量控制

哈大客运专线全线采用CRTSⅠ型板式无砟轨道混凝土板,轨道板预制质量对于轨道的平顺性和安全性有重要作用。文章介绍了CRTSⅠ型轨道板板厂的规划和建设,分析了严寒地区轨道板生产工艺的特点和流程,介绍了轨道板生产所需原材料和结构配件的检验方法,及轨道板预制过程中质量控制措施,经检验全线16个预制轨道板厂生产的352 246块轨道板,未发生质量事故。     

基于BIM技术的铁路轨道正向设计系统研究

为解决铁路工程专业间协同设计难度大、专业内构件关系复杂多样、信息模型难以跨阶段应用等诸多问题，阐述了BIM技术在轨道工程领域取得的研究成果，通过构建专业接口实现模型、线路计算模型、轨道结构参照关系模型，将轨道结构设计流程进行数字化表达，依托Bentley平台OpenRail Designer基础软件，研发了“以模型为载体、以数据来驱动”的铁路轨道正向设计系统，系统包含项目设置、数据管理、接口设计、轨道设计、轨道建模、模型应用和拓展应用等七大模块。研究结果表明：该系统实现了上下序专业间的模型级协同设计及轨道结构的参数化建模，软件使用流程契合轨道设计工作流程，轨道信息模型为设计、施工、运维等项目阶段的应用提供信息载体，大幅提高了轨道设计的质量和效率。     

基于小波变换的轨道检测数据滤波方法

为了尽量减小轨道检测数据中夹杂的粗大噪声干扰对轨道检测结果的影响,利用小波算法对轨道检测数据滤波处理是一种可行方法。分析了dbl,db2,db3和db4小波基对轨道检测数据中高频突变脉冲信号的敏感性,选用较为敏感的db1小波基对轨道检测数据进行小波分解。通过3σ准则识别出粗大误差点并加以剔除,对轨道检测数据的高频和低频部分进行小波重构,从而达到较好的轨道检测数据去噪滤波效果。分别采用均方误差值、信噪比和平滑度指标对几种小波的去噪滤波效果进行了分析比较,进一步验证了db1小波能在轨道检测数据的处理中达到较好的去噪滤波效果。实例表明,论文提出的方法对能够敏感地识别轨道检测数据中的噪声信号,有效地剔除检测数据中的粗大误差,达到较为理想的轨道检测数据滤波效果。     

自动测量机器人在轨道板精调中的应用研究

轨道板精调是高速铁路无砟轨道施工中的重要一环,其精调质量直接影响线路的平顺性。介绍自动测量机器人的特点,分析其测量精度,阐述其在轨道板精调中的应用。结合Geo COM接口技术,在VS2008开发平台上采用C++面向对象程序设计,实现计算机和仪器的数据通信,现场指导轨道板精调,自动处理并存储相关精调数据。自动测量机器人在轨道板精调中具有效率高、实时、准确、速度快及实用性强等特点,实现轨道板精调的自动化和智能化,具有广阔的应用前景。     

朔黄铁路轨道质量分级管理标准研究

基于朔黄重载铁路不同区段的线路地域条件、捣固维修实际情况、轨道质量等因素,将线路分为Ⅰ级、Ⅱ级两个等级区段进行管理.基于国内外轨道质量分级标准的制定方法,分析了轨道质量发展各阶段的特点,提出了重载铁路质量评价标准分级方法,将两个等级区段线路的轨道质量评价指标分为捣固验收值、优先值和超限值三个管理值.结合轨道检测实测数据...     

重载铁路轨道高低不平顺预测研究

轨道不平顺严重威胁铁路行车安全和设备的使用寿命。研究轨道高低不平顺的变化特点和劣化规律对重载铁路轨道维修管理有重要指导作用。基于灰色区间预测建模理论,研究重载铁路轨道高低不平顺变化特点和劣化规律,预测轨道高低不平顺未来的发展情况。为验证预测模型的有效性,采用神朔铁路上行10个高低超限病害高发单元区段的共17个月的历史轨道高低不平顺检测数据进行验证。结果表明:该模型拟合和预测效果良好,对神朔铁路轨道的养护维修管理有着重要意义。