神朔铁路钢轨折断风险评估模型研究

钢轨折断是一类严重的线路故障,研究钢轨折断风险评估对保障线路安全具有重要作用。基于模糊推理方法构建钢轨折断风险评估模型,该模型利用设备台账数据、钢轨状态检测数据和维修数据等相关的生产数据,识别钢轨折断致灾因子,量化评定致灾因子状态,建立模糊推理规则库,利用Mamdani模糊推理算法计算钢轨折断风险事件发生的可能性。最后采用神朔铁路神木北至黄羊城区间2013~2015年共3年的实际生产数据对模型的有效性进行验证,结果表明:所建模型可以较好地评估神朔铁路钢轨折断风险事件发生的可能性,对钢轨折断风险管理具有重要指导意义。     

铁路曲线地段钢轨生存寿命评估与分析

钢轨作为轨道结构的重要组成部分之一,直接承受由车轮传来的全部荷载,钢轨伤损会严重影响列车的行车安全.山区铁路所处环境复杂,小半径曲线多,钢轨伤损出现频率高.针对影响山区铁路钢轨寿命的风险因素,采用非均匀网格划分线路,使每段网格内风险因素保持一致;依据钢轨历史状态信息建立生存分析模型,量化各风险因素对钢轨寿命的影响;最后绘制钢轨生存寿命曲线,并将生存分析评估寿命与2019版《普速铁路线路修理规则》制定的曲线钢轨大修阈值作对比分析.用成昆、成渝、宝成3条线路近10年钢轨伤损数据进行模型验证,得出以下结论:曲线半径每增加10 m,钢轨寿命增加0.5％;曲线段外轨的寿命是内轨的75.8％;非均匀区段长每增加10 m,该区段的生存寿命减少1％.     

基于LMDP的铁路钢轨网格化维修规划编制模型

铁路钢轨设备维修规划的优化编制,能够辅助合理分配维修资源与控制维修成本。构建了一种新的铁路钢轨维修规划编制模型。按照某一长度分割铁路线路,得到多个连续等长的小钢轨区段,这些小钢轨区段称为钢轨网格。以钢轨网格为研究对象,采用Markov随机过程理论,个性化地描述了钢轨网格状态劣化规律,利用隐形马尔科夫决策过程方法,建立了基于状态的维修策略模型,以一个规划周期内的期望总成本最小为优化目标,确定规划周期内的最优检查策略、维修策略,并采用陇海线的实际数据,对提出模型的有效性进行了验证,计算结果表明提出的模型优于既有的基于阈值的管理方法。     

软土地区铁路路基风险评估与管理研究

研究目的:在铁路工程项目的建设中,存在着各种潜在的不安全因素,即风险因素,而软土地区尤其如此。铁路工程项目建设的成功与否,主要取决于对该工程项目建设全过程中所涉及的各种风险的识别、评价以及能否根据评价结果采取正确的处理措施,即对工程项目进行风险管理。研究结论:提出识别软土地区铁路路基可能发生的各种风险事件以及催生各风险事件发生的相关风险因素的技术路线;运用专家评分与层次分析(AHP)方法对软土地区铁路路基风险因素进行量化评估;同时利用理正软件,对竖向排水固结地基和粒料桩、加固土桩复合地基的软土地区铁路路基风险因素进行敏感性分析,找出设计阶段对铁路路基工后沉降和稳定性影响较大的因素,最后针对软土地区铁路路基提出风险预防与管理的步骤与方法。     

YOLOv5超声波图像识别技术在高原高寒钢轨探伤中的应用

高原高寒地区环境复杂、昼夜温差大，对铁路建设与运营产生不良影响，容易发生由于钢轨内部伤损引起的断裂事故。研究基于YOLOv5的超声波图像识别技术在青藏铁路钢轨探伤检测中的应用，特别是针对轨头核伤、轨面鱼鳞伤等常见伤损类型进行检测。通过智能钢轨探伤仪采集高寒地段钢轨数据，以YOLOv5方法对数据集进行整理、处理和模型训练，精准识别和定位轨头核伤、轨面鱼鳞伤等损伤。研究表明，基于YOLOv5的模型在识别和定位各类钢轨损伤方面具有很高的准确性和实时性，可以同时进行目标检测和类别分类，并能在保持较高准确度的同时实现快速检测。提供一种新的、更有效的钢轨探伤检测数据分析方法，有助于提高铁路安全和运营效率。     

基于双谱的重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统

针对重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统采集的声发射信号有较强背景噪声的现状,给出了一种基于双谱的声发射信号表征及特征提取方法,利用双谱能有效抑制高斯噪声的特性成功实现背景噪声抑制。试验数据、现场数据都验证了双谱能实现道岔区背景噪声的抑制。重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统在大秦重载铁路迁安北站18~#道岔试用期间成功捕捉到轨顶掉块伴生的声发射信号。     

基于风险矩阵方法的铁路线路风险评估研究

应用风险分析及控制的方法,通过识别我国铁路线路已有和潜在的危害事件,以"次/年"为频率量化指标、人员伤亡和直接经济损失为后果量化指标,建立适用于我国铁路线路系统的风险矩阵,据此开展系统风险评估,对风险程度较高的危害事件提出合理的控制措施,为我国铁路线路的安全管理提供指导依据。     

风险量化模型在铁路安全风险预警中的应用

结合铁路安全风险特点和安全信息特征,提出两种风险量化评价模型,即基于改进风险矩阵的风险量化预警模型和基于铁路风险事件“损失值”的风险量化预警模型。两种模型运用于铁路安全风险预警信息系统,在实现铁路安全风险动态评价和风险预警功能方面,取得了良好的应用效果,为提高铁路安全风险预控能力提供了有效的技术手段。     

基于模糊贝叶斯网络的铁路时间同步网可靠性分析

铁路时间同步网是结构复杂、覆盖面广阔、关键设备冗余的可修安全苛求系统,其中普遍存在共因失效现象。为了量化铁路时间同步网安全风险并识别薄弱环节,本文基于模糊集理论,利用模糊语义及模糊排序法量化基本事件的条件概率,然后使用贝叶斯网络构建铁路时间同步网可靠性模型并进行了可靠性评估。通过计算系统故障条件下各个单元的不可用度,更能实际的识别系统薄弱环节。铁路时间同步网的实例分析表明,模糊贝叶斯网络对于分析铁路时间同步网可靠性是切实可行的,不考虑共因失效会导致可靠性分析结果偏于乐观,计算得出的铁路时间同步网可靠性客观反映了铁路时间同步网目前的安全状况。重要度分析结果表明,光纤及一级同步网设备失效是引起铁路时间同步网的关键事件,因此加强对其维护检查能够有效降低事故的发生概率。     

基于故障树的铁路隧道衬砌脱空原因分析及应对措施

为了解决铁路隧道衬砌脱空带来的安全、质量等问题,基于工程实例,采用故障树分析法,建立施工期铁路隧道衬砌结构的故障树风险分析模型。该模型以铁路隧道衬砌脱空为顶事件,从开挖初支问题、防水板问题、混凝土工程问题三个方面逐层展开,得到16个基本事件,根据各基本事件间的逻辑关系进行故障树计算,采用定性分析方法得出各基本事件对顶事件的相对影响程度。结果表明,施工过程管理是影响隧道衬砌质量的主要因素,混凝土工程中的模板作业、混凝土作业以及养护作业是影响隧道衬砌质量的重要因素。从施工管理、控制混凝土工程质量、控制防水系统质量、控制隧道开挖与初期支护质量4个角度提出了相应的处理方法及预防措施,实际应用中效果良好。     

基于3D移动测量系统点云数据的钢轨信息自动提取方法

为实现铁路基础设施智能化管理运维,利用3D移动测量系统高效获取高精度点云数据,并对点云数据进行智能化处理。钢轨作为铁路基础设施中最基本的单元,是几何参数计算的基础,对其信息进行自动提取具有重要意义。因此,提出了一种基于3D移动测量系统点云数据的钢轨信息自动提取方法。首先利用点云数据中的角度信息快速实现道床区域的分割,有效减小计算量;然后利用精细栅格划分和动态阈值实现地面点与非地面点的分离;最后利用DBSCAN聚类算法与RANSAC算法完成钢轨点云数据的最终提取。为验证该算法的有效性,以国铁场景钢轨点云数据和隧道场景钢轨点云数据为试验对象,验证结果显示国铁场景和隧道场景的钢轨点云提取准确度分别为96.32%和97.54%,完整度分别为92.14%和94.87%,准确度和完整度均高于90%。试验结果表明:该方法具有操作简单,提取结果准确的优点。     

重载电气化铁道钢轨电位的测试与分析

电气化铁道重载区段因机车功率高,牵引回流大,使得钢轨电位过高现象非常明显。钢轨电位升高对人员生命安全、沿线设备、轨道信号电路、钢轨与枕木之间的绝缘等产生一系列不良影响。本文以大秦重载铁路实时同步测试数据为依据,详细分析重载铁路钢轨电位的形成机理、分布特性及影响因素。计算钢轨电位的衰减常数及半衰长度。通过AT网络短回路模型,推导出钢轨电位数学模型。基于MATLAB/Simulink仿真工具提供的通用模块,建立重载铁路牵引供电系统仿真模型,并对钢轨电位影响因素进行仿真研究。     

高速铁路供电系统安全性评估研究

研究目的:供电系统是高速铁路系统的重要组成部分,其安全可靠运行与铁路系统安全性密切相关。安全性评估是现代安全管理的重要一环。而我国在高铁供电系统安全性评估方面还只在定性阶段,缺乏定量评估指标和相应分析方法。本文在探讨系统安全性评估的方法、步骤的基础上将EN50126标准与铁路供电系统安全性评估相结合,分析提出了能反映系统各类风险发生概率和风险等级的定量安全性评估指标和安全性评估方法,为提高高铁供电系统的安全性管理水平提供参考。研究结论:基于事件树分析法(ETA)和改进的概率风险评估方法(LEC)相结合的安全性评估方法,对铁路供电段典型算例进行安全性定量评估分析,分别得到了各类供电设备的危险度指标和由其引发的系统安全风险等级,以及应采取的风险控制对策。说明本文提出的安全性量化指标和评估方法的有效性。     

几内亚矿山铁路不可预见费蒙特卡洛分析方法

当前,国内铁路工程项目可行性研究阶段,不可预见费传统的计算方式对不同铁路项目的风险环境和特点反映不足,这一点在海外铁路项目中尤为突出,随着海外工程市场的拓展,如何有效地确定不可预见费成为当前急需解决的一个问题。本文以几内亚矿山铁路为例,利用蒙特卡洛方法在概率统计上的优越性,利用头脑风暴法识别出项目存在的风险因素;通过设置评价指标和量纲,对风险因素进行量化、评估得到风险注册表,通过风险矩阵筛选得出关键风险因素;通过专家评估,利用三点估计法量化风险因素对工期与造价的影响,最终得出包含不确定性因素后的几内亚矿山铁路不可预见费及工期。     

轨温预测模型的开发

防止胀轨对铁路行业实现安全运行的目的是非常重要的。当夏季发生胀轨风险较大时。铁路普遍采取的措施是发出限速命令。造成胀轨的因素很多,但其中最关键的是钢轨瞬时温度和无应力（中性）轨温。遗憾的是,测量这两种温度中的任何一种都不是件容易的事。决定是否发出限速命令往往是基于假定的环境温度极限。美国联邦铁路管理局研发办公室启动了一个根据实际气象预报数据预测钢轨温度模型的开发项目。 轨温预测模型是利用钢轨在阳光照射下热传导的原理。为开发这样一个模型,特别建立了一个钢轨气象站,由一台便携式气象站和两条钢轨上分别安装了温度传感器的一小段轨道组成。已经证明,当白天出现实际最高轨温30分钟内。该模型可预测最高轨温,误差在几度范围之内。目前该模型在三个可搜集实时天气数据和轨温的地点进行有效性试验。如图1所示。已经开发出了基于互联网的软件应用程序。该应用程序同时也正在Amtrack公司试验。     

秋冬季节钢轨折断的预防和处理

针对南方高寒山区秋冬时节昼夜温差较大,线上钢轨因温度变化差异极易使伤源扩展而发生折断的现状,从防断控制、探伤管理、伤轨处理、防断专项整治等方面提出了防止钢轨折断的预防性控制方案和伤轨的预警性处理措施,增强了安全行车的可靠度。     

中国铁物钢轨探伤系统顺利接入全国铁路工务信息大平台

正近日,中国铁物自主研发的钢轨探伤系统顺利接入中国铁路总公司工务信息大平台,实现全国铁路钢轨探伤作业和管理数据信息的互通共享,并正式成为我国"十三五"规划中建设数字铁路、智慧铁路的重要组成部分。该系统是利用互联网+大数据、云计算等现代信息技术手段,实现对钢轨探伤作业及伤损全过程、全方位管理,通过提供全面、实时、准确的动态数据服务,为钢轨检养修管理、保障线路设备安全提供有力支撑。目前,该系统     

基于贝叶斯网络的铁路“四电”工程质量安全风险研究

为确定影响四电工程质量安全的关键性因素,降低安全风险、提高质量管理效率以及实现工程质量安全管控的精细化、准确化,基于贝叶斯网络模型,研究集通信、信号、电力以及牵引供电四种专业于一体的铁路"四电"工程质量安全风险管控体系。首先,从建设时期、参建单位和质量控制流程3个维度,构建铁路四电工程质量安全三维管理体系;然后,利用贝叶斯网络对实际工程安全质量影响因素进行风险识别和风险评估。结果表明:建设时期、参建单位和质量控制流程3个维度存在着影响铁路四电工程质量安全的57项风险因素,其中关键因素19项。为规避这些风险因素,需要科学安排施工工期、制定工期管理预案,严格把关自购物资采购环节,建立标准隐蔽工程记录体系,规范日常检查流程,强化人员专业素养,合理利用信息化技术,以保障铁路四电工程质量安全风险管控落到实处。     

铁路客货列车分摊线路使用费比例的研究

客货列车均对线路造成损伤,但因运行速度、轴重和运量不同,则对线路损伤的程度不同,所承担线路使用费不同。从工务维修角度出发,以对线路使用费有决定性作用的钢轨抽换成本和轨道状态维修成本作为研究对象,建立客货列车线路使用费分摊比例的工程模型,对我国铁路进行大量现场调研,并用所建立的工程模型对现场调研数据进行处理,得到我国客运货运分摊线路使用费的比例。     

基于故障树分析法的高速铁路钢轨断裂机理分析

依据国际铁路联盟和我国铁路标准中对钢轨伤损的分类,采用静态故障树的分析方法对高速铁路钢轨断裂的类型和原因进行总结和归纳。求出所有最小割集,底事件的重要度排序,据此得出:未及时更换钢轨和检测养护维修不及时为导致断轨的最主要原因;钢轨标记应力集中和轮轨接触应力过大为主要原因;钢轨强度偏低,曲线钢轨未润滑和未调边为重要原因。通过改进现有的钢轨检测、监测手段,提高铁路工人的业务素质,及时对钢轨进行养护维修,预防应力集中和接触应力过大,选取强度适宜的钢轨,对钢轨及时润滑和调边可在一定程度上减少断轨事故的发生。