高速公路全寿命周期建管养运一体化设计需求分析方法研究

以高速公路建管养运一体化关键问题为研究对象,采用模糊统计法及聚类分析法,对其进行分类,并确定其建管养运一体化属性;采用波士顿矩阵构建设计需求等级,进而划分各专业各关键问题需求等级,明确各专业建管养运一体化属性优先级。研究提出技术耐久性、养护便利性、运营安全性和管理高效性等建管养运关键问题一体化4大属性;提出以管养运影响程度及建设难易程度为分析维度的高速公路建管养运一体化设计需求分级方法,将设计需求分为A、B、C、D等4个等级;路基专业设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利及运营安全;路面专业设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利;桥梁专业设计时需重点关注技术耐久,其次为运营安全及养护便利;隧道专业设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利和运营安全;沿线设施设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利。     

基于层次分析及多维度评价法的高速公路建管养运一体化对策决策

在深入调查分析广东省某高速公路所在区域高速公路路面、路基、桥梁、隧道、沿线设施、公路检测及养护平台的技术状况、病害原因等的基础上,从技术耐久性、养护便利性和运营安全性等3个方面提出高速公路建管养运一体化不同专业存在的关键问题;结合该高速公路的建设特点以及各专业建设需求,提出了相应建设对策,构建基于质量耐久、施工控制、养护便捷、寿命费用、生态环保、交通保畅、运营智能、建筑艺术等8个功能要求的建管养运一体化对策库;基于层次分析及多维度评价法,结合项目建设需求及所在区域特点,对提出的对策库进行分析,提出该高速公路建管养运一体化对策措施。     

调距桨轴内油管强度和疲劳寿命分析

对调距桨传动轴内的油管工作状况和受力情况进行分析,对4个关键工况(正车、倒车、稳态1和稳态2)进行较详细的应力和强度计算;根据3S-S-N线图对油管疲劳强度进行可靠性分析;最后,通过油管试样的疲劳试验数据估算油管的S-N曲线,从而进行疲劳寿命预测.文章所采用的方法可为调距桨轴内油管的强度设计和使用寿命计算提供参考.     

基于LSTM的滚动轴承寿命预测

针对滚动轴承剩余使用寿命预测难、一般的神经网络预测精度差的问题,提出了一种基于振动信号时域特征,结合滚动轴承理论寿命值和具有处理时序特征功能的LSTM(Long Short-Term Memory,长短期记忆网络)剩余使用寿命预测方法。首先按照时间顺序提取振动信号的均方根值、峰度、偏斜等15个时域特征作为判断滚动轴承退化的特征值;然后将其输入到LSTM中,将网络输出的轴承退化值设定为[0,1],0表示轴承完好,1为完全退化;最后采用滚动轴承理论寿命计算公式,根据滚动轴承的转速和载荷计算滚动轴承的基本额定寿命,结合其理论寿命和退化值得到定量的剩余寿命。试验结果表明,LSTM与理论寿命结合的滚动轴承寿命预测方法相比于一般的神经网络具有较高的预测精度。     

列车网络控制系统时延特性研究

针对列车网络控制系统在列车运行中产生的时延问题,通过搭建列车网络控制系统时延测试模拟平台,研究列车通信过程中控制系统的时延特性。根据时延特性分析出TCN网络各子系统的时延影响因素。重点研究任务周期与源端口特征周期对网络控制系统时延的影响。利用TCN网络分析仪测出系统时延,结合所得数据归纳出系统时延的变化规律。通过分析任务周期与特征周期的匹配关系对系统时延的影响,获得减少时延抖动的方法,达到减小网络控制系统时延的目的。     

铁路沿线线性无线传感器网络路由协议研究

针对铁路沿线环境监测对象种类繁多、位置分散的特点,设计一种无线传感器网络用于将传感器采集信息传输至监测中心,该无线传感器网络由传感器节点、轨边汇聚节点、机房汇聚节点及中继节点组成,重点研究提出轨边汇聚节点与机房汇聚节点之间线性无线传感器网络路由协议。鉴于铁路沿线传感器节点采集信息的重要程度不同,该路由协议根据信息重要程度对数据包进行优先级排序。综合考虑网络寿命和信息重要程度,以网络生命周期内传输数据包数量最大化为目标,建立数据包转发模型和数据包排队模型。在网络能耗均衡的前提下,采用减少优先级高的数据包的转发次数和减少优先级高的数据包在轨边汇聚节点的排队时延两种方式,减少优先级高的数据包的总传输时延。仿真结果表明,该路由协议可以显著减少高优先级数据包的传输时延,均衡使用网络能量,最大化网络寿命。     

基于LEC评价法的500 m长钢轨焊接系统风险评价研究

高速铁路无缝线路上普遍敷设500 m长钢轨。500 m长钢轨焊接系统具有复杂的工艺流线,在吊运、焊接、输送等各环节均存在诸多安全隐患,易产生重大生产事故。因此,为提高500 m长钢轨焊接系统的可靠性与安全性,针对钢轨焊接系统存在的安全风险,提出一种基于LEC评价法的风险评价方案,并利用本质安全理论和全寿命周期安全管理理论针对性地提出风险应对措施,为500 m长钢轨焊接系统的设计、施工、设备安装、运营维护等提供参考。     

地铁站台门系统设备健康管理研究与应用

综合研究地铁机电设备运行特性,实现从被动故障修和计划修向主动智能状态修的跨越。提出一种地铁机电设备健康管理评价方法,通过失效实验验证机电设备状态量的门槛阈值,利用数学模型对设备状态进行量化,并基于状态量健康指标评判设备状态的优劣。在此基础上,运用MATLAB拟合时间与设备健康指数之间的非线性关系模型,求解并预测设备健康状态及维护时间节点,对科学规划设备检修周期、提前预判设备状态具有重要的理论及实践指导意义。研制设备状态量智能采集装置,通过上位机实时计算验证、预判,并在郑州地铁1号线进行充分验证,达到预期效果。     

高速铁路牵引变压器容量优化

基于既有高速铁路牵引变电所的实测数据对典型负荷曲线进行研究,搭建基于指数方程的变压器温升模型,计算典型负荷曲线下牵引变压器绕组热点温度和寿命损失,并依据计算结果对牵引变压器容量进行优化,为新建高速铁路牵引变压器容量等级选取提供参考。