大跨度高速铁路桥梁健康监测系统研发

为确保高速列车行车舒适性、平稳性和安全性,有必要实时监测高速铁路桥梁在各种激励下的变形与动力响应。然而,相对于公路桥梁,高速铁路桥梁存在天窗时间短、全封闭式运营等特点,因此为高速铁路桥梁建立健康监测必须结合其自身特点,保证长期无人照料下系统自动采集、传输与存储。以南广铁路西江特大桥为工程背景,开发了一套基于云计算的DASP-MTS在线健康监测系统,利用3G无线网络将实时数据上传至云端服务器;同时DASP-MTS采用Brower/Server工作方式,使用过程中无需安装任何软件,解决了远程监控的难题;用户可在任意场所实时掌控系统中的各种监测量。研究成果可为同类型高速铁路桥梁的健康监测系统设计提供参考。     

高速铁路桥梁健康监测数据采集系统设计研究

结合高速铁路桥梁健康监测的特点,从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统;首先,分析各个监测项目中的传感器,以及传感器的选用原则和输出信号的特点,在此基础上进行数据采集系统的硬件设计;然后,比较各种数据采集软件设计平台,提出利用软件进行数据采集的模拟,详细论述各个模拟模块的建立过程;最后利用所述方法为某高速铁路桥梁设计了数据采集子系统,系统的建立为高速铁路桥梁健康监测理论研究提供了方法,为同类型数据采集系统设计提供参考。     

高速铁路大跨度桥梁运营监测系统研究

从高速铁路大跨度桥梁运营养护需求出发,结合大跨度桥梁的结构特点,采用自动化监测与电子化人工巡检相结合的运营监测系统。监测系统包括自动化监测、电子化人工巡检、数据分析处理及数据管理。监测内容包括桥址环境、外部荷载、结构响应、动力特性、特殊设备和结构表观病害。对监测数据采用统计分析、趋势分析、特征值提取、相关分析、回归分析等分析方法,从而掌握大跨度桥梁在运营阶段的力学行为,提供桥梁养护管理决策。监测系统具有实时在线信息查询、统计报表等功能。本文提出的监测系统设计方案已应用于京沪高铁南京大胜关长江大桥和石郑铁路客运专线郑州黄河公铁两用桥的运营监测,减少了人工检测的工作量,为养护管理人员提供了大量的监测数据。     

高速铁路大跨度桥梁基于服役状态的健康监测指标研究

高速铁路基础设施的技术标准体系应涵盖基础设施的全生命周期,包括设计标准、验收标准和运营管理标准。对大跨度桥梁而言,风、温度、徐变、沉降等环境因素对结构性能影响显著,在设计与运营中均需考虑。在设计阶段,各类荷载均取最不利状态,在组合作用下仅要求结构满足强度要求,变形限值则是针对各类荷载单独给定的,未提出结构在实际运营状态多种荷载共同作用下的刚度要求,因此设计标准在结构的运营阶段不能直接采用。对比研究曲率半径、波长幅值以及弦长控制等方法在大跨度桥梁变形控制上的适应性,并以一座上承式拱桥为例提出健康监测指标限值的分析流程,可用于不同桥式和跨度的桥梁运营阶段静态变形控制。     

桥梁健康监测系统中的大数据分析与研究

由于分布在桥梁上的传感器长时间连续地采集数据,传输的数据量非常大,传统的桥梁健康监测系统不能够完全应对海量监测数据,为此,提出了一种基于K线图时间片驱动的滑动窗口数据流处理模型,对传感器网络中的数据流进行快速有效地采集,并且能够减少桥梁监测的数据存储量。基于单一服务器节点的索力统计评估系统,在分析海量数据时存在计算瓶颈,利用集群的分布式并行计算,提出了基于Map/Reduce的索力并行处理模型,实验结果表明,在该模型下处理索力监测历史大数据,可以明显减少专家系统的分析评估时间。     

高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统设计及应用

钢轨伸缩调节器所在地段是线路的薄弱环节。为实时掌握钢轨伸缩调节器的运营状态,结合高速铁路运营需求,设计了高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统。系统以钢轨伸缩调节器区轨道结构为监测对象,利用光纤光栅传感和视觉测量技术,采用B/S模式,实现轨道结构监测的数据可视化、报表生成、评估分析和分级预警。目前,研究成果已在宁安铁路安庆长江大桥、合福高铁铜陵长江大桥中部署应用,为铁路工务部门养护维修提供依据。     

高速铁路灾害监测系统故障诊断方法研究

作为高速铁路安全保障系统之一,高速铁路灾害监测系统（简称：灾害监测系统）的稳定运行是列车在灾害天气和突发异物侵限事件下安全运行的根本保障。针对灾害监测系统故障数据特点,构建了基于失效模式与影响分析（FMEA,Failure Mode and Effects Analysis）的灾害监测系统故障分析表,对该系统的故障表现、故障原因和影响进行分析。在此基础上,提出了基于随机森林算法的灾害监测系统故障诊断方法。通过对比分析可知,该方法优于传统的基于C4.5决策树的故障诊断方法,有助于灾害监测系统故障的快速诊断、定位和处置,减少人工排查设备故障的工作量,为灾害监测系统的运营维护提供技术支持。     

高速铁路无线传输系统有效性分析

分析了京沪高速铁路无线传输系统的有效性指标的分配方法，并根据分析结果对系统的配置进行了改进。按比例分配方法将系统的通信有效性目标分配给具体的设备，为京沪高速铁路无线传输系统的配置提供了一定的参考。     

桥梁健康监测损伤诊断方法研究

本文选用RBF神经网络实现对桥跨结构的损伤评估,并采用基于MATLAB的最小二秉法曲线拟合预测特征参数的发展趋势.通过对实际测试结果分析,表明系统性能良好,能够客观地对桥梁整体结构作出评估.     

大型桥梁健康监测研究进展

回顾桥梁健康监测的发展历程。介绍桥梁健康监测系统的组成、监测内容功能及特点。对信号分析与处理的传统谱分析方法与小波变换、希尔波特黄变换(Hilbert Huang)进行比较。介绍最新的信号时频分析方法希尔波特黄变换的具体算法,及其在结构参数识别、损伤识别、消除实测南京长江大桥应变信号中的对讲机干扰等方面的具体应用。对动力指纹分析法、模型修正与系统识别法、神经网络法、遗传算法5种损伤检测方法的基本原理、特点及发展动态进行概述和总结,指出神经网络技术结合遗传算法是结构损伤检测的发展方向之一。     

基于ZigBee监测高速铁路基础设施监测的无线传感器网络研究与应用

本文根据对高速铁路基础设施状态监测的需求,设计和实现了一种监测高速铁路基础设施的无线传感器网络.采用JN5148 ZigBee模块和GPRS模块沿铁路沿线组建一个链状的无线监测网络完成数据采集、汇聚和远程传输的功能.本文首先阐述了网络节点硬件结构;然后根据节点能量有限的条件,设计了时间同步休眠的ZigBee网络节能策略和基于阈值的传感器采集节能策略,提高设备的生存周期;最后测试了该网络的传输性能,结果表明该无线监测网络可以对传感器信息进行准确采集、数据汇集和远程通信.     

高速铁路桥梁减震技术研究

结合高速铁路桥梁抗震设计的需要,提出支座功能分离的设计理念,利用减震榫的塑性变形能力实现桥梁减震目的,建立了以材料应力、应变性能与抗震设防目标匹配的设计准则,并分析了高速铁路简支箱梁桥采用减震榫后的减震效果.     

高速铁路桥梁制动载荷研究

制动力是桥梁设计中的重要载荷，研究铁路桥轨体系的动力响应，必须确定作用于轨面上的制动力。根据我国现有机车车辆和高速列车的停车制动力计算，与国内外现有的计算方法和结果相比较，说明高速铁路桥梁制动载荷的合理取值及其影响。     

高速铁路监测系统大风预警功能方案研究

介绍了国内外铁路大风预警情况,详细阐述了大风预警试验前期数据准备、试验方法及验证方案,并例举了某客运专线大风预警的试验过程,得出应尽早利用历史数据,实施大风预警的结论。     

高速铁路地震预警监测系统工程设计方案研究

地震是对铁路列车安全运营威胁较大的自然灾害之一,铁路地震预警监测系统是随着我国高速铁路建设逐步发展起来的新系统。对国内外高速铁路地震预警系统进行分析。结合国内建设标准与技术标准,对我国高速铁路的地震预警系统总体架构、设备设置等工程设计原则进行探讨,针对监测终端和触发单元的设置方案进一步展开分析。针对监测业务终端按局布设和按调度台布设两种方案进行优缺点分析。结合工程建设实际情况,针对信号触发监控单元不设置在牵引变电所与通信机房两种方案进行经济与技术分析,提出两种设置方案的优势与不足,提出供工程建设参考的建议。并针对目前技术现状,提出我国铁路地震预警监测系统的建议发展方向。     

高速铁路供电安全检测监测系统应用研究

高速铁路快速发展对接触网的可靠性、安全性等提出更高的要求,供电安全检测监测系统(简称“6C系统”)为高速铁路接触网临时修、综合修、精调精修(三级修)提供数据来源,为保证状态修奠定基础。分析检测监测技术,研究6C系统功能,为6C设备开发、优化和应用提供借鉴。     

高速铁路GSM-R系统无线信道特性仿真

根据无线信道特性和高速铁路场景,建立高速铁路GSM-R系统无线信道小尺度衰落模型。从时域和频域2个方面,定量分析时延扩展、相干带宽、电平通过率和相干时间等无线信道参数。利用搭建的高速铁路GSM-R系统半实物仿真平台,对高速铁路GSM-R系统的性能进行仿真测试。计算机仿真和半实物仿真结果表明:列车运行速度的提高会造成通信质量不同程度的下降;列车运行速度为350 km.h-1时的下行链路通信质量与80 km.h-1时相比有一定程度的下降,但可以满足GSM-R系统的要求,通信质量是有保障的;列车运行速度达到500 km.h-1后,通信质量发生明显的恶化;优化接收机设计是解决通信质量恶化问题的关键。     

高速铁路大跨度桥梁

研究目的:通过总结我国在建的3座高速铁路大跨度桥梁设计、施工特点及有待进一步研究的问题,对今后高速铁路大跨度桥梁起到借鉴作用.研究结论:大跨度桥梁的基础施工技术的大幅进步,提高了施工质量的可控性;铁路大跨度桥梁的桥面采用整体桥面结构形式,可改善结构受力和确保轨道的平顺性及列车行车安全;大跨度桥梁整体施工技术是我国桥梁施工技术的发展方向.     

高速铁路桥梁施工

根据国外的有关资料，介绍高速铁路桥梁的特点，施工中可遇到的工艺问题，国外常用的施工方法，提出保证施工质量的意见和建议。