基于轨道静检的动检里程偏差修正算法研究

轨道几何状态动态检测时由于光电编码器的动态误差,车轮空转打滑,检测人员置入检测系统的误差等因素的影响,检测数据不可避免地产生里程偏差,导致波形错位,直接使用存在里程偏差的数据时将会影响轨道质量状态的评估精度及线路状态恶化趋势分析的可靠性,无法确保线路现场养护维修效果。提出一种以静检数据为基准的动检数据里程偏差修正方法,并提出主点迭代里程偏差修正PPIC算法,通过模拟数据和高速铁路实测数据,使用PPIC算法和现有最稳定的区段相似波形匹配SSWM算法进行比较,实验结果显示PPIC算法修正后动静检波形吻合度,轨向高低不平顺值较差均值、不确定度及相关系数均有显著提升,且修正效果优于SSWM算法,PPIC算法里程偏差修正精度优于一个静检检测间隔(0.125m),可有效地对动检数据里程偏差进行纠正。     

千米级大跨度桥上线路动态与静态轨道不平顺的关系

为了明确千米级大跨度桥轨道不平顺状态的分布规律,以某千米级大跨度桥上线路轨道不平顺检测数据为例,分析了动态和静态高低、轨向及轨距不平顺的时域分布特征,并进行了相关性分析,确定了动态和静态波形匹配参数,在此基础上提出了移动窗相关系数的里程匹配算法;给出了基于尺码法的轨道不平顺分形维数计算流程,分析了短波、中波和长波区段的动态和静态轨道不平顺分形维数及其分布规律特征。结果表明：以轨距作为对准参数项,采用滑动相关系数法可以实现动态与静态不平顺数据的有效对准;高低不平顺的分形维数可以作为诊断线路道砟服役状态的有效工具;大跨度桥的轨向及高低不平顺长波成分稳定,不因轮载动态作用而显著变化。     

轨道不平顺历史数据里程偏差修正研究

轨道不平顺历史数据之间存在里程偏差,若直接用于轨道不平顺劣化趋势模型必将导致其预测精度低的效果,从而增加轨道预防性维修的难度。因此,解决轨道平顺状态检测数据之间的里程偏差问题是实现预防性维修的前提。既有研究假设里程偏差为常数,实际上里程偏差随机产生且随着里程增加而累加。研究建立基于钢轨接头匹配的不平顺数据里程偏差修正模型,从轨检仪右高低原始弦数据中使用均一阈值提取出钢轨接头,对齐两段数据上提取到的所有钢轨接头后利用Dynamic Time Warping(DTW)算法,修正检测数据之间的同一相邻两钢轨接头之间的不平顺指标,修正后的检测数据相关系数约为0.98,保证了历史数据运用的可靠性。     

静态轨检历史数据匹配方法及其性能评价

研究目的:历史数据匹配是轨道几何状态数据挖掘的前提与基础,目前基于外部特征的匹配难以实现亚米级的匹配精度,而基于相似性的匹配算法复杂度过高。针对上述问题,本文以静态轨检数据为研究对象,通过动态时间规整度量数据相似性,并以规整路径估计里程偏差,从而构造了一种静检历史数据的精确匹配方法。在此基础上,讨论匹配性能评价问题,并在相关性与精确性评价的基础上引入同步性的指标。最后,采用某高铁2021年1月15日～7月7日间的日常检查数据对上述匹配方法进行验证。研究结论:(1)与基于外部特征的匹配相比,本文所述匹配方法的相关性、同步性与精确性更优;(2)通过改变波形模拟维修作业,显示该方法对动道扰动与数据丢失具有一定的稳健性;(3)本文所述方法无需借助外部特征,因此具有成本低、适应性好的特点,可用于轨道状态信息的深度挖掘。     

基于LSTM神经网络的轨道不平顺反演方法

研究目的:为了解决轨道不平顺反演过程中存在的完全随机独立性问题,本文基于长短记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络,以轨检车实测轨检数据为基础,构建轨道高低不平顺与轨向不平顺间的关系.通过IFFT方法获取高低不平顺,将高低不平顺数据输入至建立的模型中,获取与高低不平顺存在内在联系的轨向不...     

高速铁路轨道中长波不平顺检测模型研究

为保证速度200km/h及以上列车安全平稳运行,高速铁路增加轨道30m弦和300m弦中长波平顺指标。传统手工检测已无法满足该要求,需依靠高精度测量设备采集轨道坐标高程以控制轨道中长波不平顺。某进口高速铁路轨道检测设备将矢距差法模型计算的轨向高低不平顺作为不变量,结合调整量较差控制中长波轨向高低。受检测起点位置影响,矢距差法模型计算结果表现出显著随机性,忽略基准弦端点变化会产生模型误差。实测数据显示:采用这种模型,轨道调整后不平顺指标超限率达18.9%;若验收高速铁路线路,测量成果精度的提高可能无法有效控制轨道不平顺。因此,提出高密度四点偏差约束轨道方向高低模型,以提高矢距差法模型的检测精度。实测数据检验结果表明,模型不仅能够使任意位置中长波轨向高低满足检验要求,而且能获得最优扣件调整量。     

轨检数据车地定位信息融合技术应用

轨道检测是检查轨道病害的重要手段,轨检车里程定位技术在不断改进,但轨检数据中的里程信息与实际里程仍存在误差.使用离线里程修正技术消除里程误差,依据设备台账整理线路特征信息尤其是与计算轨枕位置有关的信息,将车地里程定位信息融合,建立轨道状态信息与轨道特征点的密切关系,提高轨道检测数据的使用效率和应用范围,验证了轨检数据车...     

基于Frenet坐标系的道岔区侧向轨道几何状态动静态检测匹配方法

针对道岔区侧向轨道几何状态动态检测的现场病害定位难度大的问题，基于Frenet坐标系和笛卡尔坐标系的映射关系，将道岔区轨道几何状态静态检测的空间点坐标转化为动态检测的空间曲线，并采用线性相位有限冲激响应（Finite Impulse Response,FIR）数字高通滤波器进行空间滤波，获得与动态轨道几何不平顺相同波长范围的轨向及高低，实现动静态检测的匹配。与静态检测传统弦测输出不同，该匹配方法不会导致轨道几何不平顺幅值发生畸变，借助静态检测的空间定位数据，横向对比动态检测输出，可快速完成道岔区侧向病害定位，对道岔区现场养护维修具有指导意义。     

挂载式动态轨道检查仪的研发北大核心

为及时掌握轨道几何形位状态,研制了一种挂载式动态轨道检查仪。该检查仪可挂载于运营车辆上,作为轨检车以外的轨道几何形位动态检测补充装置,实现对线路轨道几何形位的日常检测。在分析挂载式动态轨道检查仪检测原理基础上,提出系统的总体结构,研究多传感器数据采集技术,数据时间同步与对齐、里程匹配、时空转换重采样等数据处理技术,以及“轮对姿态角-轨道几何形位”解算模型,并开发成果管理与应用子系统。现场应用结果表明,挂载式动态轨道检查仪运行稳定可靠,其数据采集与处理系统可实现多源数据在时空维度上的高一致性,基于轴箱姿态角解算的轨道几何形位重复性好,准确性满足线路日常巡检需要;成果管理与应用功能完善;设备结构简单,安装、拆卸便捷。     

无砟轨道不平顺静态值与轨检车160km/h动态检测结果的相关性研究

在无砟轨道上预先设置轨道不平顺,动态检测采用五型高速轨检车,静态测试利用手推轨检小车测量,将轨检车以160 km/h速度检测的轨道不平顺结果与静态检测值进行了比较,探讨了轨道不平顺动态与静态值之间的关系。分析结果显示,无砟轨道不平顺参数动态值均比静态值偏小,预测轨道状态变化趋势应把动态检测值与静态值结合分析。     

钢轨在动载荷作用下的动应力响应特性分析

为寻找钢轨在车轮动载荷作用下的最大动应力响应点,确定轨道超偏载检测传感器的合理安装位置。利用轨道弹射实验台提供的模拟轨道,运用非线性有限元分析软件ABAQUS,建立包含轮轨接触关系的模拟轨道有限元模型,分析研究钢轨在车轮移动载荷作用下的动应力响应规律。同时通过实验验证有限元分析的结果。通过有限元分析与实验分析得到钢轨侧面上的应力分布与变化规律研究。研究结果表明:钢轨在车轮动载荷作用下,在钢轨侧面上沿钢轨横截面法向正应力响应最大,最大应力响应点在钢轨跨中最上方,将轨道超偏载检测传感器安装在最大应力响应点附近可显著提高信号的信噪比。     

梁场强夯加固试验与数值模拟研究

结合某客运专线梁场强夯加固工程,根据强夯的动附加应力理论公式,分析了该梁场在2种夯击能量下以不同扩散角度进行扩散时的动附加应力的分布规律;利用数值模拟的方法,结合该梁场的地质条件,分析了该梁场在夯击作用下,夯点中心竖向位移随深度方向的衰减规律以及土体竖向位移随水平距离的变化规律.在对理论计算和数值模拟结果的综合分析基础上,结合强夯后检测结果,提出了强夯加固设计参数.强夯后地基承载力和夯击试验以及压缩模量计算结果表明,本次强夯加固效果显著.     

填石路堤强夯加固施工参数及路基动应力响应规律研究

贵州西部山区的高速公路常采用高填石路堤,强夯法是控制高填石路堤填筑质量的有效方法之一。为确定填石路堤的强夯加固施工技术参数、探讨强夯冲击能量作用下填石路堤内部动应力响应规律,通过现场试验和FLAC3D数值模拟进行研究。采用动土压力盒、位移观测元件,测试强夯冲击能量作用下的动应力以及夯坑沉降量、夯锤周边地表变形等数据,并将现场测试结果与数值模拟结果进行对比分析。研究结果表明:在夯击能量3 000 kN·m下,强夯加固单点夯击次数为12击、夯点间距为4.5 m;强夯作用下填石路堤内部动应力峰值随深度呈指数形式衰减,并且根据动应力峰值的随深度衰减曲线,获得了夯击能量3 000 kN·m下填石路堤强夯有效加固深度为5.0 m。研究结果可为类似工程确定强夯加固施工参数及有效加固深度提供指导。     

基于GIS动态分段技术的铁路货运量可视化表达

在GIS动态分段基本原理的基础上,将铁路车站的里程作为路径系统测量M值的校准参考依据,部分铁路货运量(用装车数表征货运量的大小)作为线事件引入到铁路网的货流径路系统中,实现了铁路货运量的可视化表达,并根据发站和到站自动沿线绘制货运方向箭头,为铁路货运运输分析和研究决策提供技术支持.     

机车车体蒙皮结构动态特性分析

建立某机车车体有无蒙皮结构的2种有限元实体模型;分析了蒙皮结构在车体结构有限元分析中的具体影响;提出了车体蒙皮结构在动态特性计算中的处理方法。指出要提高机车车体结构的有限元分析精度,就必须考虑蒙皮对结构动态性能的影响。     

高速公路路堑高边坡稳定性分析研究

为了确保高速公路的安全,采取经济有效的加固防护工程措施和正确进行高边坡稳定性分析是高边坡设计的2个重要方面,高边坡稳定性动态分析及据此进行的动态设计和信息化施工是高边坡工程能否安全经济建成的基本条件。结合某山区高速公路路堑高边坡工程实例,针对该高边坡坡体结构及其相关的特征重点对变形机理与施工过程中高边坡的动态稳定性分析进行了研究。     

车轮踏面形状对动力学参数的影响分析及优化设计

文章利用多体动力学软件SIMPACK,分析对比了LMA、LMB、LMC、LMD四种踏面分别与60 kg/m轨面匹配的动力学性能,并在此基础上设计研发了一种新型踏面LMX,并对其动力学性能进行了分析.结果表明,LMX型踏面具有良好的性能,其在保证直线性能的同时,曲线性能也大幅提升.     

工程项目组织演化动力机制模型的构建与分析

在分析大型工程项目组织本质特征的基础上,基于自组织理论,界定了工程项目组织演化动力机制的内涵,建立了动力机制模型,并对其从行为主体的动力行为及动力要素作用过程2个方面进行了分析,进一步阐明了动力机制的设计和优化是实现组织从无序到有序、从低级有序到高级有序演化,提升组织价值的有效途径.     

钢管混凝土桩低应变动测响应研究

为更好地服务于钢管混凝土桩的低应变测试,文章建立钢管混凝土桩和混凝土桩三维有限元模型,对钢管混凝土桩和混凝土桩的低应变瞬态动测响应进行数值模拟,得到完整桩和缺陷桩的速度响应结果。通过对钢管混凝土桩和混凝土桩的速度时域响应和速度云图的对比,分析钢管混凝土桩桩顶速度时域响应特性和桩身应力波传播特性,同时得出一类典型缺陷钢管混凝土桩顶速度响应曲线的规律。研究结果表明:钢管混凝土桩顶入射波存在与混凝土桩类似的三维效应,当桩身长度较短时,桩顶面距桩心距离越远点的桩底反射波到达时间越早,波峰值越小;应力波在钢管混凝土桩中传播较混凝土桩快,当速度波传播到达一定深度后速度波波前呈拱形传播,对应的混凝土桩呈平面传播;变模量钢管混凝土缺陷桩的缺陷反射波规律和混凝土桩一致,混凝土桩的缺陷反射波较钢管混凝土桩更为显著。     

城市轨道交通U型梁车桥动力响应分析

运用车桥耦合振动理论分析了城市轨道交通高架桥U型梁车桥振动响应。计算分析了不同编组列车和车速下,U梁位移动力系数、总体应力动力系数、道床板局部应力动力系数、道床板横向应力的空间分布特点及列车过桥的平稳性。计算结果显示,位移动力系数随车速增大而增大,但数值较小;应力动力系数大于位移动力系数,空重混编计算结果较大,其他编组差异很小,随车速变化无明显规律;道床板局部应力动力系数呈梁端大、跨中小,与腹板相交处大、道床板中心处小的分布规律;梁端道床板与腹板相交处横向负弯矩变化率较大,且幅值较大,易发生疲劳损伤而顶面开裂。分析结果表明,不能用位移动力系数定义U梁应力动力系数,建议采用总体和局部应力动力系数进行承载力设计。分析比较各舒适度评判标准,建议用ISO2631标准评价城市轨道交通旅客乘坐舒适度。