基于动态PSO优化HSMM的转辙机PHM模型研究

针对转辙机故障发生的随机性与不确定性,提出设备故障预测与健康管理的方法,对其传统维修策略进行改进。该模型将转辙机的机械部件的退化过程按照全生命周期进行划分,利用动态粒子群算法优化隐半马尔科夫模型,实现转辙机状态的故障预测。首先,建立转辙机退化状态的隐半马尔科夫模型;其次,选择动态粒子群算法对转辙机预测模型动态优化,再结合前向-后向算法对优化后的模型进行参数估计;最后,通过实例分析验证该优化模型的有效性。     

基于小波包分解与GG模糊聚类的转辙机退化阶段划分研究

针对道岔转换设备退化特征提取以及性能退化阶段准确划分的问题,提出一种基于小波包分解与GG聚类的退化阶段划分方法.首先对采集的ZYJ7转辙机工作功率曲线进行小波包分解,获得表征道岔转辙机状态的特征向量,构建退化性能指标;其次采用GG模糊聚类方法对道岔转辙机性能退化状态进行阶段划分,识别不同的退化状态;最后选用分类系数、平...     

基于CEEMDAN与KFCM聚类的转辙机退化状态识别方法

针对道岔转换设备在使用寿命内的功率信号特征提取与退化状态识别问题，提出基于自适应白噪声完备经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN）与核模糊C均值聚类（Kernel-based Fuzzy C-Means clustering,KFCM）相结合的转辙机退化状态识别方法。首先，对S700K转辙机采集的功率曲线数据进行模态分解，得到多个固有模态函数（Intrinsic Mode Functions,IMFs），通过IMFs的能量幅值获得表征数据退化过程的特征向量；然后，由KFCM算法对特征向量进行转辙机退化状态识别，并进行状态划分；最后，通过计算分类系数和平均模糊熵对该方法的分类性能进行综合评估，并与模糊C均值聚类（Fuzzy C-Means clustering,FCM）和GK (Gustafson Keseel)聚类算法进行比较。结果表明：该方法聚类效果准确率达95.6%，优于FCM和GK聚类算法，能对转辙机的退化状态进行科学划分，为铁路现场道岔设备健康状态监测提供...     

基于SOM-BP混合神经网络的道岔设备退化状态研究

针对道岔设备故障频繁、维修成本高,且现有基于故障数据的诊断方法无法描述道岔退化过程,难以实现故障超前预判的问题,进行基于SOM-BP混合神经网络的道岔设备退化状态研究。依据采集的道岔非故障功率数据按区段提取峰值、方差、峭度等特征参数,基于平均影响值进行特征参数选择,并确定输入维数;使用自组织特征映射(SOM)神经网络对输入特征参数进行多次聚类学习,分析学习结果得到6种退化状态样本数据;构建15-13-6型BP神经网络结构模型,实现对道岔设备退化状态的识别。结果表明,采用SOM-BP混合神经网络进行道岔设备退化状态识别的准确率达到95.56%。     

基于BP神经网络的转辙机故障检测方法

为提高城市轨道交通中ZDJ9型转辙机故障维修效率,提出基于反向传播（BP,Back Propagation）神经网络的转辙机故障检测方法。文章深入分析转辙机动作电流采集原理及现场转辙机转换过程中不同阶段电流曲线特征,确定故障电流曲线种类;对转辙机转换过程中动作电流曲线进行小波分解与重构,对重构后的曲线进行关键特征值提取,将其作为基于BP神经网络的故障检测模型训练数据,最终经过8 000次迭代训练后,故障检测模型的故障检测准确率达到96%,表明该方法能够有效检测转辙机故障及其故障类型。     

铁路道岔转辙机故障分析与故障诊断监测系统研究

道岔转辙机频繁工作,作为铁路系统中最为重要的设备之一,其工作状态直接关系到列车的正常运营。目前采用"一周一小修、一月一大修"的模式对道岔转辙机进行维护。该模式效率较低,增加人工成本,无法保证相关设备的实时运行性能,不能对迅速恶化的故障进行及时排查。为解决上述问题,保证铁路系统的安全运营,必须采用相关监测设备对关键部位的数据进行实时采集和跟踪分析,并根据故障特征对设备潜在的故障进行自动识别,从而提前进行设备排查和维护。铁路道岔转辙机故障分析与故障诊断监测系统通过实时监测设备状态信息,进行设备故障临界信息的获取和自动识别,诊断故障的严重程度,及时提醒安排维护维修计划,可减少维修维护工作量,保障列车安全平稳运营,提高运输效率。     

ZD(J)9转辙机控制电路存在的问题及改进建议

通过对ZD(J)9转辙机控制电路和三相异步电动机缺相运行状态的分析,提出了相应的改进建议,解决了断开转辙机内安全开关后由于控制台工作人员误操作使转辙机转动给设备和人身安全带来危害的问题。     

基于解释结构模型的转辙机故障因素分析与研究

针对转辙机故障诊断复杂的特点,基于解释结构模型(ISM)模型,从管理、人为因素、制度监管、自然环境和设备状态五个方面进行影响系统运行故障的分析,得到23个故障因子。从系统工程的角度建立了故障影响传播模型,对故障因子进行了矩阵化和层次化处理,并排序确定优先级。结果表明转辙机系统故障因子体系是一个三级递阶的结构,划分了导致系统故障的直接原因、间接原因和深层次原因,为隐患重点防治及故障的快速排查提供了理论参考依据。     

交流转辙机控制电路继电器状态时序分析方法研究

以交流转辙机控制电路中关键继电器状态高频采集为基础,结合故障树分析模型,研究一种对控制电路中继电器状态进行时序分析的方法,用于在交流转辙机控制电路发生故障时定位故障原因。     

转辙机故障诊断在铁路信号集中监测系统中的应用

结合转辙机的电流曲线值、定位和反位表示、表示电压等采集值,设计了一种转辙机故障诊断模型,以实现对转辙机的故障诊断。该模型对转辙机的故障原因定位具有较高的识别率,可进一步推动信号设备由计划修到状态修转变的进程。     

平腕臂绝缘子表面的沙尘沉积特性仿真分析

兰新高铁接触网平腕臂绝缘子在大风沙尘环境中面临"沙闪"问题,研究不同因素下平腕臂绝缘子表面的沙尘沉积特性,可为此环境下绝缘子选型及设计提供理论依据。以FQBJ-25型棒式瓷芯复合绝缘子为研究对象,建立风洞积污仿真模型,采用多场耦合的数值计算方法分析风速、颗粒物粒径及质量浓度3种因素对绝缘子表面积污量的影响。仿真结果表明:随着风速的增大,绝缘子和各个伞裙表面的积污量均增加;当颗粒粒径大于13μm时,各个伞裙表面沉积的颗粒个数随粒径的增大而减少,但绝缘子表面的积污量随粒径的增大而增大;颗粒物质量浓度对绝缘子表面积污量的影响呈线性关系。各个伞裙表面积污量的变化与伞裙结构、风速、粒径及质量浓度有关,当曵力大于重力(大风速小粒径)时,伞裙结构的变化与各个伞裙表面积污量的变化具有一致性,反之,伞裙结构对积污量的变化影响很小。当曵力与重力作用相当时,颗粒物质量浓度越高,伞裙结构对各个伞裙表面积污量的影响越明显。     

基于着色Petri网的铁路时间同步协议建模及安全性分析

针对Autokey模型的铁路时间同步协议安全性问题,提出利用着色Petri网对协议进行安全性分析。剖析Autokey模型的铁路时间同步协议序列及其执行流程;重点针对其认证阶段,分别构建正常认证和加入中间人入侵的着色Petri网模型,分析中间人入侵时协议认证过程的不安全状态,建立模型状态方程;应用逆向状态分析法对铁路时间同步协议认证过程的安全性进行分析,得到中间人在认证阶段攻击协议的实施序列。研究结果表明:基于Autokey模型的铁路时间同步协议的认证过程是不安全的。     

基于混合系统建模预测控制的列车自动驾驶优化运行

针对现有列车自动驾驶速度追踪精度不高的问题,提出一种基于混合系统神经网络反馈补偿控制的模型预测控制算法。根据混合系统建模的特点与优势,引入辅助变量,建立混合系统列车运行动力学模型。为了便于求解包含约束的预测控制律,采用二次规划方法求出满足列车各项性能指标的控制作用序列。神经网络反馈控制器用于对系统目标速度与实际速度之间的误差进行在线学习并求出一个补偿控制量,并将补偿后的控制力作用于列车系统模型。研究结果表明:该控制结构包含补偿控制策略,可以较大程度减小系统跟踪误差,保留模型预测控制的优势,同时提高系统的控制精度。     

牵引电流对桥梁区段信号电缆的电磁串扰研究

随着高速铁路的快速发展,铁路现场信号电缆受干扰的问题愈发突出,特别是在贯通地线和信号电缆同槽铺设的桥梁区段,对铁路运输的安全造成不良影响。在考虑桥梁区段特点的基础上,针对信号电缆双端接地的情况建立加入信号电缆外皮的牵引供电系统链式网络模型,利用潮流算法进行仿真计算,通过实测数据验证模型的有效性。分析信号电缆串扰的主要来源,在所建立模型的基础上计算信号电缆受串扰产生的感应电动势,考虑贯通地线和信号电缆间距对其影响,并给出故障条件下信号电缆的适宜长度,为减少铁路信号电缆的串扰影响和其铺设方法的研究提供参考依据。     

高速铁路泥岩地基膨胀特性试验研究

以兰新高铁一处典型膨胀泥岩路段为研究对象,在此现场取样,室内自制试验箱进行厚度分别为20,40和60cm的泥岩地基膨胀模型试验研究。研究结果表明:随着注水量和时间的增加,地基膨胀量整体呈外凸弧线增长;含水率小的地基膨胀潜势大,地基易膨胀,含水率大的地基反之;不同深度处的泥岩膨胀量不同,随着深度的增加,膨胀量逐渐减小;不同厚度地基含水率与膨胀量均呈良好指数关系;对地基膨胀量与含水率及地基厚度耦合作用下的计算模型进行探讨,计算模型所得膨胀量与实际室内试验量测数据拟合良好。研究成果可为膨胀泥岩地区高速铁路修建提供参考依据,对该地区同类工程建设具有借鉴意义。     

关于宝（鸡）兰（州）客专引入兰州车站方案研究

宝兰客专引入兰州枢纽,在规划中采用兰州西客站接轨方案.从城市格局、当地居民的乘车习惯、城市交通现状等方面,提出宝兰客专引入兰州站方案；并对宝兰客专引入兰州站和兰州西站的方案进行了论证分析.     

基于动态故障树的计算机联锁系统安全性及性能分析研究

针对2种常用冗余结构计算机联锁系统中的联锁机子系统,在考虑单元模块、比较模块和系统间切换模块全故障模式的情况下,建立双机热备和2×2取2计算机联锁系统的危险失效概率PFD和安全失效概率PFS的动态故障树模型。由于故障树概率近似法和Markov方法计算结果非常近似且概率近似法的求解过程简单和存储要求低等特点,采用概率近似法求解对应的PFD和PFS,实例对比分析2种冗余结构计算机联锁系统的安全性。研究结果表明:在全故障模式下,2×2取2计算机联锁系统的安全性高于双机热备。     

高速铁路跨线旅客列车开行 方案优化研究

针对高速铁路跨线旅客列车开行方案展开优化研究。从旅客和铁路部门2个角度出发,以旅客出行总支出最小和铁路部门运营成本最小作为目标函数,以客流守恒定律、区间通过能力、上座率和客流需求作为约束条件,建立高速铁路跨线列车开行方案的多目标规划模型,设计该模型的遗传算法,利用MATLAB实现算法编程求解。考虑分担率变化对开行方案的影响,结合算例分别得到传统广义成本效用函数与高铁发展趋势下跨线列车开行方案的较优解,同时验证了模型和算法的有效性。     

宝兰客专路堤段地面振动特性 试验研究与数值分析

基于高速列车动荷载激励引起的无砟轨道-路基-黄土地基体系的地面振动问题,对宝兰客专DK993+110处路堤区段地面振动进行试验研究和数值分析。对试验数据从时域和频域2个方面进行分析,研究不同车型的动荷载引起地面垂向振动加速度在黄土地基中的衰减规律,研究结果表明;在距离线路中心线10～24m衰减较快,随着距离增大,距离线路中心线24～42m衰减速度趋于平缓,且在30～42m处各型车引起地面振动均出现了振动反弹增大现象。建立车辆-轨道-地基系统模型,研究列车动荷载作用下的地面响应,发现与实测结果吻合良好,验证模型的合理性与计算的正确性,依据不同场地速度结构,通过改变地基介质模量比和覆盖层厚度的方式,分析地基介质模量比和覆盖层厚度对振动反弹增大的影响。分析车速对地面振动的影响,发现地面振动随车速增大呈增大趋势,且不同车速列车引起振动反弹区域也有一定差异。按《城市区域环境振动标准》评价该处地面振动Z振级,回归分析得出各型车引起Z振级符合对数衰减规律,但在振动反弹区30～42m处拟合效果较差,表明拟合公式适用范围应当限定在10～30 m之间。     

基于WPA优化神经网络的扼流适配变压器故障诊断研究

针对传统铁路扼流适配变压器故障诊断模型结构复杂和精度不高的问题,运用狼群算法(WPA)、粗糙集(RS)理论和神经网络(NN)相融合的方法对其进行故障诊断研究。用粗糙集理论对故障样本数据进行约简处理,减少样本数据的监测及关键特征量的输入个数;利用约简后的数据对神经网络训练。利用狼群算法优化BP神经网络参数,提出WPA-BPNN故障诊断模型,以侯马电务段扼流适配变压器故障数据为例进行验证。研究结果表明:WPA-BPNN故障诊断模型相比传统方法,简化了网络结构,缩短了训练所需时间,提高了故障诊断精度,保证了列车行车安全及线路的高效运行。