国产PD3钢轨与进口钢轨材质性能的对比研究

按照"时速200km客运专线60kg·m-1钢轨暂行技术条件"的要求,UIC900A、攀钢PD3及鞍钢PD3的钢轨材质性能进行对比研究。结果表明,三种钢轨的化学成分,H,O含量,非金属夹杂物,低倍及显微组织、断裂韧性、裂纹扩展速率、拉压疲劳以及轨底残余应力均符合"暂行技术条件"的要求。力学性能指标超过规定值,鞍钢、攀钢产PD3轨的KIC基本相当,而UIC900A钢轨的低温KIC稍高于国产PD3钢轨;PD3轨钢的拉压疲劳极限比UIC900A高出约5%;攀钢PD3钢轨轨底残余应力较鞍钢PD3钢轨略高,而UIC900A钢轨最低。另外,进口钢轨的脱碳层深度较浅,攀钢钢轨脱碳层较为稳定,而鞍钢钢轨脱碳层有的炉次超过了"暂行技术条件"的规定。     

基于视觉注意力和PLSA模型的钢轨表面缺陷检测

针对目前钢轨表面缺陷检测的速度,精度较低,分类较难的现状,提出一种基于视觉注意力和PLSA模型的钢轨表面缺陷检测方法;结合亮度和纹理特征的视觉注意力模型检测钢轨表面缺陷,提取原图像的缺陷区域,并采用PLSA模型对提取的缺陷进行分类。实验结果表明:所提出的方法提高了检测及分类的速度与精度,能满足钢轨表面缺陷检测的要求。     

基于图像增强与深度学习的钢轨表面缺陷检测

相比传统的物理检测算法,基于机器视觉的检测算法具有检测速度快、操作便捷等诸多优点,但因受光照不均、相机失焦抖动、雨雪天气等外界因素的影响,导致检测精度降低.针对这一问题,提出一种基于图像增强与深度学习的钢轨表面缺陷视觉检测算法.首先,对图像进行Gabor滤波去噪,以减少噪声对缺陷检测的影响;然后,利用HSV空间变换方法...     

基于小波包能量熵的钢轨波磨检测方法

针对目前轨道波浪型磨损检测效率慢、成功率低等问题,提出一种基于小波包能量熵的轨道波磨检测技术。首先建立轨道波磨简化模型及车辆集总化参数模型并搭建SIMPACK仿真动力学模型,其次创新性地将小波包和能量熵相结合应用在轨道波磨检测领域,再通过仿真模型得到不同波磨分组下的轴箱振动响应,然后对振动加速度信号进行4层小波包分解并计算各节点的小波包能量和小波包能量熵,最后通过对比分析仿真结果确定轨道波磨故障类型。     

基于背景建模的钢轨表面缺陷像素级检测方法

钢轨表面缺陷具有独特性和稀疏性,利用机器视觉技术自动地检测钢轨表面缺陷仍存在很大挑战.提出一种基于背景建模的钢轨表面缺陷像素级检测方法,利用钢轨图像固有特性构建图像背景分布模型,找到背景分布簇中心,以定位到可疑像素点;提出一种钢轨表面缺陷像素级识别方法,根据可疑像素点的上下文特征和空间位置先验概率识别该像素点是否属于真...     

基于最大熵原理的地基变形分析

通过分析常规方法在沉降修正系数的选取中具有的定值性和随意性,引入建立在过去信息和现在样本信息之上的Bayes理论,结合某客运专线红粘土路基工程,提出用后验分布得到修正系数的取值范围。实例研究表明:用以往经验综合样本信息估计修正系数的先验概率在某一区间上服从均匀分布,由现场载荷试验实测沉降量与理论计算沉降量分析所得的修正系数,将现场量测的沉降变形信息与先验信息结合起来,利用Bayes统计理论,由小样本试验数据推算得到修正系数的后验概率服从正态分布,并对其参数进行区间估计,将修正系数的取值从较大区间进行优化,进而分析了在不同荷载作用条件下,沉降修正系数的概率分布模型。     

钢轨踏面斜裂纹与轨头核伤的B型图对比分析

1核伤与斜裂纹的特点钢轨轨头横向疲劳裂纹俗称轨头核伤(简称核伤),呈椭圆形,长、短轴之比约3:2。核伤疲劳源一般位于距踏面8～12mm、距内侧5～10mm处。核伤方向与轨头侧面近乎垂直,与踏面多呈10°～25°夹角(单行线上)或近乎垂直(复行线上)。核伤在未发展到外表面时肉眼不可见,称"白核";已扩展到外表面时,因氧化变为黑色,称"黑核"。核伤可导致钢轨横向折断,严重影响铁     

基于最大熵模型的斜拉桥拉索温度极值研究

研究目的:现行规范尚无斜拉桥拉索温度模式及温度极值计算的相关建议与规定.根据短期温度监测数据统计分析拉索温度随机分布特征并估计拉索极值温度,依托芜湖裕溪河大桥工程实例,通过现场拉索节段试验获得拉索短期实测温度数据,在此基础上结合最大熵分布函数与Bootstrap法估算出拉索不同超越概率下的温度极值.研究结论:(1)由于...     

基于改进YOLOX的轻量级钢轨表面缺陷检测算法北大核心

针对现有基于深度学习的钢轨表面缺陷检测方法在嵌入式检测系统上兼容性较差、计算资源占用高以及检测速度慢的问题,提出了一种基于改进YOLOX的轻量级钢轨表面缺陷检测算法。模型中主干特征层以MobileNetv3单元为基础,在保留其网络轻量化的同时进行局部优化,改进了浅层网络的激活函数,嵌入了SE(Squeeze and Excitation)注意力机制;在加强特征层优化了尾部的冗余卷积。通过与几种代表性算法进行对比试验,验证该算法的性能。结果表明:本文提出的改进算法在模型参数量仅为1.10×106的情况下,检出率和准确率分别达到了92.17%和90.92%,每秒传输帧数(Frame Per Second,FPS)为115.07,模型大小仅为原模型的1/5。该算法在保证较高检测精度的同时大大降低了模型参数量,并提升了检测速度,更适合部署于算力有限的嵌入式轨道检测系统,可为钢轨缺陷高效检测提供有效手段。     

基于机器视觉的圆斑状钢轨擦伤检测算法

针对现有基于灰度阈值的钢轨擦伤检测算法受光照等外部环境的影响较大的问题,本文提出了一种基于机器视觉的圆斑状钢轨擦伤检测算法。首先通过分析采集图像在垂直方向的灰度均值曲线,提取出钢轨顶面区域;然后运用边缘检测的方法得到擦伤区域边缘的候选像素点;最后运用形态学处理删除不属于擦伤区域的虚假边缘,确定钢轨擦伤区域的位置。用测试数据集对本文算法进行检测性能评测,并与基于灰度阈值的算法进行对比。结果表明：本文算法对圆斑状钢轨擦伤样本的检测准确率为96.4%,而基于灰度阈值的算法的检测准确率为86.8%,本文算法的检测准确率大幅提升,能够对钢轨擦伤进行有效检测。     

基于灰色理论和PSO的牵引供电系统可靠性研究

采用灰色GM(1,1)模型预测其相关设备中长期的故障数据,增大建模所需数据样本量,提出以威布尔分布模型为基础,基于粒子群算法的智能拟合方法,建立牵引供电系统各设备可靠性分析的数学模型,所建模型全部通过拟合优度K-S检验,证明该方法十分适合于牵引供电系统设备的可靠性建模。运用BDD算法得到用最小割集表示的牵引变电所和接触网故障树模型,综合得到牵引供电系统整体的可靠性模型,并计算出系统的可靠度和平均使用寿命。最后分析可知接触网的可靠性在很大程度上决定了牵引供电系统整体的可靠性,其分析结果为牵引供电系统以后的维护工作提供了理论依据。     

耗损故障的三参数Weibull分布极大似然估计方法

鉴于工程实际中经常遇到的耗损故障零部件检修周期和可靠寿命的确定问题,给出一种针对耗损故障的三参数Weibull分布极大似然估计方法,通过计算对方法的正确性和有效性进行模拟验证,结合实例说明该方法在实际中的应用。     

基于熵权理想点法的铁路线路方案优选研究

铁路线路走向方案优选通常是一项复杂的系统工程,需要尽可能拟定多个方案,多角度、多层次的比选,所以是一个多目标的综合决策问题。传统的方案优选方法主要考虑工程投资,同时对其他指标进行定性比较,进而对方案做出评价,如果在经济指标差别不是很大的情况下,由于缺乏全面决策信息,很难选出较优方案。引用多目标决策方法熵权理想点法,应用于新建高速铁路西安至延安线铜川至富县段方案优选,在综合考虑其影响线路方案的因素基础上,建立方案综合评价指标体系,并对其拟定的走向方案进行全面评价。评价结果表明该方法具有较高的可信度,较传统方法更有参考性,可为线路决策者在优选方案时提供一定的借鉴。     

基于二维相关性的图像分割及快速递推算法

基于二维直方图提出了二维相关性的阈值分割算法。首先,通过邻域平均得到原始图像的平滑图像,由原始图像和平滑图像构造二维直方图,然后根据相关性最大准则选择最佳的二维阈值向量。由于该方法同时考虑了图像像素的灰度信息及其空间邻域信息,与一维阈值相比能得到更好的分割效果。同时为降低二维阈值算法的复杂性,提出了快速递推算法。该算法将二维相关性的计算写成递推形式,减少了大量的重复计算,使得算法的复杂性从O(L4)降低到O(L2),计算时间大为减少,有利于该算法的实时应用。     

基于遗传算法的图象重建算法

提出了一种基于遗传算法的图象重建算法,该算法通过构造合适的基因编码方案及个体适应度评价函数,并对遗传算法进行优化,克服了Kuba算法和谷士文AI算法的缺陷,可以成功地解决由带有噪声的二维正交投影重建二维图象的问题,并简化了约束条件.实验结果表明该算法是成功有效的.     

基于高通滤波和直方图均衡的钢轨裂纹红外图像增强技术

针对钢轨裂纹红外图像采集过程中产生的噪声大、对比度低的问题,以及传统直方图均衡化方法在对红外图像增强时灰度级减少和细节信息丢失等不足,提出频域增强与空域增强相结合的红外图像增强算法,以弥补传统算法在红外图像增强时的不足。在空间域上采用直方图均衡化对红外图像进行处理,提高图像对比度降低图像噪声;在频率域上采用高通滤波对红外图像进行锐化处理,增强图像的边缘和细节信息。仿真结果表明:该算法在对钢轨裂纹红外图像增强时很好地抑制了背景噪声,而且有效地凸显了钢轨裂纹内部微弱的细节纹理,保护图像的细节信息,为更好地提取钢轨裂纹的缺陷信息提供条件。     

基于DR图像多重快速分割的铁路货车铸件缺陷提取方法

针对铁路货车铸件DR(Digital Radiography)图像数据量大、背景亮度不均匀以及对DR图像中铸件薄壁区域的缺陷提取效果不理想和基于C-V模型的分割方法存在计算量大的问题,研究基于DR图像多重快速分割的铸件缺陷提取方法.先利用OTSU双阈值分割算法对铸件DR图像进行分割,然后应用区域生长技术得到铸件薄壁区域的图像;对该图像进行剥皮和归一化线性灰度拉伸处理后,再次利用OTSU双阈值分割算法和区域生长技术对图像进行分割,从中提取出含有和可能含有铸件缺陷的局部图像;对可能含有铸件缺陷的亮背景区域图像用C-V模型再次进行分割,最终提取出所有铸件缺陷的图像.     

分项系数法与基于可靠指标设计方法的对比

研究目的:本文通过对分项系数设计方法和基于可靠指标设计方法的概念、流程及实例的对比,揭示这两种设计方法的实质——基于可靠指标设计方法是直接把概率的理念引入设计之中,分项系数设计方法是在设计中间接地反映了概率论的思想。通过分析两者的共同之处和明显差异,为工程设计和研究人员根据实际情况合理地选用设计方法提供指导。研究结论:(1)分项系数设计法,相对简单,偏于安全,适合常规设计,是实用的设计方法;(2)可靠指标设计法,能兼顾安全和经济,设计过程复杂,适合特殊设计,是理想化的设计方式和科学研究的方法;(3)支挡结构工程设计可采用分项系数法;(4)研究结论对工程设计和研究人员选用支挡结构设计方法具有指导意义。     

基于流固耦合作用的富水砂卵石地层深基坑变形特性分析

深基坑事故大多是由于地下水控制失效造成。长沙地区砂卵石地层透水性好、富水性强、水源补给充沛,地下水的影响更为明显。研究在富水砂卵石地层中深基坑开挖和水位下降引起的地面沉降、基底渗透稳定等影响与变化规律,具有十分重要的现实意义。对长沙富水砂卵石地层地铁深基坑降水与开挖施工过程进行流固耦合数值模拟,计算结果表明,砂卵石地层中基坑开挖引起的地表沉降值与沉降影响范围更大;最大沉降位置更靠近围护结构,沉降曲线表现为较陡;地表沉降速度初期较快,后期较慢;最大渗流力主要分布在连续墙嵌固深度范围内偏下处。针对长沙富水砂卵石地层深基坑特点,提出注浆封底加固,与地连墙防渗帷幕形成封闭截水的风险控制措施与建议。     

基于LC-HB模型的铁路货运客户选择偏好差异性与市场细分方法

铁路货运客户自身的选择偏好直接影响对运输服务的选择,进而影响到不同货运服务的市场占有率,而选择偏好性受显性变量和隐性变量的影响。基于随机效用模型,分析铁路货运客户的运输服务选择模式,引入潜类模型,将客户选择偏好纳入先验概率和后验概率模型,并根据客户对服务属性的选择偏好差异性,建立铁路货运市场细分模型。同时,使用叙述性偏好实验,构建铁路货运服务效用模型,通过模拟服务选择过程,获取客户对不同货运服务的选择偏好数据。通过分层贝叶斯与潜类模型,对用户选择效用值和市场细分值进行迭代运算,得到实验样本选择偏好差异性的多元分布函数,及每个市场细分的客户规模、隶属度函数、对服务属性和服务层次的效用值。数据分析表明,客户选择偏好存在明显差异性,同时,解释并验证内生性市场细分方法能够对不同客户群体的隐性变量进行刻画,进而从铁路货运客户选择行为角度划分货运市场。