基于遗传算法的轨道综合养护决策系统的研究

针对既有铁路有砟轨道几何不平顺养护工作量和养护时间之间的矛盾,采用有砟轨道几何不平顺理论,结合大型养路机械的性能及实际作业特点,根据轨道检查车的几何不平顺检测数据,分析大型养路机械在进行轨道几何不平顺年度综合养护时的配置方法,建立相应的决策系统。主要研究内容和     

客货混运铁路专线轨道振动分析

研究目的:分析客货混运铁路专线客车及货车引起轨道振动的规律。研究方法:通过建立考虑线路随机不平顺的轨道结构连续3层梁模型,论述了运用傅里叶变换法分析轨道结构振动的方法。首先对轨道结构振动方程进行傅里叶变换,求解傅里叶变换域中的振动位移,再通过快速离散傅里叶逆变换得到轨道结构的振动响应。研究结果:分析了客、货列车以不同速度运行时对轨道结构振动的影响。研究表明,在客货混运的铁路专线上,最不利的工况应是货车。在同样的列车速度条件下,货车引起的轨道位移比客车大45%~50%,货车引起的轨道加速度比客车大40%~50%,货车引起的轨道动压力比客车大50%~60%。研究结论:客货混运铁路专线比客运专线和货运专线更易损坏,建设客、货分离的铁路专线是有效的解决方法。     

高铁钢轨预打磨效果及轨面不平顺分析

高铁的高平顺性要求在线路开通前要进行钢轨预打磨,以沪宁城际高铁为样本,通过分析钢轨打磨前状态,发现新轨上道后存在光带不在轨顶中部,甚至有两点接触等问题,借鉴欧洲铁路在研究轮轨噪声时制定的轨面粗糙度水平标准和钢轨打磨、铣磨作业标准,利用1/3倍频和各波长范围的幅值统计,对钢轨预打磨后轨面不平顺状态进行评价,结果表明钢轨预打磨能够有效改善了轨面的不平顺状态。     

中国干线铁路轨道谱的拟合方法

为获得能够合理表征中国干线铁路轨道不平顺特征的轨道谱, 提出了一种轨道谱拟合方法。根据轨道不平顺检测数据计算实测轨道谱, 对实测轨道谱进行平滑与插值预处理, 采用直接剔除法、三点逐段平均法和包络平均法消除计算轨道谱波形上出现的较大凸凹波形, 应用3次样条插值法提高拟合的精度, 利用非线性最小二乘优化算法拟合轨道谱。拟合结果表明: 所提出的拟合方法是可行的, 拟合谱能够较好地反映中国干线铁路轨道的不平顺特征。     

轨道左右不对称的车辆-轨道系统动力响应

视车辆、轨道为整个系统,车辆模拟为由弹簧和阻尼器连接的多刚体,具有15个自由度,轨道模拟为两根离散粘弹性基础支承的长梁。运用弹性系统力学总势能不变值原理和形成矩阵的“对号入座”法则,建立车辆．轨道系统的运动方程。研究了左右钢轨不对称不平顺、左右钢轨的不对称支承、车辆移动速度以及钢轨类型对车辆一轨道系统响应的影响。     

地震作用下轨道-桥梁系统损伤与轨道不平顺的对应关系

针对地震作用下高速铁路轨道-桥梁系统损伤与轨道不平顺的对应关系不明确问题, 运用能量变分原理,推导了多层叠合结构层间变形协调关系表达式,将该表达式应用在高速铁路单元式和纵连式无砟轨道-桥梁系统中,按系统轨道形式与梁跨结点进行划段装配,提出了考虑路基与简支引桥影响的高速铁路基础结构变形与轨道不平顺的对应关系;采用现场实测、数值仿真模型与列车-轨道-连续梁桥-路基耦合动力学理论对对应关系进行了验证,并统计了地震作用下轨道-桥梁系统的损伤规律;基于提出的对应关系求得了考虑地震损伤的轨道不平顺样本,并采用数值仿真模型对其进行验证。研究结果表明：提出的对应关系与数值仿真模型求得的桥梁变形引起的轨道不平顺及现场实测值吻合较好,最大误差不超过5%,且轨道不平顺作用下车-桥动力学性能指标变化也基本一致,验证了本文提出的对应关系的正确性和有效性;地震作用下轨道-桥梁系统层间各部件的损伤较小,而支座的损伤较大,系统部件最大损伤位置在主梁梁缝处,但也仅约为支座损伤的1%;在不同水准地震作用下,采用提出的对应关系和数值仿真模型计算的地震损伤与轨道不平顺的对应曲线均吻合良好,说明提出的对应关系可用于计算与预测地震作用下高速铁路轨道-桥梁系统的轨道平顺性。     

不同结构类型接触网动态特性

对弹性链型悬挂接触网以及对应的简单链型悬挂接触网分别建立有限元模型, 计算得出它们的固有频率及相应的振型, 分析了两种不同结构接触网的刚度特性。在此基础上, 建立接触网的振动方程, 并与受电弓的线性化模型一起, 建立受电弓/接触网系统垂向耦合动力学模型。最后, 通过动力学仿真计算, 对两种不同结构接触网对受电弓受流性能的影响进行了技术分析, 并得到结论: 简单链型悬挂接触网通过合理弛度设置, 能适应中国提速铁路运行的需要, 但2 5 0 km/h以上的高速铁路需采用弹性链型悬挂接触网     

基于ARIMA模型的轨道不平顺状态预测研究

轨道是列车运行的基础,轨道不平顺状态是影响行车安全的关键因素.为保障列车安全、平稳和不间断的运行,轨道必须具有高平顺性.根据轨道不平顺变化特点,文中利用ARIMA（自回整合归移动平均）模型对轨道不平顺状态进行预测,并且采集了京九线下行463.8 km处2008年2月第二次检测至2008年12月第一次检测的TQI历史检测数据对模型的有效性进行了检验,结果表明ARIMA模型能够对两次大修作业之间的轨道的不平顺状态进行较为准确地预测.     

有砟高铁捣固作业轨向平顺性控制方法

为了提升有砟高铁捣固作业质量以满足平顺性控制要求,根据大机作业特征分析了拨道效果影响因素,研究了拨道量范围、拨道策略、拨道量顺坡率、设备精度与作业效果之间的影响关系;结合影响因素分析结果,基于中长波平顺性控制理论建立了拨道方案优化模型,提出了基于拨道量相关性的拨道效果评价方法,实现拨道效果影响因素与拨道方案制定过程的有效结合;在某高速铁路有砟轨道捣固作业之中,验证了轨向平顺性控制方法的有效性。研究结果表明：拨道量过大或过小、拨道量顺坡率超标、拨道策略不利、设备精度不良均容易造成大机拨道作业效果不佳,需在拨道方案制定过程中加强对这些因素的控制和管理;通过在轨向平顺性控制中引入拨道量调整系数,并有效控制中长波不平顺、拨道量限值等参数,可提高计算模型对捣固车固有作业特性的适应能力;基于该方法制定了某作业区段的拨道方案,方案满足轨道平顺性管理要求,符合大机作业特点;采用该方案实施作业后,轨向30 m矢距差降至2 mm,300 m矢距差降至7 mm,降幅分别达到50%和48%;静态轨道质量指数由0.89降至0.64,降幅28%,实践证明提出的轨向平顺性控制方法可有效提升高速铁路有砟轨道平顺性。     

基于轮轨接触参数的固定辙叉设计方法

为了更好地设计固定辙叉结构,改进轮对与辙叉间的相互作用关系,提出了以接触参数为基础的设计方法,并对60 kg/m钢轨12号固定辙叉心轨及翼轨顶面的各部位尺寸进行优化.结果表明:将此固定辙叉心轨顶宽20 mm处降低值增大至4 mm,取消翼轨顶面1∶20横坡,并将翼轨顶面抬高范围改为从辙叉咽喉至心轨顶宽50 mm处,可较好的改善其轮轨关系,验证了本文设计方法的可行性和有效性.