基于结构相似深度卷积自编码的异常扣件检测模型

介绍了轨道扣件系统的基本功能，概述了已有的轨道异常扣件检测技术，归纳了基于机器视觉的传统检测方法和深度学习方法所关注的问题及存在的不足; 介绍了自编码的基本思想与形式化过程，提出了一种基于编解码架构的异常扣件检测模型; 分析了传统像素级图像相似度评价指标的缺陷，实现了基于结构相似的损失函数和图像异常判定; 构建了轨道扣件图像数据集，验证了模型的性能; 将代表性的误报与漏报图像可视化，描述了这些图像的表观特征，分析了发生漏报与误报可能的原因。研究结果表明:结构化相似指标显著提升了模型的检测性能，与具有相同网络架构但使用平均绝对误差和均方误差作为相似度评价指标的检测模型相比，模型的F值分别提升了14.5%和16.2%;与其他对比模型相比，提出的模型取得了最高的检测精确率和F值，分别达到了98.6%和98.1%，与次优的RotNet模型相比分别提升了6.0%和9.8%;召回率为97.1%，略低于深度支持向量数据描述(DSVDD)模型的98.4%;整体上看，F值比所有对比模型均高出超过9%，提出的模型表现出了明显的性能优势。      

大跨度公铁平层斜拉桥上无缝线路纵向力研究

为研究钢轨伸缩调节器及小阻力扣件对大跨度公铁平层斜拉桥上梁轨相互作用规律的影响，以某大跨度公铁平层斜拉桥为研究对象，基于梁轨相互作用理论，建立大跨度公铁平层斜拉桥上无缝线路纵向力分析有限元模型，对不同工况下斜拉桥上梁轨相互作用规律进行研究。研究结果表明：在公路及铁路列车荷载作用下，对于大跨度公铁平层斜拉桥上无缝线路而言，在主桥两侧设置钢轨伸缩调节器，可大幅降低梁轨间的相互作用力，并能满足钢轨强度及稳定性限值要求；当在主桥两侧布置钢轨伸缩调节器且伸缩调节器基本轨一侧分别铺设100 m小阻力扣件时，钢轨总应力及纵向总压力分别为243.6 MPa, 716.9 kN,能够满足钢轨强度及轨道稳定性要求，且减少小阻力扣件的应用。     

基于WJ-12型扣件的双块式无砟轨道结构优化设计

既有双块式无砟轨道结构在以货为主的客货共线铁路上存在扣件、轨枕安全储备不足、道床开裂严重等问题，尚未推广应用。针对上述问题，对采用WJ-12型扣件、配套无挡肩双块式轨枕的无砟轨道进行结构优化，并将隧道地段基础不均匀沉降作为偶然荷载纳入作用效应组合，基于数值模拟和极限状态法对道床板配筋进行重新设计。结果表明：为便于养护维修、增强轨道绝缘性能，满足钢筋保护层厚度，隧道地段轨道结构高度建议调整为545 mm;为减少施工流程，提高无砟轨道施工及运营质量，建议双块式轨枕取消穿筋孔设置；与高速铁路双块式无砟轨道通用参考图对比，建议客货共线双块式无砟轨道距隧道洞口小于200 m范围加强横向配筋，大于200 m范围加强纵向配筋。     

市域铁路大调整量扣件系统设计研发

我国运营的市域铁路线路中，部分无砟轨道地段由于施工控制不佳或线路沉降超标，使用垫板将扣件调整至最大调高状态，钢轨线形仍无法达到运营要求。结合市域铁路现场实际需求，研发一种新型大调整量扣件系统，扣件系统调高量提升至60 mm。通过对扣件系统关键参数及零部件理论计算分析，验证扣件系统的强度性能；开展扣件系统试制和室内试验，证明扣件系统各项指标满足规范要求，安全可靠，调高快捷方便。该研究可为解决市域铁路土建结构不均匀沉降较大问题提供参考。     

大跨度钢桁梁梁端转角超限轨道处置方案研究

针对大跨度钢桁梁梁端转角不满足无砟轨道铺设需求，且既有过渡板方案在工程应用中存在支座调平困难、运营维护工作量大的问题，以一座跨度168m简支钢桁梁为例，基于有限元分析方法结合对既有工程实践的调研与分析，对轨道工程处置方案进行研究。结果表明：梁端转角及悬出长度超限会引起梁缝处桥台一侧第1对扣件的上拔力超过其限值标准，应采取工程措施予以解决；大扣压力扣件方案具有结构简单、便于施工与运营维护等突出优点，在经检算采用大扣压力扣件可以满足解决梁端转角超限问题的前提下应优先采用，但为确保结构的可靠性，应结合扣件系统试验测试及实尺模型试验对工程实践进行验证。     

基于改进Faster R-CNN的高铁扣件检测算法

针对高铁无砟轨道中扣件发生松动，导致高铁扣件发生偏移或丢失的问题，提出一种基于改进Faster R-CNN的高铁扣件检测算法。在特征提取网络中引入可变形卷积，构建可变形残差卷积块，使特征提取过程更加集中于扣件区域，实现扣件状态的精确提取；并采用Alpha-IoU作为目标回归损失函数提高高铁扣件的回归精度。实验结果表明，该算法提高了高铁扣件的检测精度，相比于其他算法，能更准确地进行扣件定位和状态检测。     

WJ⁃8型扣件螺旋道钉摩擦因数测试方法北大核心

WJ‐8型扣件螺旋道钉和预埋套管的摩擦因数是判断连接副防松性能的关键技术参数,而常规螺栓-螺母连接副摩擦因数的测试方法不适用于螺旋道钉。本文以常规螺栓-螺母连接副摩擦因数试验方法为依据,考虑螺旋道钉-预埋套管连接副及扣件结构特点,系统地推导了螺旋道钉摩擦因数的计算公式,提出了螺旋道钉摩擦因数的测试方法,并通过优化接口、设计工装进行了试验验证。结果表明:利用公式推导得到的螺旋道钉-预埋套管连接副摩擦因数,计算得到的弹条标准安装状态扣压力与试验结果基本一致,本文方法适用于螺旋道钉摩擦因数的测试。     

铁路轨道部件注塑模具随形冷却流道的增材制造工艺参数优化

梳理了注塑模具的研究现状并设计了铁路轨道高分子材料部件模具的随形冷却流道。采用选区激光熔化技术完成随形冷却流道的增材制造和无支撑流道的工艺参数优化，当下表面填充的激光速度为2 000 mm/s、激光功率为120 W，下表面轮廓的激光速度为800 mm/s、激光功率为150 W时，能够提升流道内壁的成型效果和表面质量。通过对随形冷却流道的尺寸精度检测及力学性能试验，流道位置精度可达99%，直径精度可达98%，圆度为0.089 mm，平行于基板方向的抗拉强度为1 270 MPa，垂直于基板方向抗拉强度为1 040 MPa，硬度平均值为39.2 HRC。铁路轨道部件注塑模具随形冷却流道的尺寸精度及强度满足要求，可用于模具后续研究。