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一种兼顾仿真效率和精度的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型 被引量：1
1
作者 王伟 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 陈鹏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期10-20,共11页
车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜... 车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜索轮轨空间接触点中引入轮轨准弹性修正的、更为精细的轮轨接触几何关系,并将迹线法融入到交叉迭代中求解车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程,实现了同步进行轮轨接触点搜索与车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程求解,提高了模型分析精度和数值计算效率;然后,为验证理论模型的正确性,与相关文献结果进行了对比计算,验证了模型和算法的有效性;最后,分析了模型的四类简化形式对系统响应的影响。研究表明:采用集中支撑的弹性元件模拟钢轨扣件,无法真实反映两侧扣件对钢轨侧滚振动的协同约束作用,将导致计算结果失真,采用分离支撑的弹性元件模拟钢轨扣件更为合理;轨道结构底座板参振对系统响应的影响显著,在模型中应给予考虑;底座板超出轨道板的部分对系统响应的影响较小,所产生的误差在可接受范围内;轨道子系统模型A能兼顾仿真效率和计算精度,适合用作车辆-三层轨道非线性空间耦合系统振动精细化分析模型。 展开更多
关键词 车辆-轨道非线性空间耦合动力学 高速铁路 交叉迭代 准弹性修正 有限元模型
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基于探地雷达单道信号的碎石道床病害智能识别 被引量：1
2
作者 井国庆 卜俊杰 彭湛 《铁道学报》 北大核心 2025年第6期170-178,共9页
基于探地雷达的铁路碎石道床病害检测技术是指导铁路基础设施养护维修的重要技术手段,目前该技术主要通过人工解读雷达图像的方式给出病害区域,自动化水平较低。提出一种利用神经网络技术对铁路碎石道床病害智能识别的方法。该方法对雷... 基于探地雷达的铁路碎石道床病害检测技术是指导铁路基础设施养护维修的重要技术手段,目前该技术主要通过人工解读雷达图像的方式给出病害区域,自动化水平较低。提出一种利用神经网络技术对铁路碎石道床病害智能识别的方法。该方法对雷达单道信号进行多特征提取,并进行特征敏感性分析,利用神经网络技术进行训练,可实现对正常道床、含水异常和翻浆冒泥的准确识别。结果表明,该方法在测试集上的病害识别准确率达到95.89%,在相邻铁路线上的准确率为90.19%。此研究显著提高了病害检测的效率和准确性,对铁路道床维护和安全运营提供了重要的技术支持,具有实际应用价值。 展开更多
关键词 碎石道床 探地雷达 特征值 神经网络 无损检测
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基于点云配准与最近邻搜索的钢轨磨耗测量方法 被引量：1
3
作者 曾杉 王文斌 +3 位作者 尹太军 彭建川 刘艳彩 张杰 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第1期55-65,共11页
提出了基于点云配准和最邻近搜索的方法,以解决钢轨轨腰处钢印噪声导致的轨顶磨耗测量点识别误差较大的问题,并成功实现了钢轨垂直和侧面磨耗点的自动定位。首先,通过坐标系旋转和点云滤波等预处理技术,以钢轨轮廓作为数据单元,获取有... 提出了基于点云配准和最邻近搜索的方法,以解决钢轨轨腰处钢印噪声导致的轨顶磨耗测量点识别误差较大的问题,并成功实现了钢轨垂直和侧面磨耗点的自动定位。首先,通过坐标系旋转和点云滤波等预处理技术,以钢轨轮廓作为数据单元,获取有效的钢轨配准数据。接着,采用非线性拟合方法拟合轨腰圆弧的圆心,以此作为基准点进行任意状态下的点云初步粗配准。对于在轨腰处出现钢印编号的实际测量情况,采用了轨顶与轨腰点云的ICP加权精配准方案,实现测量轮廓与标准轮廓的精确重合。最后,根据钢轨磨耗计量办法,以标准钢轨轮廓指定位置坐标线为基准线,在配准后的点云数据中,通过最邻近搜索的方法寻找距离基准线最近的坐标,从而精确定位磨耗测量点的位置。实验结果表明,该方法能高效且精确地提取钢轨磨耗测量点。文章最后以三维图的方式展示磨耗测量点与标准轮廓的对比,其特征点提取的标准偏差小于0.1 mm,最大偏差小于0.3 mm。 展开更多
关键词 钢轨磨耗 点云预处理 加权点云配准 最近邻搜索
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重载铁路道岔尖轨声发射波传播特性研究
4
作者 冯青松 袁佳鹏 +1 位作者 刘健 刘庆杰 《华东交通大学学报》 2025年第5期93-103,共11页
为研究重载铁路道岔尖轨中伤损产生的声发射波的传播特性,以重载铁路12号道岔尖轨为研究对象,结合Abaqus仿真与断铅声发射实验技术,通过断铅实验模拟尖轨伤损产生的声发射信号,对道岔尖轨的声发射仿真方法展开了细致剖析,验证了仿真模... 为研究重载铁路道岔尖轨中伤损产生的声发射波的传播特性,以重载铁路12号道岔尖轨为研究对象,结合Abaqus仿真与断铅声发射实验技术,通过断铅实验模拟尖轨伤损产生的声发射信号,对道岔尖轨的声发射仿真方法展开了细致剖析,验证了仿真模型的正确性与有效性,并通过现场实测,对仿真结果进行了验证。结果表明:尖轨不同特征断面中的伤损发射信号具有相似的频率分布特征,然而,其强度会随着特征断面的增大而逐步降低,并且在传导距离不断增加的情况下,能量于小波时频图中会朝着其他频段进行分散;伤损模型的引入使各频段声发射信号响应增大,特别是在160~200 kHz产生异常峰值,通过现场实测也验证了这一结果。研究成果可为道岔尖轨伤损检测中声发射信号的分析与应用提供参考。 展开更多
关键词 重载铁路 道岔尖轨 伤损检测 声发射技术 断铅实验
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多模态深度学习在钢轨顶面伤损检测中的应用研究综述
5
作者 程雨 刘金朝 +1 位作者 张长伦 张国粹 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期70-86,共17页
针对基于深度学习的多模态钢轨顶面伤损检测问题,分析使用多模态数据进行病害识别的优势,阐述多模态深度学习的最新成果及其在钢轨顶面伤损检测中的应用,并明确基于深度学习的多模态病害检测面临的挑战和未来的研究方向。从多模态联合... 针对基于深度学习的多模态钢轨顶面伤损检测问题,分析使用多模态数据进行病害识别的优势,阐述多模态深度学习的最新成果及其在钢轨顶面伤损检测中的应用,并明确基于深度学习的多模态病害检测面临的挑战和未来的研究方向。从多模态联合与协同特征表示、多模态显式对齐与隐式对齐以及不同方式的多模态融合方法等方面分析多模态深度学习基本理论和研究现状;结合钢轨振动信号、巡检图像和三维点云等多模态数据,梳理当前最新的基于深度学习的不同模态间数据融合算法和病害检测方法。结果表明:针对钢轨多模态数据,当前研究方向主要有多模态表示、多模态对齐和多模态融合3种与识别检测有关的方法;针对基于深度学习的多模态钢轨顶面伤损检测,当前研究主要包含振动信号与巡检图像融合检测、灰度图像数据与三维点云数据融合检测方法;总体上,使用多模态深度学习技术对钢轨进行病害识别能有效提高准确率,在一定程度上排除错检的情况。对钢轨的多模态数据基于增强语义的共享性和互补性学习特征表示、结合特征点对齐和隐式对齐的混合对齐模型、基于转换器网络的多模态融合检测以及缺失模态融合检测会成为钢轨顶面伤损检测未来研究方向,将为工程应用提供有价值的参考。 展开更多
关键词 钢轨 病害识别 伤损检测 深度学习 多模态融合 综述
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铁路轨道平顺性状态评估及预测研究进展
6
作者 李再帏 刘晓舟 +1 位作者 施洁 尹梓人 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期49-63,共15页
铁路轨道平顺性状态关乎列车运行的安全性和舒适性,因此对轨道不平顺特征分析、轨道质量评价及轨道平顺性发展预测的研究具有重要的现实意义。该研究综述了近年来关于轨道平顺性评估及其状态预测的相关研究工作,主要围绕轨道不平顺分布... 铁路轨道平顺性状态关乎列车运行的安全性和舒适性,因此对轨道不平顺特征分析、轨道质量评价及轨道平顺性发展预测的研究具有重要的现实意义。该研究综述了近年来关于轨道平顺性评估及其状态预测的相关研究工作,主要围绕轨道不平顺分布特征分析、轨道服役状态评价和轨道平顺性发展预测三个方面展开,讨论了既有的各类研究的先进性与不足之处,分析了未来可进一步深化的研究方向。研究结果表明:在轨道不平顺分布特征研究方面,未来需要进一步融合动态与静态不平顺检测数据特征,同时需要加强对敏感薄弱轨道区段的跟踪研究;轨道平顺性状态评价方法方面,目前以时域幅值管理为主,频域波长管理指标还处于探索阶段,未来需进一步研究频域波长与时域幅值的关系,构建蕴含波长参数的轨道质量评价体系;在轨道平顺性发展预测研究方面,相比于有砟线路和普速铁路,无砟线路和高速铁路的研究相对较少,相关研究未充分考虑轨道结构状态性能的演化,未来需要根据实际环境与养修因素来构建满足工务生产要求的预测模型。 展开更多
关键词 铁路轨道 轨道不平顺 轨道质量 评价模型 养护维修
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基于拨道量最小的普速铁路平曲线线形优化方法
7
作者 曹娟华 《科学技术创新》 2025年第23期217-220,共4页
针对既有普速铁路因长期运营导致线形偏离原始设计,难以指导线路维修的难题,本文开展基于拨道量最小的线路平曲线线形优化方法分析。通过线路坐标测量获取线路数据,依次对线路进行直线段拟合、圆曲线拟合、缓和曲线参数计算,明确基本线... 针对既有普速铁路因长期运营导致线形偏离原始设计,难以指导线路维修的难题,本文开展基于拨道量最小的线路平曲线线形优化方法分析。通过线路坐标测量获取线路数据,依次对线路进行直线段拟合、圆曲线拟合、缓和曲线参数计算,明确基本线形参数;结合目标函数与迭代优化,以拨道量最小为目标,对平曲线线形进行整体优化。该方法可有效拟合普速铁路实际线形,显著降低拨道量,为普速铁路运营养护提供精准技术支撑。 展开更多
关键词 普速铁路 拨道量最小 平曲线 参数拟合 线形优化
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铁路基础设施空天地一体化智能巡检解决方案研究 被引量：3
8
作者 袁敦磊 徐天涛 +3 位作者 王廷昌 李建国 王振 杨鹤猛 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期144-158,共15页
随着我国铁路运营里程不断增长,传统巡检手段与模式无法满足铁路运行日益增长的安全与效益需求。通过分析铁路基础设施巡检需求,基于无人机、卫星遥感等新型技术,构建空天地一体化智能巡检技术体系,提出应用解决方案和实现路径,设计组... 随着我国铁路运营里程不断增长,传统巡检手段与模式无法满足铁路运行日益增长的安全与效益需求。通过分析铁路基础设施巡检需求,基于无人机、卫星遥感等新型技术,构建空天地一体化智能巡检技术体系,提出应用解决方案和实现路径,设计组件化和插件化的系统框架。以彩钢瓦隐患智能检测算法插件化为例进行算法消融实验,结果表明,提出的BIN-Deep LabV3+算法,对卫星和无人机影像均具有良好适用性,mIOU和mPA分别达89.11%和94.83%,可实现插件化应用。通过选取京沪线部分区段进行示范应用,验证了体系的可行性和先进性,空天地多源巡检方式协同互补,可及时有效发现更多安全隐患,为铁路基础设施巡检提供多手段、全流程、一站式、智能化、精益化的应用模式。 展开更多
关键词 铁路基础设施 巡检 空天地一体化 卫星遥感 无人机 组件化 插件化
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基于熵权法的CA砂浆脱空位置对单元式无砟轨道动力状态影响评价研究 被引量：1
9
作者 张芷寒 高亮 +4 位作者 郭志鹏 赵书鑫 钟阳龙 王继 姜涵文 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期125-135,共11页
随着高速铁路运营时间增加,CRTSⅠ型板式无砟轨道脱空现象日益加剧。多种因素影响造成的脱空在空间位置上随机分布。为明确脱空位置对轨道结构动态服役性能的影响,提出时、频域融合的轨道动力状态综合评价方法。为验证构建的轨道动力状... 随着高速铁路运营时间增加,CRTSⅠ型板式无砟轨道脱空现象日益加剧。多种因素影响造成的脱空在空间位置上随机分布。为明确脱空位置对轨道结构动态服役性能的影响,提出时、频域融合的轨道动力状态综合评价方法。为验证构建的轨道动力状态综合评价方法的有效性和准确性,建立高速车辆-无砟轨道-路基系统耦合动力学模型,获取不同脱空位置下的轨道结构动力响应;选取钢轨、轨道板、底座板和路基子结构为研究对象,将各结构加速度、位移响应的时程和功率谱密度特征作为评价指标,采用波形因子、脉冲因子、峭度因子、偏度因子和裕度因子指标对时、频域评价指标进行无量纲处理;并采用熵权法实现砂浆脱空位置对轨道动力状态的影响评价。研究结果表明:对比无脱空、板边脱空、板中脱空条件下轨道结构振动加速度的时、频域响应结果可知,钢轨、轨道板垂向加速度受板边脱空影响整体大于板中脱空影响,但板边/板中不同纵向位置脱空产生的加速度峰值相差不大;脱空会造成钢轨、轨道板加速度共振峰的前移,但仅靠时、频域响应难以准确描述不同CA砂浆脱空位置对轨道结构动力状态的影响规律。而采用熵权法建立的轨道动力状态评价结果可知,沿线路纵向不同位置处的脱空,板端位置脱空对轨道结构的影响更大;线路横向不同位置处的脱空,板边位置脱空对轨道结构的动力状态影响更大;CA砂浆脱空的最不利位置为板端角处。研究结果可为其他条件下的轨道结构服役状态的判定提供借鉴,并为轨道结构科学准确的养护维修提供参考依据。 展开更多
关键词 高速铁路 无砟轨道 砂浆脱空 熵权法 动力状态
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基于廓形数据的钢轨表面伤损辨识方法研究 被引量：1
10
作者 孙永奎 孙思琦 +1 位作者 曹源 宿帅 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期90-97,共8页
针对重载铁路钢轨表面伤损识别问题,提出一种基于钢轨廓形数据的钢轨表面伤损辨识方法.首先,提出基于统计特征与多尺度排列熵相结合的混合特征提取方法,解决单一特征提取方法所提取的伤损特征表征不够全面的问题;其次,提出基于ReliefF... 针对重载铁路钢轨表面伤损识别问题,提出一种基于钢轨廓形数据的钢轨表面伤损辨识方法.首先,提出基于统计特征与多尺度排列熵相结合的混合特征提取方法,解决单一特征提取方法所提取的伤损特征表征不够全面的问题;其次,提出基于ReliefF和改进蚁群算法的二阶特征选择方法,实现钢轨伤损有效特征的快速选择,得到最佳特征集合;最后,采用基于径向基核函数(RBF)的支持向量机(SVM)实现钢轨表面伤损辨识.依托株洲中车时代电气股份有限公司采集的7种常见工况下共计3500组廓形数据开展实验,结果表明:相比于单一特征提取方法及单一特征选择方法,所提方法能够进一步提升重载铁路钢轨表面伤损识别准确率,可达99.43%. 展开更多
关键词 钢轨表面伤损辨识 廓形数据 二阶特征选择 改进蚁群算法 支持向量机
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基于聚类算法的钢轨内部伤损检测与分类 被引量：1
11
作者 吴福培 周旭 李昇平 《铁道学报》 北大核心 2025年第8期134-142,共9页
准确检测钢轨内部伤损对确保列车的运行安全具有重要意义。为提高钢轨内部伤损智能检测的学习能力,提出一种基于聚类算法的钢轨内部伤损检测与分类方法。首先,通过分析B型图像噪声特征提出基于游程编码的噪声去除方法,有效去除噪声并保... 准确检测钢轨内部伤损对确保列车的运行安全具有重要意义。为提高钢轨内部伤损智能检测的学习能力,提出一种基于聚类算法的钢轨内部伤损检测与分类方法。首先,通过分析B型图像噪声特征提出基于游程编码的噪声去除方法,有效去除噪声并保留关键信息。其次,基于轨头、轨腰、轨底三个区域常见伤损特征的分布规律,提出一种基于多维特征融合的聚类算法(CMF),以实现对钢轨内部伤损的准确分类。最后,由开发的伤损检测仪采集的76张钢轨B型图像进行伤损检测和分类,评估所提方法的准确性。实验结果表明,样品集所含的1554个伤损中,本文所提出方法的平均检测分类正确率为97.55%,漏检率为1.93%,其中轨头区域、轨腰区域和轨底区域的伤损检测正确率分别为99.03%、96.21%和97.99%,而对应漏检率分别为0.72%、2.79%和2.01%,实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 钢轨内部伤损 缺陷检测 聚类算法 噪声去除
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变截面板中SH导波传播特性分析及缺陷检测
12
作者 栗霞飞 吴斌 +4 位作者 刘秀成 刘尧 李佳明 王欢 赵娜 《声学技术》 北大核心 2025年第1期56-64,共9页
为了实现变截面缺陷的无损检测,对变截面板结构中水平剪切(shear horizontal,SH)导波的传播特性进行了仿真与实验研究,利用有限元软件分析了变截面、焊缝等因素对SH导波传播特性的影响。同时在变截面板上开展了导波检测实验,分析了SH导... 为了实现变截面缺陷的无损检测,对变截面板结构中水平剪切(shear horizontal,SH)导波的传播特性进行了仿真与实验研究,利用有限元软件分析了变截面、焊缝等因素对SH导波传播特性的影响。同时在变截面板上开展了导波检测实验,分析了SH导波传播特性对缺陷检测能力的影响。开展了对变截面板缺陷的检测实验,从时域、时频域分析了不同深度缺陷变化对检测信号的影响。结果表明:SH导波在变截面板中传播时,会发生模态转换,且模态数量也会发生变化;SH导波在带有焊缝的变截面板中传播时,变截面板中焊缝的存在不影响SH导波的模态转换和模态数量;针对位于焊缝后方的缺陷,SH导波同样可以实现缺陷的检测,且高频SH导波检测灵敏度更高。有限元仿真结果与实验结果一致,证明该模型可以实现对变截面板缺陷的有效分析,具有重要的工程应用前景。 展开更多
关键词 水平剪切(SH)导波 变截面板 焊缝 缺陷
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混凝土结构缺陷低频超声阵列成像方法研究
13
作者 刘昊 李再帏 +4 位作者 范国鹏 朱文发 张辉 徐吉超 张海燕 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第10期4712-4725,共14页
在外部荷载以及环境因素的共同作用下,混凝土结构内部及层间界面处难免会出现孔洞、脱空等缺陷,从而降低结构的承载能力,甚至引发严重的安全事故。考虑到超声波在混凝土结构内具有明显的衰减特性,通常采用低频超声阵列来构建检测方案。... 在外部荷载以及环境因素的共同作用下,混凝土结构内部及层间界面处难免会出现孔洞、脱空等缺陷,从而降低结构的承载能力,甚至引发严重的安全事故。考虑到超声波在混凝土结构内具有明显的衰减特性,通常采用低频超声阵列来构建检测方案。然而,常规超声全聚焦方法(total focusing method,TFM)由于受此类结构复杂声学特性的影响,且该方法主要利用回波信号的幅值信息进行成像,相位信息利用不充分,导致成像图中存在很多伪像;此外,由于该方法未对超声回波信号的声时信息进行校正,导致结构深处缺陷定位精度存在很大的偏差。针对轨道板圆孔缺陷以及隧道衬砌脱空缺陷检测遇到的瓶颈问题,迫切需要开展低频超声阵列成像方法的研究。首先,从全矩阵捕获(full matrix capture,FMC)的接收信号中提取符号相干因子(symbolic coherence factor,SCF),充分利用缺陷散射信号的幅值和相位信息构建SCF成像方法;在此基础上,引入脉冲峰值延迟(pulse peak delay,PPD)对低频超声的声时进行矫正,构建PPD-SCF成像方法;最后,基于图像信噪比和强度曲线定量评估超声检测性能。数值仿真与现场实验的研究结果表明:相对于全聚焦方法,SCF方法能够有效抑制噪声,显著提高多圆孔缺陷以及脱空缺陷的成像分辨率;PPD-SCF方法在确保高分辨率成像的前提下,有效提升缺陷的定位精度。超声阵列SCF方法和PPD-SCF方法可为混凝土结构缺陷检测提供重要的理论支撑及工程应用指导。 展开更多
关键词 混凝土结构 低频超声阵列 缺陷检测 符号相干因子 脉冲峰值延迟 成像分辨率
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轨道交通U型梁日照温度场试验及数值模拟
14
作者 李奇 江前辉 +1 位作者 吴定俊 汪吉豪 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第9期99-104,共6页
研究目的:轨道交通U型梁几何外形具有特殊性,有关其温度场的研究较为缺乏,亟需获得U型梁日照温度场分布规律,进而为温度效应的精确计算提供依据。采用现场测试及数值模拟的方法对青岛某轨道交通U型梁温度场进行研究。基于实测太阳辐射... 研究目的:轨道交通U型梁几何外形具有特殊性,有关其温度场的研究较为缺乏,亟需获得U型梁日照温度场分布规律,进而为温度效应的精确计算提供依据。采用现场测试及数值模拟的方法对青岛某轨道交通U型梁温度场进行研究。基于实测太阳辐射强度数据,修正晴空理论模型相关参数,建立U型梁温度场三维瞬态有限元分析模型,确定其边界条件和初始条件。将数值计算温度场与现场实测结果进行对比验证,并进一步对比U型梁与箱梁的日照温度梯度。研究结论:(1)7月份正午时截面温差最大达17℃,顶板和底板上部温度最高,沿顶板和底板高度方向竖向向下温度呈现非线性降低趋势;(2)U型梁腹板遮挡效应导致底板阴影区温度低于光照区,形成明显的横向温度差异;(3)除梁端附近外,U型梁温度分布沿纵向变化较小,U型梁外表面棱角处因双向对流作用,温度更接近环境温度,在其周围形成条带状温度分布;(4)U型梁与箱梁相比没有顶板的遮挡效应,两者日照温度梯度存在明显差异,有必要进一步针对U型梁温度梯度的规范取值模式及大小进行深入研究;(5)本研究结论对U型梁的设计与运营维护具有参考作用。 展开更多
关键词 轨道交通 U型梁 温度场 现场测试 数值模拟
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基于FEDformer的高速铁路轨道不平顺和车辆车体加速度关联模型
15
作者 郝晓莉 樊志兴 +1 位作者 杨飞 王剑 《铁道学报》 北大核心 2025年第10期62-69,共8页
车体振动加速度表征轮轨相互作用动力学响应,是评估轨道局部缺陷和长期性能演变的敏感指标。提出一种改进的FEDformer深度学习模型,实现从轨道几何参数到车体振动加速度的预测。研究采用中国高速铁路综合检测列车实测数据,输入包括8维... 车体振动加速度表征轮轨相互作用动力学响应,是评估轨道局部缺陷和长期性能演变的敏感指标。提出一种改进的FEDformer深度学习模型,实现从轨道几何参数到车体振动加速度的预测。研究采用中国高速铁路综合检测列车实测数据,输入包括8维轨道不平顺参数及列车运行速度,输出为车体垂向、横向振动加速度。针对轨道-车辆系统的复杂耦合特性,设计不等长序列处理方式、数据维度扩增方法,通过频域注意力机制增强波长敏感性,以提升垂向、横向振动的预测精度。跨线路、跨车型验证结果表明,相较于业界方法,本模型使垂向振动预测相关系数提升1.29%~14.77%,横向振动预测相关系数显著提高3.89%~31.01%。研究成果为轨道状态评估提供新的技术手段,为轨道养护决策提供科学依据。 展开更多
关键词 轨道健康监测 车体振动 深度学习 频域分析 FEDformer
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高速铁路轨道不平顺动静态数据反演研究
16
作者 何庆 马玉松 +3 位作者 孙华坤 李晨钟 何红宇 王平 《铁道学报》 北大核心 2025年第4期94-102,共9页
依据轨道不平顺检测数据进行超限等级划分和扣分评定是铁路工务部门对轨道几何状态进行评价的重要管理办法。现有研究中针对动静态检测数据反演的模型较少且适用性相对较弱,利用动静数据间的映射关系,建立一种基于双向长短期记忆网络的... 依据轨道不平顺检测数据进行超限等级划分和扣分评定是铁路工务部门对轨道几何状态进行评价的重要管理办法。现有研究中针对动静态检测数据反演的模型较少且适用性相对较弱,利用动静数据间的映射关系,建立一种基于双向长短期记忆网络的峰值预测模型。模型以动态检测数据为输入,实现静态检测数据预测反演。同时,提出数据三步变换法和多步长匹配机制改进模型性能。结合某高速铁路线路不同区段的轨道几何检测数据进行案例分析,结果表明:改进后模型精度提高70%以上,可实现对不同区段的垂、横向检测数据的准确预测,预测结果的平均绝对误差和均方根误差分别降低了75.27%和71.21%。 展开更多
关键词 高速铁路 动静轨检数据 双向长短期记忆网络 多步长匹配机制 数据反演
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基于无人机巡检的铁路隧道口墙体裂缝智能检测技术 被引量：5
17
作者 吴克烽 许贵阳 白堂博 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第2期115-122,134,共9页
铁路隧道口墙体裂缝严重危害轨道列车的运行安全,针对隧道口人工巡检周期长、准确性低等问题,提出一种基于无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)巡检和RFA-YOLOv8模型的铁路隧道口墙体裂缝检测方法.首先,通过UAV巡检获取铁路隧道口高清... 铁路隧道口墙体裂缝严重危害轨道列车的运行安全,针对隧道口人工巡检周期长、准确性低等问题,提出一种基于无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)巡检和RFA-YOLOv8模型的铁路隧道口墙体裂缝检测方法.首先,通过UAV巡检获取铁路隧道口高清影像数据,对采集到的图像进行预处理,并对隧道口墙体裂缝进行标注,构建墙体裂缝训练数据集;其次,根据隧道口墙体裂缝特征,改进YOLOv8目标检测模型,引入感受野注意力卷积(Receptive Field Attention Convolution,RFAConv)构建全新的C2f_RFA模块,从而替换主干网络中的C2f模块,提高模型对裂缝所在区域的关注度,使用BiFPN结构替换原有的特征融合网络,提高模型对不同尺度目标的检测效果,使用EIoU损失函数替换CIoU,最小化目标预测框和真实框的高度和宽度差异,提高模型的检准率;最后,通过对比试验、消融试验及检测效果可视化3个方面对RFA-YOLOv8进行验证和评价.研究结果表明:RFA-YOLOv8模型相较于YOLOv8原模型,小裂缝漏检情况得到改善,裂缝检测召回率及平均精度均值分别提高了3.8%、2.5%,能够较好地利用无人机巡检采集的隧道口墙体图像数据,实现对隧道口墙体裂缝的准确检测. 展开更多
关键词 铁路隧道 无人机巡检 裂缝检测 YOLOv8 感受野注意力
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基于深度学习的轨道动检干扰数据识别与分类
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作者 苏成光 高凯 +3 位作者 张岷 张煜 杨飞 程培涛 《铁道学报》 北大核心 2025年第2期102-110,共9页
针对阳光、雨雪、设备故障等因素对轨道动检数据产生的干扰难以识别,人工分类效率低且易出现漏检与误检等问题,提出一种基于一维多通道特征融合的轨道动检数据分类算法,对高速铁路轨道动检数据的干扰因素进行智能识别与分类。该算法设... 针对阳光、雨雪、设备故障等因素对轨道动检数据产生的干扰难以识别,人工分类效率低且易出现漏检与误检等问题,提出一种基于一维多通道特征融合的轨道动检数据分类算法,对高速铁路轨道动检数据的干扰因素进行智能识别与分类。该算法设计一种用于提取多通道一维数据特征的FE Block模块,引入通道注意力机制提高关键特征的学习效果。在自建高速铁路轨道动检数据干扰因素数据集上的实验结果表明,所提出的RA-Net模型在同时使用Dropout层以及通道注意力模块的情况下得到的网络效果最好,准确率、平均精度、平均召回率、平均F1分数指标均达到最优;该模型在五分类、二分类数据集上准确率分别达到98.86%、99.77%,优于同类方法。 展开更多
关键词 高速铁路 轨道动检数据 干扰因素 深度学习 智能分类
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国际标准ISO 23054-1:2022与国内外既有标准对比研究
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作者 杨飞 田新宇 +2 位作者 高亮 刘秀波 刁洪宝 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第7期98-103,共6页
研究目的:由于各国在轨道几何管理项目、测量系统及评价方法方面仍存在差异,国际铁路界长期缺乏统一的轨道几何测量与评估准则。2022年8月发布的国际标准《铁路应用轨道几何质量第1部分:轨道几何及其质量描述》(ISO 23054-1:2022)填补... 研究目的:由于各国在轨道几何管理项目、测量系统及评价方法方面仍存在差异,国际铁路界长期缺乏统一的轨道几何测量与评估准则。2022年8月发布的国际标准《铁路应用轨道几何质量第1部分:轨道几何及其质量描述》(ISO 23054-1:2022)填补了这一空白。本文在解读ISO 23054-1国际标准的基础上,对国内外轨道几何标准进行系统对比分析,阐明各标准在轨道几何参数定义及评估方法等方面的异同点。研究结论:(1)ISO 23054-1标准统一了轨道几何参数的定义,明确了惯性基准测量系统与弦测系统的测量要求,提出了波长范围法与弦测法的转换机制,并规范了滤波器设计程序;(2)各国标准在轨距点位置、轨距变化率及三角坑基长、弦长/波长等级、标准偏差计算方式等方面存在差异;(3)ISO标准以中国行业标准为基础,融合了欧洲等国家以及日本的规范,为全球轨道质量检测标准化提供了技术依据。 展开更多
关键词 国际标准化组织 轨道几何质量 轨道测量 评估方法 滤波器
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运营高速铁路竖曲线动态检测高低S形长波不平顺分析
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作者 江来伟 赵玉元 +2 位作者 岑敏仪 张同刚 李阳腾龙 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期3064-3074,共11页
从竖曲线长度、检测时间以及截止波长3个角度,探究动态检测高低S形长波不平顺的有关特性,再通过设计长波滤波器开展仿真实验,证实高低S形长波不平顺为车体垂向加速度突变引发的特定结果。最后,用3项特征参数(ρ,L,λ)对S形长波不平顺予... 从竖曲线长度、检测时间以及截止波长3个角度,探究动态检测高低S形长波不平顺的有关特性,再通过设计长波滤波器开展仿真实验,证实高低S形长波不平顺为车体垂向加速度突变引发的特定结果。最后,用3项特征参数(ρ,L,λ)对S形长波不平顺予以描述,并对其与线路的坡度代数差(Δi)、竖曲线半径(R)之间的变化关系予以量化。研究结果表明:竖曲线主点区段高低长波不平顺由车体垂向加速度突变所引发,是纵断面设计不完善所致。研究成果对高铁设计、施工和运维的理论和技术有一定的参考价值。 展开更多
关键词 高速铁路 动态检测 轨道高低 竖曲线 长波不平顺
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