检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道科学与工程学报 2024年第9期21卷 3595-3607页

作者：汪梦寒顾晓菡王安斌上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620

为研究国内地铁科隆蛋扣件直线路段钢轨表面出现的短波长波磨现象,用CAT波磨仪测试钢轨波磨静态特征,通过力锤敲击法测试轨道结构的频率响应函数以及轮轴的模态特性。考虑簧下质量用ABAQUS软件建立轮轨耦合有限元模型,并基于此建立三维... 详细信息

为研究国内地铁科隆蛋扣件直线路段钢轨表面出现的短波长波磨现象,用CAT波磨仪测试钢轨波磨静态特征,通过力锤敲击法测试轨道结构的频率响应函数以及轮轴的模态特性。考虑簧下质量用ABAQUS软件建立轮轨耦合有限元模型,并基于此建立三维瞬态滚动有限元模型,分析轮轨耦合条件下轨道的模态特性以及轮轨瞬态滚动特性。基于轨道结构振动理论与瞬态滚动理论,分析轮轨耦合系统动态特性与钢轨波磨的相关性。研究结果表明:在直线路段左右轨钢轨磨损的程度几乎一致,钢轨波磨主要波长为30~40 mm,在运营车速为80 km/h的车速下波磨波长的通过频率为555~740 Hz;轮轨耦合系统在波磨波长通过频率范围内振动的模态振型主要表现为钢轨相对于轨道板的垂向弯曲振动;在25~50mm短波长凹坑的激励下轮轨垂向力差值显著频率和轮轨耦合系统的垂向弯曲振动频率与波磨波长通过频率相吻合,钢轨波磨的产生与该路段钢轨的垂向Pinned-Pinned频率关系不大,主要是轮轨耦合系统570~710 Hz内钢轨的垂向中高频固有特性被钢轨表面损伤激发导致的。轨道结构波磨的产生主要与轨道结构中高频固有特性相关,轮轨耦合中高频模态特征被激发是诱发和加剧钢轨波磨发展的根本原因。研究成果可为解释科隆蛋扣件直线路段钢轨波磨的形成奠定有关理论基础。

关键词：科隆蛋扣件钢轨波磨轮轨耦合动态特性凹坑激励中高频模态

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基于TimeGAN增强的CNN-LSTM模型在盾构掘进地表沉降中的预测研究

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隧道建设（中英文） 2024年第11期44卷 2223-2232页

作者：郁万浩刘陕南肖晓春上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海隧道工程有限公司上海200032

为更准确地预测小数据量下盾构法施工造成的地表沉降,提出基于TimeGAN(time series generative adversarial networks,时间序列生成对抗网络)增强的CNN(convolutional neural networks,卷积神经网络)-LSTM(long short-term memory,长短期记忆网络)盾构掘进地表沉降预测模型,并依托上海北横通道新建工程Ⅱ标盾构施工项目验证该增强模型的性能。首先,选取300环的部分施工参数、地质参数、几何参数以及地表最大沉降,对比LSTM、CNN-LSTM与TimeGAN-CNN-LSTM的性能,证明CNN-LSTM对于盾构施工环境下多参数的预测效果明显优于LSTM,TimeGAN-CNN-LSTM增强模型优于CNN-LSTM;然后,通过更改训练集及测试集的大小,对不同数据集下TimeGAN-CNN-LSTM增强模型相较CNN-LSTM的预测效果进行研究。结果表明:TimeGAN-CNN-LSTM增强模型预测效果相较CNN-LSTM模型提升显著,且当训练集与测试集比值为4~8时,提升最为显著。

关键词：盾构隧道地表沉降卷积神经网络长短期记忆网络时间序列生成对抗网络

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基于级联网络的钢轨顶面缺陷检测方法研究

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铁道标准设计 2023年第3期67卷 90-97页

作者：张晓宇李立明柴晓冬郑树彬汪晨曦上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620

长期的高速行驶会引起车辆振动,使钢轨顶面形成孔洞、擦伤和疤痕等各种缺陷,这些缺陷不仅会影响钢轨顶面的外观,还会对钢轨的性能和安全性产生长期不利影响。针对钢轨顶面缺陷类型多变、背景杂乱、对比度低、噪声干扰等因素影响,提出一... 详细信息

长期的高速行驶会引起车辆振动,使钢轨顶面形成孔洞、擦伤和疤痕等各种缺陷,这些缺陷不仅会影响钢轨顶面的外观,还会对钢轨的性能和安全性产生长期不利影响。针对钢轨顶面缺陷类型多变、背景杂乱、对比度低、噪声干扰等因素影响,提出一种基于级联网络的钢轨顶面缺陷检测方法。利用图像垂直微分投影法分割出钢轨顶面区域,在此基础上使用级联网络对钢轨顶面上的疤痕缺陷进行检测。其中,为更好地优化缺陷特征细节,在特征提取阶段引入轻量级的卷积注意力机制模块;采用信道加权模块与残差解码器模块相结合的方式进行缺陷特征恢复;为得到边缘清晰的缺陷对象,在特征恢复之后设计了一个边界精细化网络结构。实验结果表明,该方法的平均绝对误差仅为0.0012,AUC值达到0.9935,单张图片平均检测速度仅为0.041 s,对于Ⅰ型和Ⅱ型钢轨顶面疤痕缺陷的检测精度分别达到98.6%和96.4%。利用该深度学习网络模型能较好地检测出钢轨顶面的疤痕缺陷,具有较高的工程实用价值。

关键词：钢轨顶面缺陷检测级联网络深度学习投影法注意力机制边界精细化图像处理

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城轨列车踏面制动温度场仿真分析与试验验证

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铁道机车车辆 2024年第3期44卷 159-166页

作者：杨子杰朱文良孙宁远余朝刚上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620

城轨列车踏面制动过程中的温度变化直接影响到制动系统的可靠性和列车运行安全性,为了研究车轮温升关键参数以及材料属性对车轮踏面温度影响,基于ANSYS建立车轮有限元模型,采用均匀加载法在80 km/h紧急制动工况下分别讨论车轮和闸瓦比... 详细信息

城轨列车踏面制动过程中的温度变化直接影响到制动系统的可靠性和列车运行安全性,为了研究车轮温升关键参数以及材料属性对车轮踏面温度影响,基于ANSYS建立车轮有限元模型,采用均匀加载法在80 km/h紧急制动工况下分别讨论车轮和闸瓦比热容和导热系数以及4种不同计算方法求解得到的对流换热系数对车轮踏面温度的影响,考虑温度对车轮材料属性的影响,将实车采集的列车运行速度和制动减速度作为热流输入参数,车轮和闸瓦导热系数直接影响到车轮踏面温升,4种不同计算方法求解得到的对流换热系数对车轮踏面温度影响较小。模拟了制动初速度为80 km/h的3次连续紧急制动工况下车轮踏面温度分布,并将仿真结果与实车试验数据进行对比分析,验证了仿真结果的可靠性。

关键词：城轨列车制动温升有限元仿真试验验证

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基于虚拟编组的城市轨道交通列车开行方案研究

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铁道运输与经济 2024年第12期46卷 227-236页

作者：程志伟潘寒川黎旭帆刘志钢上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620

为了匹配城市轨道交通存在的客流时空分布不均衡现象,改善乘客满意度及企业运营成本,提出一种基于虚拟编组的城市轨道交通开行方案模型。模型兼顾乘客和企业的利益,以乘客等待时间和车辆走行距离之和最小为目标,考虑因素包括列车满载率... 详细信息

为了匹配城市轨道交通存在的客流时空分布不均衡现象,改善乘客满意度及企业运营成本,提出一种基于虚拟编组的城市轨道交通开行方案模型。模型兼顾乘客和企业的利益,以乘客等待时间和车辆走行距离之和最小为目标,考虑因素包括列车满载率、可用车辆数、可用列车数等,以虚拟联挂/解编站位置、列车发车频率和列车编组数作为决策变量,建立双目标整数非线性规划模型,通过线性化和归一化处理后,以某城轨线路为例进行求解。结果表明,在领头车为3节编组的城市轨道交通虚拟编组开行方案相较于传统固定编组和多编组开行方案,乘客等待时间分别降低9.34%和7.31%,车辆走行距离分别降低12.29%和10.93%,匹配客流需求更加精准,有利于提高乘客满意度并降低企业运营成本。考虑到虚拟编组模式运行的条件,该模式更适用于自动化程度高的线路,今后可以为企业决策提供参考。

关键词：城市轨道交通虚拟编组开行方案运力匹配整数规划

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考虑司机偏好的城市轨道交通乘务轮班模型

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深圳大学学报（理工版） 2023年第2期40卷 203-209页

作者：戚博洋潘寒川刘志钢黄远春上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620

随着中国城市轨道交通的不断发展,线路运营里程逐渐增加,线路条件由单点出退勤变为多点出退勤.当城市轨道交通线路存在多出勤点多车场时,司机会产生某些偏好,如偏好在某个出勤点进行出退勤或不希望进行夜间转场等.针对这些问题,提出多... 详细信息

随着中国城市轨道交通的不断发展,线路运营里程逐渐增加,线路条件由单点出退勤变为多点出退勤.当城市轨道交通线路存在多出勤点多车场时,司机会产生某些偏好,如偏好在某个出勤点进行出退勤或不希望进行夜间转场等.针对这些问题,提出多出勤点多车场条件下影响司机工作效率和幸福度的3个偏好,分别为轮休偏好、夜早连乘偏好及出勤点偏好.构建考虑司机偏好的城市轨道交通轮班计划优化模型.以中国上海地铁某线路为例,进行乘务轮班数值实验与分析,证实模型有效.与传统人工编制方法相比,本模型在司机轮休需求、夜早连乘休息时间分配及出勤点偏好分配方面具有一定优势,可为城市轨道交通乘务轮班计划编制研究提供依据.

关键词：城市轨道交通乘务轮班计划出勤点偏好轮休偏好夜早连乘偏好整数规划模型

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双层非线性扣件系统频变特性对轮轨动力特性的影响

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交通运输工程学报 2024年第6期24卷 159-171页

作者：李霞唐伟戴佳宇圣小珍王安斌上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

为研究双层非线性扣件系统频变特性对轮轨动力特性的影响,基于锤击法测得了该扣件系统在100~1000 Hz内的动刚度;建立了轨道结构有限元模型和轮轨瞬态滚动接触有限元模型,在模型中考虑扣件系统的频变特性,基于轨道结构模型分析了扣件系... 详细信息

为研究双层非线性扣件系统频变特性对轮轨动力特性的影响,基于锤击法测得了该扣件系统在100~1000 Hz内的动刚度;建立了轨道结构有限元模型和轮轨瞬态滚动接触有限元模型,在模型中考虑扣件系统的频变特性,基于轨道结构模型分析了扣件系统频变特性对钢轨振动特性的影响,利用轮轨瞬态滚动接触模型分析其对轮轨动力特性的影响。研究结果表明:扣件系统在垂向、横向和纵向的动刚度随频率增大,总体呈现出增大的趋势;扣件系统频变特性导致340 Hz以上钢轨振动更加显著,同时钢轨振动峰值所对应的频率向更高频段移动,340~700 Hz频段钢轨振动响应的变化是频变刚度和频变阻尼共同作用的结果,800~900 Hz频段的变化主要受扣件系统频变刚度的影响;钢轨振动响应的这种变化对小半径曲线段通过频率在340 Hz以上的短波长波磨有较大影响,因此,考虑扣件系统频变特性有益于提高该频段短波长波磨的预测精度;扣件系统频变刚度对轴箱振动加速度和轮轨力的影响较小,其最大值降低了约2%;扣件系统频变阻尼对这两者的影响较大,频变阻尼使轴箱振动加速度和轮轨力在100~470 Hz频段增大,在470~1000 Hz频段减小;扣件系统频变特性对最大轮轨接触应力影响较小,考虑频变刚度时对应的轮轨接触应力略大,考虑频变阻尼时对应的轮轨接触应力略小。

关键词：轨道交通双层非线性扣件频变特性刚度阻尼瞬态滚动

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激光表面改性技术在轨道交通领域的应用

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应用激光 2024年第10期44卷 51-60页

作者：李炜张玉鼎鞠龙华上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620

激光表面改性技术作为一种新兴的材料处理技术,通过激光束与材料表面的相互作用,实现对材料表面性能的显著改善。综述了激光熔覆、激光冲击强化、激光相变硬化与激光毛化的基本原理、在轨道交通领域的研究现状及具体应用。激光熔覆在基... 详细信息

激光表面改性技术作为一种新兴的材料处理技术,通过激光束与材料表面的相互作用,实现对材料表面性能的显著改善。综述了激光熔覆、激光冲击强化、激光相变硬化与激光毛化的基本原理、在轨道交通领域的研究现状及具体应用。激光熔覆在基体材料表面制备不同种熔覆层,实现性能改善或修复,重点在于控制表面及热影响区的残余应力,并抑制裂纹萌生。激光冲击强化在材料亚表面产生冲击波,提高其硬度、耐磨性,重点在于材料表面残余应力的分布规律、抗疲劳断裂机理的研究。激光相变硬化在材料表面产生高硬度、低韧性的马氏体,提高表面硬度,改善其耐磨性,重点在于搭接区残余应力控制。激光毛化在零件表面生成微结构,改善表面性能,重点在于优化工艺参数,提升材料性能。最后,提出激光表面改性技术考虑改性机理、应用研究对象的发展方向。

关键词：轨道交通激光熔覆激光冲击强化激光相变硬化激光毛化

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基于组合赋权-可拓云的城市轨道交通线路运营安全评价

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中国安全科学学报 2024年第4期34卷 160-166页

作者：潘寒川刘丹阳张煜睿刘志钢尚斌上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海建桥学院商学院上海201306

为解决城市轨道交通运营安全评价指标缺乏时效性和部分安全评价模型忽略评价等级的模糊界限等问题,重新构建城市轨道交通线路的运营安全评价指标体系,包括员工对传染性疾病防控措施的执行力度、相关单位的配合程度、防控设备的完备程度... 详细信息

为解决城市轨道交通运营安全评价指标缺乏时效性和部分安全评价模型忽略评价等级的模糊界限等问题,重新构建城市轨道交通线路的运营安全评价指标体系,包括员工对传染性疾病防控措施的执行力度、相关单位的配合程度、防控设备的完备程度等新指标;其次运用基于离差最小化的最优最劣法(BWM)和反熵权法对各指标进行组合赋权;然后应用可拓云确定城市轨道交通线路运营安全评价等级;最后以上海地铁17号线为例进行实例分析。结果表明:上海地铁17号线运营安全评价各指标的各级云关联度低于0.5且置信度高于0.99,其中,人员因素、线路因素、管理因素的置信度均为1,仅设备因素的置信度为0.998;结合每个二级指标的灵敏度值分析,得出车站运营设备的可靠性对线路实际运营安全影响最大;在实际运营中,乘客对车站传染性疾病防控的配合程度越高,对综合评价的提升也越大;该评价指标体系和评价模型能够准确地反映城市轨道交通线路运营安全水平,且更加适用于目前城市轨道交通线路的运营情况。

关键词：组合赋权可拓云城市轨道交通线路运营安全评价传染性疾病

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考虑轨道不平顺激励的轴箱轴承振动特性分析

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轴承 2024年第6期 16-24页

作者：吕银辰廖爱华师蔚胡定玉上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620

轴箱轴承在运行工况下的振动特性对于保障行车安全具有重要意义。首先,基于Ansys与Simpack联合仿真平台,分别建立了轨道-车辆系统动力学模型和考虑外圈局部故障的轴承座-轴承有限元模型;其次,对动力学模型施加轨道不平顺激励,输出轴箱... 详细信息

轴箱轴承在运行工况下的振动特性对于保障行车安全具有重要意义。首先,基于Ansys与Simpack联合仿真平台,分别建立了轨道-车辆系统动力学模型和考虑外圈局部故障的轴承座-轴承有限元模型;其次,对动力学模型施加轨道不平顺激励,输出轴箱径向载荷作为有限元模型的外载荷;然后,将仿真值与理论值进行对比,证明了所建立的轴箱轴承联合仿真模型的有效性;最后,基于此模型分析了轨道不平顺激励时不同宽度故障以及不同故障边缘对轴承振动特性的影响。结果表明:随着故障宽度的增加,轴箱轴承整体振动加速度RMS逐渐变大,故障冲击的幅值以及包络谱的特征能量值先增大后减小;随着故障边缘平缓程度的增加,轴箱轴承整体振动加速度RMS值、故障冲击的幅值以及包络谱的特征能量值逐渐降低;轨道不平顺激励增加了轴承的振动。

关键词：滚动轴承铁路轴箱轴承双列圆柱滚子轴承变载荷受迫振动振动加速度工程仿真

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