检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2025年第4期57卷 969-986页

作者：李欣然陕耀周顺华同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

过渡段动力稳定性问题已成为制约400 km/h及以上高铁运营关键难题,亟需从波动和能量的角度探究由基础非均匀引发的线路系统动力响应放大机理.将高铁过渡段车致弹性波传播问题提炼为非均匀介质刚性基弹性层中波的散射问题,采用模态叠加法... 详细信息

过渡段动力稳定性问题已成为制约400 km/h及以上高铁运营关键难题,亟需从波动和能量的角度探究由基础非均匀引发的线路系统动力响应放大机理.将高铁过渡段车致弹性波传播问题提炼为非均匀介质刚性基弹性层中波的散射问题,采用模态叠加法+有限差分法的混合求解方法构建倾斜界面耦合刚性基弹性层散射计算模型,该模型优势体现在设置有限差分区域有效模拟弹性层材料非均匀变化的同时,保留了两侧连续介质区,这样可在实现网格数量控制的同时,获取各导波模式散射系数并由此分析反射及透射场各导波模式对能量的分配及运载情况,模型两类区域间建立的数学关系也可成功反映模型计算精度与参与计算导波模式数量间正向关系.结果表明:当弹性层耦合界面由垂直转为倾斜后,使原本占据主体能量的透射场基阶模式导波能量发生转移,界面偏转越多,散射场能量的分配越分散,这直接体现在透射场基阶模式能量占比下降上;入射波入射锐角界面时,反射场及透射场的高阶模式导波容易获得更多的能量;在高阶模式导波波函数值沿弹性层厚度起伏分布特征作用下,高阶模式导波分配到更多能量的原因可能与导波复杂传播方向与其位移活跃区间产生更多匹配有关.

关键词：高铁过渡段散射能量导波模式叠加有限差分混合方法

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基于新息自适应卡尔曼滤波地铁测速定位方法

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仪器仪表学报 2025年第1期46卷 236-246页

作者：万俊豪左建勇丁景贤潘宇同济大学交通学院上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

城市轨道交通车辆的测速定位存在可用传感器较少,小半径曲线和大坡度变化线路多,运行工况变化频繁,实时性与精度要求更高等问题。提出了基于新息自适应卡尔曼滤波的测速定位方法,以无人驾驶地铁为研究对象,首先基于先验牵引制动目标级... 详细信息

城市轨道交通车辆的测速定位存在可用传感器较少,小半径曲线和大坡度变化线路多,运行工况变化频繁,实时性与精度要求更高等问题。提出了基于新息自适应卡尔曼滤波的测速定位方法,以无人驾驶地铁为研究对象,首先基于先验牵引制动目标级位约束,将列车视为一维刚性均布质量模型,考虑列车经过等效变坡点的动力学行为,建立修正机动加速度的列车运动模型。然后基于新息自适应卡尔曼滤波实时估计与修正受到运行工况与线路情况变化影响的统计噪声。最后以3种典型工况的实车数据为例,基于16组动车轴速信息进行测速定位,并对比采用平均轴速法与无自适应估计噪声的常规卡尔曼滤波算法下的6种精度评价指标,结果表明:采用该方法有效修正轮轨蠕滑引起的渐进型数据漂移,减少高速区高频噪声,速度误差均方根为0.349 0 km·h^(-1),制动停车位置误差为0.491 3 m,具备较高的测速与定位精度;在高速区轴速存在1.5%比例随机缺失工况下,速度误差均方根可稳定在0.371 7 km·h^(-1)左右,制动停车位置误差可稳定在0.042 0 m左右,对高速区测量轴速缺失具备较强鲁棒性;在列车滑行工况下,速度误差均方根为0.360 1 km·h^(-1),制动停车位置误差为0.310 5 m,对列车空转滑行具备较强鲁棒性。研究结果能够为无人驾驶地铁列车精确测速定位提供理论依据与工程参考。

关键词：无人驾驶地铁测速定位方法机动加速度新息自适应卡尔曼滤波

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顶推纠偏对无砟轨道的影响及工艺优化

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同济大学学报(自然科学版) 2025年第4期53卷 628-634页

作者：许玉德石梓煊邱俊兴同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

基于高速铁路无砟轨道纠偏工程,建立路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道纠偏有限元模型。选取顶推纠偏典型方案,模拟不同顶推压力作用,分析无砟轨道结构力学与损伤行为。在此基础上,研究扩大解黏区和凿除宽窄接缝对纠偏的影响,并提出纠偏工艺... 详细信息

基于高速铁路无砟轨道纠偏工程,建立路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道纠偏有限元模型。选取顶推纠偏典型方案,模拟不同顶推压力作用,分析无砟轨道结构力学与损伤行为。在此基础上,研究扩大解黏区和凿除宽窄接缝对纠偏的影响,并提出纠偏工艺优化建议。结果表明,轨道板假缝开裂是力学控制指标,保证部件不开裂的临界顶推压力为0.58 MPa,对应纠偏位移为1.50 mm。轨道板与宽窄接缝层间是损伤控制界面,保证层间不损伤的临界顶推压力为0.51MPa,对应纠偏位移为1.23 mm。若需提升单次纠偏位移,则建议将既有方案解黏区往两端各扩大3/4轨道板长,并在纠偏前对宽窄接缝进行凿除。

关键词：无砟轨道横向纠偏仿真计算拉应力刚度下降率

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基于双向长短时记忆网络的地铁应急知识抽取与推理

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同济大学学报(自然科学版) 2025年第3期53卷 420-429页

作者：叶雨涛王鹏玲徐瑞华肖晓芳葛健豪同济大学交通运输工程学院上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 同济大学上海市多网多模式轨道交通协同创新中心上海201804

为解决文本类地铁应急处置流程存在的流程顺序关系不明确、流程执行人员模糊等问题,提出了基于BiLSTM-CRF(Bidirectional Long Short-Term Memory-Conditional Random Field)的地铁应急处置知识抽取与推理方法。首先,利用BiLSTM-CRF方... 详细信息

为解决文本类地铁应急处置流程存在的流程顺序关系不明确、流程执行人员模糊等问题,提出了基于BiLSTM-CRF(Bidirectional Long Short-Term Memory-Conditional Random Field)的地铁应急处置知识抽取与推理方法。首先,利用BiLSTM-CRF方法对地铁应急处置流程的文本资料进行命名实体识别,完成文本资料的知识抽取;其次,选用TransD模型对识别后实体数据进行知识推理,从而完成以实体和属性对为节点、关系对为边的知识图谱构建;最后,利用Neo4j图数据库对构建的地铁应急处置流程知识图谱进行了可视化展示和案例分析。研究结果表明,基于BiLSTM-CRF的知识抽取模型的精确率、召回率和F1值均达到了90%以上,且基于BiLSTM-CRF的TransD模型的推理结果准确率提升了22.92%,保证了知识图谱构建的准确性,可为地铁应急管理提供决策支持。

关键词：地铁应急处置知识图谱条件随机场的双向长短时网络 TransD模型知识抽取

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钢轨表面伤损的细粒度图像识别

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同济大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 99-106页

作者：周宇姚心弦姚凯洲陆乾晖张子豪同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 上海地铁维护保障有限公司工务分公司上海200233

基于智慧工务对钢轨轨面状态和伤损的精准识别、定量化修理等需求,结合深度学习和机器视觉,提出了钢轨轨面伤损细粒度图像识别与量化方法。通过采集轨面状态和伤损图像并实现伤损细粒度标注,建立轨面伤损RD-1094数据集,其中的目标密度... 详细信息

基于智慧工务对钢轨轨面状态和伤损的精准识别、定量化修理等需求,结合深度学习和机器视觉,提出了钢轨轨面伤损细粒度图像识别与量化方法。通过采集轨面状态和伤损图像并实现伤损细粒度标注,建立轨面伤损RD-1094数据集,其中的目标密度达到了每图22.9个。建立轨面伤损深度学习目标检测算法,通过对RD-1094数据集的训练和学习,实现了对0.5~30mm的剥离掉块、波长20~200mm的波磨等轨面伤损及其各自发展阶段特征的识别,达到毫米级细粒度。算法对单双排波磨、细小密集和轻重伤剥离掉块、单支和成片疲劳裂纹等能较好的兼容性,可以实现轨面光带形位、伤损尺寸、轻重伤总数、分布面积、波磨波长等状态和伤损的量化评估。

关键词：轨道交通钢轨表面伤损目标检测图像识别

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内钢圈加固盾构隧道黏结界面力学性能

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同济大学学报(自然科学版) 2025年第2期53卷 177-186页

作者：周顺华张克平张小会张权裴政川赵旭伟同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 中铁上海设计院集团有限公司上海200070

开展静力加载条件下加固体与混凝土界面单轴拉伸与单轴剪切的单元体试验,分析了黏结界面的破坏形态、极限承载力、平均黏结强度、荷载-位移曲线以及界面应变变化规律,研究了不同黏结剂厚度、膨胀螺栓等级以及混凝土表面粗糙度对于黏结... 详细信息

开展静力加载条件下加固体与混凝土界面单轴拉伸与单轴剪切的单元体试验,分析了黏结界面的破坏形态、极限承载力、平均黏结强度、荷载-位移曲线以及界面应变变化规律,研究了不同黏结剂厚度、膨胀螺栓等级以及混凝土表面粗糙度对于黏结界面力学性能的影响。试验结果表明,界面拉伸条件下,黏结界面的最终破坏形态主要为混凝土内聚破坏;剪切条件下,黏结界面的最终破坏形态主要为加固体与黏结剂界面的脱开。黏结界面极限承载力和黏结强度均随黏结剂厚度的减小而增大,而界面厚度为1 mm对应的拉伸极限承载力和剪切极限承载力较2 mm厚度仅提高了4.6%和5.6%,却极大地增加了环氧树脂的注浆难度,因此选择界面厚度为2 mm更为合理。增加膨胀螺栓加固可显著提升黏结界面的拉伸和剪切强度,推荐使用M18膨胀螺栓,特殊工况下也可使用M20提升加固效果。混凝土表面越粗糙,黏结界面黏结强度就越大,其中混凝土表面粗糙度对黏结界面拉伸黏结强度的影响要大于对剪切黏结强度的影响。

关键词：盾构隧道内钢圈加固黏结界面承载性能试验研究

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基于改进灰色GM(1,1)模型的轻轨车辆车轮磨耗预测（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2025年第4期26卷 376-389页

作者：张岩岩杨新文孙志昂项恺文左安国同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室长春市轨道交通集团有限公司运营事业部

目的：车轮磨损由于“数据少、信息贫”的特点而难以预测。本文基于传统非等间距灰色GM(1,1)模型，提出GA-GM(1,1)、GA-GM(1,1)-BPNN、GA-GM(1,1)-PSO-BPNN三种车轮磨耗预测改进型模型，旨在实现轻轨车辆车轮磨耗量的精准预测。创新点... 详细信息

目的：车轮磨损由于“数据少、信息贫”的特点而难以预测。本文基于传统非等间距灰色GM(1,1)模型，提出GA-GM(1,1)、GA-GM(1,1)-BPNN、GA-GM(1,1)-PSO-BPNN三种车轮磨耗预测改进型模型，旨在实现轻轨车辆车轮磨耗量的精准预测。创新点：1.借助遗传算法搜索全局最优解的能力，提出GA-GM(1,1)改进灰色模型；2.基于神经网络强大的处理非线性和随机性数据能力，构建GA-GM(1,1)-BPNN残差修正模型；3.利用粒子群算法改善神经网络预测速度慢、全局搜索能力弱等缺点，构建GA-GM(1,1)-PSO-BPNN预测模型。方法：1.利用遗传算法对传统非等间距灰色GM(1,1)模型的背景值进行优化；2.将GA-GM(1,1)模型预测磨耗的残差序列作为神经网络的输入进行训练，输出残差预测序列用以修正GA-GM(1,1)模型的初步预测序列，进而得到最终的车轮预测磨耗；3.利用粒子群算法对神经网络的初始权重和阈值进行优化。结论：1.改进的GA-GM(1,1)模型降低了传统GM(1,1)模型的拟合和预测误差；2. GA-GM(1,1)-BPNN模型进一步提升了对磨耗观测数据的拟合和预测性能；3. GA-GM(1,1)-PSO-BPNN模型对磨耗观测数据的拟合效果最好，且拟合与预测结果最为接近，表现出了最为可靠的性能。

关键词：车轮磨耗预测灰色模型遗传算法神经网络粒子群优化

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高速铁路道岔曲尖轨疲劳裂纹萌生预测

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同济大学学报(自然科学版) 2025年第4期53卷 619-627页

作者：翁之意周宇王驰单涛涛同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 上海申通地铁集团有限公司技术中心上海201103

针对高速铁路道岔曲尖轨疲劳裂纹与磨耗共存发展的情况,提出考虑磨耗的高速铁路道岔曲尖轨裂纹萌生预测方法。以列车侧向-逆向过岔时的轮载转移、轮轨接触状态为例,结合曲尖轨和基本轨的廓形关系,再现曲尖轨磨耗和疲劳累积过程,并分析... 详细信息

针对高速铁路道岔曲尖轨疲劳裂纹与磨耗共存发展的情况,提出考虑磨耗的高速铁路道岔曲尖轨裂纹萌生预测方法。以列车侧向-逆向过岔时的轮载转移、轮轨接触状态为例,结合曲尖轨和基本轨的廓形关系,再现曲尖轨磨耗和疲劳累积过程,并分析曲尖轨磨耗和疲劳损伤发展特征、轮载转移和轮轨接触变化,从而预测曲尖轨裂纹萌生寿命和位置。结果表明,考虑列车逆、侧向通过的情况,在曲尖轨裂纹萌生过程中,各磨耗阶段内达到磨耗阈值所需的通过总重呈波动变化,即磨耗发展不规则,且基本轨和曲尖轨的磨耗发展率呈相反趋势;曲尖轨顶宽35 mm断面处疲劳裂纹萌生寿命约11.7 MGT(百万吨),裂纹萌生位置在轨顶区域内距轨顶中心10~15 mm、钢轨表面1~3 mm处。

关键词：高速铁路道岔曲尖轨轮载转移滚动接触疲劳

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交变激励下钢轨表面裂纹的磁场畸变量重构

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中国机械工程 2025年第4期36卷 830-839页

作者：王驰周宇翁之意同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

交流电磁场交变激励下磁场畸变响应(畸变量)与钢轨滚动接触疲劳裂纹形态参数的关系尚不明确,提出了一种函数化重构交流电磁场磁场畸变响应的方法。在对某重载铁路钢轨滚动接触疲劳裂纹表面开口长度、椭圆比和内部倾角等形态参数的全寿... 详细信息

交流电磁场交变激励下磁场畸变响应(畸变量)与钢轨滚动接触疲劳裂纹形态参数的关系尚不明确,提出了一种函数化重构交流电磁场磁场畸变响应的方法。在对某重载铁路钢轨滚动接触疲劳裂纹表面开口长度、椭圆比和内部倾角等形态参数的全寿命周期取样观测基础上,构建了交流电磁场对不同裂纹形态参数的磁场畸变量响应模型,得到了裂纹不同形态参数与磁场畸变量的关系;对磁场畸变-裂纹参数的响应曲线进行拟合和评估,得到磁场变化量与裂纹形态参数关系的函数重构表达。研究结果表明:交流电磁场磁场畸变量受各裂纹参数共同影响,磁场畸变量峰值随裂纹表面开口长度的增大呈近似线性增大,随裂纹椭圆比的增大呈非线性减小,随裂纹内部倾角的增大呈非线性增大,各变化规律可以通过多项式描述;磁场畸变量随裂纹参数的变化规律可以被函数化重构,重构结果与磁场响应间的决定系数超过0.99,误差平方和小于0.00115,均方误差小于0.003。

关键词：钢轨滚动接触疲劳无损检测交流电磁场检测磁场响应

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基于快速通勤需求的地铁列车跨站停车方案优化

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同济大学学报(自然科学版) 2025年第3期53卷 410-419页

作者：江志彬王炳勋李洪运赵源金晓琴同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 上海申通地铁集团有限公司上海轨道交通路网运营调度指挥中心上海201100 上海市隧道工程轨道交通设计研究院上海200235

AB跨站停车方案可以满足高峰时段地铁通勤线路场景下的乘客快速出行需求。在充分考虑乘客换乘便利性和候车安全性的基础上,以最小化乘客总旅行时间并兼顾换乘乘客的公平性影响为目标,基于出行过程和换乘类别建立了地铁AB跨站停车0-1整... 详细信息

AB跨站停车方案可以满足高峰时段地铁通勤线路场景下的乘客快速出行需求。在充分考虑乘客换乘便利性和候车安全性的基础上,以最小化乘客总旅行时间并兼顾换乘乘客的公平性影响为目标,基于出行过程和换乘类别建立了地铁AB跨站停车0-1整数规划模型,并设计了高效的变邻域搜索算法,最后以上海地铁11号线为例验证了模型和算法的有效性。结果表明:变邻域搜索算法相较于遗传算法可在短时间内搜索得到较优解,能够很好地适用于AB跨站停车优化模型;AB跨站停车方案人均旅行时间可节省2.91 min,考虑人工经验策略的AB跨站停车方案人均旅行时间可节省2.12 min,且换乘乘客数量可减少41.18%;通过灵敏度分析可以得出,换乘站候车时间惩罚系数、列车始发间隔时间和最大AB类车站间隔是影响优化结果的关键因素。

关键词：城市轨道交通列车停站方案 0-1整数规划变邻域搜索算法快速通勤需求 AB跨站停车

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