多源车载数据驱动的地铁轨道不平顺智能识别方法

针对轨道不平顺检测成本高与时效性低等不足,从车辆动态响应与轨道不平顺之间的相关性为切入点,提出一种多源车载数据驱动的轨道不平顺智能识别方法。首先,建立地铁车辆系统动力学模型,获取车辆振动与运动姿态响应数据;其次,通过相关性分析算法,选取强相关性数据,制作网络模型数据集;最后,建立卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM),通过粒子群算法优化(PSO)神经网络模型参数,建立PSO-CNN-LSTM模型,实现对轨道不平顺的识别拟合。研究结果表明:在车辆动态响应信号中,与横向信号与轨道不平顺之间的相关性相比,垂向信号的更强,同时,车体的运动姿态如车体点头角速度与不平顺有明显的相关性。所提出的PSO-CNN-LSTM模型轨道垂向与横向不平顺识别拟合度分别达0.92和0.76。与经典的全连接神经网络FCNN和支持向量机SVR相比,PSO-CNN-LSTM有更好的识别效果与时效性。

融合对比度拉伸的地铁隧道环境图像复原算法

由于地铁隧道环境图像对比度低且细节模糊,在后续图像处理过程中难以从图像中准确提取关键的环境信息。为了解决该问题,提出一种融合对比度拉伸的模糊图像复原算法。将隧道图像转换到HSV颜色空间,根据V分量的灰度分布特点构建对比度拉伸模型对V分量进行增强,避免了传统低照度增强算法出现的过度增强问题,且能够自适应增强图像对比度。对增强后的V分量进行模糊类型分析,从而确定地铁隧道图像模糊类型,在此基础上将增强后的V分量图像划分为不同的区域,在各个区域分别选择符合条件的刀刃边缘线并对其扩散函数进行估计,同时以点扩散函数作为先验信息,采用非盲去卷积算法对各区域进行去模糊处理。融合H、S、V 3个分量,完成隧道环境低照度图像整体增强与复原。实验结果表明,所提算法能有效提高隧道图像整体及局部对比度,减少由高斯噪声引起的图像模糊,恢复图像中的细节信息。

基于多尺度有限元建模技术的GJ-III型扣件轨道动力特性分析

GJ-III型扣件轨道作为地铁线路一种中等减振轨道,服役后出现钢轨短波长波磨,导致高频轮轨振动噪声问题。为探明该轨道的动力特性,利用ABAQUS软件建立减振扣件轨道的三维有限元模型。为减小有限长轨道边界反射波影响并同时保证计算效率,采用多尺度建模技术将轨道简化为梁-壳-实体模型。利用该模型探究了轮轨耦合作用下的轨道垂向动力特性,分析了扣件垂向刚度和阻尼对轨道垂向频响特性的影响。结果表明:(1)将50.0 m实体轨道模型简化为12.5 m实体和37.5 m梁-壳模型,可节约65.3%的计算时间,同时仿真与现场测试结果基本一致。(2)钢轨垂向一阶弯曲和pinned-pinned共振模态在轨道垂向位移导纳上表征明显,其频带分别为100~150 Hz和1022~1101 Hz。(3)减振扣件轨道在100 Hz以下振动响应表现为钢轨和道床板的整体弯曲和扭转振动;车辆静载集中力引起的钢轨预应力会诱发400~800 Hz轮对间轨道垂向频响峰值。(4)考虑柔性轮对作用后,轨道垂向位移导纳在分别在43 Hz、381 Hz和641 Hz处出现新的明显峰值,分别对应于轮轨耦合的P2共振模态、轮对间钢轨垂向二、三阶弯曲模态。柔性车轮在180 Hz、341 Hz和504 Hz处的振动模态也会引起钢轨垂向导纳出现新峰值。轮对质量效应对减振扣件轨道50~250 Hz内垂向振动有抑制作用,钢轨不易萌生该频段波磨。(5)钢轨垂向一阶弯曲、P2共振和轮对间钢轨垂向弯曲频率均随扣件垂向刚度增加而增加,扣件垂向阻尼仅对轨道导纳波动幅值有抑制作用。

基于测力轮对的纵向轮轨力测量方法研究

由于地形条件的限制,越来越多的铁路线路设计不得不采用长大坡道,使得传统仅针对横向和垂向轮轨力的测力轮对技术已经无法解决后续运营维护阶段衍生的一系列问题,需要进一步开展纵向轮轨力测试技术研究。本文提出一种基于LM算法的纵向轮轨力测量方法。首先,通过有限元仿真计算验证纵向力的可测性并探明其作用规律,以此为基础设计纵向力测量电桥,将求解纵向力的问题转化为求解超定多元非线性方程组问题。利用阶次分解拟合任意角度下的标定系数,采用LM算法求解旋转角度与轮轨力。借助SIMPACK模拟列车不同条件下的爬坡运行状态,验证了本文方法的有效性并量化作用点位置对纵向力测量误差的影响。研究结果表明,本文提出纵向力测量方法具有较高的测量精度,其相对误差小于6%。

测力轮对轮轨力检测盲信号分离方案研究

分析测力轮对应变信号特点,提出了基于盲信号分离算法的轮轨力应变谐波提取方法,研究了算法在各种情况下的适用性,设计了完整的轮轨力检测方案。通过仿真计算,验证了通过盲信号分离算法计算轮轨力的有效性。

测力轮对状态估计计算方法研究

对轮轨间相互作用力的准确测量是监测列车运行安全状况的前提和基础。分析了测力轮对间断测量和连续测量方法,通过研究轮轨接触状态的变化特征,建立了轮轨接触力估计状态空间模型,提出基于状态估计的测力轮对轮轨力计算方法;在此基础上进行了仿真计算验证了算法的有效性,并在线路试验中以简单的间断测量测力轮对实现了轮轨力的连续测量。

基于谐波小波包能量熵的轴承故障实时诊断

将谐波小波包变换与信息熵相结合,从揭示故障信号能量分布的复杂程度入手,提出一种轴承故障实时诊断的新方法。对故障振动信号进行谐波小波包分解,将分解的小波系数按尺度进行排列,计算不同尺度的能量,以尺度能量为划分标准,计算故障信号的能量熵,通过能量的熵值诊断轴承故障。给出谐波小波包能量熵的轴承故障的具体诊断方法和模型。对不同型号轴承的内圈故障、滚动体故障进行大量的试验研究,实验验证该方法的有效性。同时该方法具有很高的诊断实时性,能对采样频率低于64 kHz的诊断系统进行实时诊断,具有很好的工程适用性。

基于PC104的数据采集系统设计

为了适应数据采集朝着强实时、多参数、高精度、智能化的发展,以及克服传统单片机数据采集系统无法适应高可靠性、实时性的要求,本文提供了一种基于PC104的数据采集系统的硬件组成以及软件实现方案,并简要的描述了Windows CE环境下应用程序开发的基本步骤。

基于PC104的数据采集系统设计

为了适应数据采集朝着强实时、多参数、高精度,智能化的发展,以及克服传统单片机数据采集系统无法适应高可靠性,实时性的要求,本文提供了一种基于PC104的数据采集系统的硬件组成以及软件实现方案。

采用惯性捷联算法的电梯运行轨迹检测方案

根据电梯运行平稳性检测需求,设计一种基于惯性捷联算法的电梯运行轨迹检测方案,该方案硬件由激光陀螺仪、加速度传感器和高速数据采集设备组成,数据利用捷联算法修正并通过适当的积分方式处理后,得到的电梯运行轨迹精度较高。该方案与传统的激光检测方案比较,具有硬件要求低、操作简便、检测精度高等优点,经过实测试验证明,该方案能有效提高电梯运行状况检测的效率和质量。

地铁轨道波浪形磨耗检测系统研究

钢轨波浪形磨耗(简称"波磨"),已经成为地铁轨道损伤的主要形式之一。在了解国内外各种检测方法的基础上,采用惯性基准法,设计地铁轨道波磨在线检测系统。基于SIMPACK仿真软件,模拟地铁车辆在波磨轨道上的运行状态,采集轴箱加速度,计算出轨道波磨,对该系统进行理论指导、验证。

基于数字锁相的应变放大测量

为解决数据采集现场噪声大,布线安装困难的情况,将数字锁相应用于高精度的应变放大测量中。由于锁相放大在干扰较大的应用现场是最易于实现高精度检测的方法之一,因此在模拟锁相的基础上推出对应变桥路的数字锁相放大检测原理,并根据此原理利用AD8231放大器和C8051F061单片机设计了一个实用的数字锁相测量系统,该系统的分辨率和精度大为提高,有效地降低了现场测试中干扰与布线的难度。

基于PC104的数据采集系统设计

为了适应数据采集朝着强实时、多参数、高精度,智能化的发展,以及克服传统单片机数据采集系统无法适应高可靠性,实时性的要求,文章提供了一种基于PC104的数据采集系统的硬件组成以及软件实现方案。

基于PC104的数据采集系统设计

为了适应数据采集朝着强实时、多参数、高精度、智能化的发展,以及克服传统单片机数据采集系统无法适应高可靠性,实时性的要求,本文提供了一种基于PC104的数据采集系统的硬件组成以及软件实现方案,并简要的描述了WindosCE环境下应用程序开发的基本步骤。

深部结晶基岩内的油气

<正> 近年来已发表不少有关在深部结晶基岩和底层:片麻岩,花岗岩,坚固石灰岩,泥质岩等过去认为毫无远景的岩层之内发现了油气藏的报导。 这类油田在澳大利亚、太平洋岛屿、亚、非、欧洲和北美、南美皆有发现。 仅就现已公布储量的22个油气田,其总储量就已超过2.5万亿立方米天然气和5030~*亿吨石油。由于现有的这类油气藏大多属于碰巧发现的“意外”产物,缺少理论依据,就不难想见基岩、底层之内油气储量的丰厚程度了。

基于交叉感应回线的磁浮车辆连续测速定位方法

分析了交叉回线区域空间磁场分布,利用磁通密度纵向分布周期性特征,将车辆位移、速度用感应电压包络信号相位角与角速度来表征;建立了采用简单交叉回线的车辆测速定位状态空间方程组,将车辆运行位置和速度作为状态变量在测试过程中连续输出;考虑实际运行工况下的复杂电磁环境,引入了噪声自适应算法,提出了基于新息自适应的磁浮车辆实时连续测速定位计算方法;在实验室条件下建立了交叉感应回线标定系统,验证了方法的基本原理;为了验证方法的有效性和准确性,进了数值仿真算例分析,考虑正常噪声和突变噪声工况,并对比了包含和不包含自适应噪声处理过程的计算结果。试验结果表明:不同间隔距离条件下,感应电压包络线都接近于正弦波,1次谐波是包络信号的主要成分,相同阶次的谐波幅值与间隔距离成近似线性关系,与理论分析结果一致;在正常噪声区段,速度误差不超过0.03 m·s^-1,定位误差约为3 mm,在突变噪声区段,速度误差均值为0.027 m·s^-1,最大值为0.130 m·s^-1,定位误差均值为4.82 mm,最大值为23.39 mm,说明测速定位方法可以满足实际应用需求;数值仿真中突变噪声区段的低信噪比信号在实际应用中是极端情况,对比正常噪声区段和突变噪声区段的计算结果可知改善输入信号的信噪比可以明显提高测试精度。

高端装备核心部件主动适配型智能运维关键技术及应用

随着工业产业的转型升级,轨道交通车辆、高档数控机床、核电机组等高端装备正朝着高精、高效、高可靠性方向发展,装备的安全服役举足轻重,关乎人民生命财产安全与国防安全,必须依靠智能运维理论与技术保驾护航.然而,核心部件性能失效演化形式、高端装备结构与服役条件以及运维系统应用需求的多变性带来了"退化表征不清晰""诊断预测不普适""多变需求不满足"三大主要挑战,当前的故障诊断理论、方法和技术无法大规模普适应用.项目定位于高端装备核心部件主动适配型智能运维关键技术及应用研究,应用于高端装备中的轴承、齿轮、轮对、丝杠、刀具、密封件等多个关键核心部件,紧密围绕工业强国发展战略.