针对重载货车空气制动系统的性能动态监测系统研究

制动系统是列车实施减速和停车的关键系统之一,同时也是确保列车安全运行的重要装置。我国重载货车采用120控制阀作为列车空气制动系统中的核心作用装置,由于该装置本身的复杂性和工作环境的恶劣性,该装置的使用具有明显的随机性和不确定性等特点。文章研究并开发了针对重载货车空气制动系统的性能动态监测系统,该监测系统应用现代传感技术、虚拟仪器技术及通信技术,能够实现空气制动系统性能参数的自动采集、自动处理、自动分析与传输,为重载铁路运维信息化、数据化、智能化提供重要数据支撑。

铁路隧道衬砌防脱空全过程实时监测技术

铁路隧道是铁路建设中的重要组成部分,在山区和丘陵地区,隧道是铁路建设的必要设施,而隧道的施工质量直接影响着铁路的安全运行和寿命。隧道衬砌脱空会使隧道的整体承载能力降低,严重时甚至可能引发隧道塌方、列车脱轨等事故,因此对隧道衬砌的防脱空进行实时监测是非常必要的。基于此,本文对铁路隧道衬砌防脱空全过程实时监测的相关内容展开研究,旨在实时监测隧道衬砌状态,以便于及时发现衬砌脱空的情况,从而保障铁路隧道的安全运行。

基于模型预测控制的重载列车轨迹跟踪研究

【目的】为提升重载列车的安全性、平稳性、节能性,减小车钩力,提出了一种基于模型预测控制的重载列车轨迹跟踪方法。【方法】首先,建立考虑车辆间车钩力的重载列车多质点动力学模型;其次,将列车纵向冲动、运行能耗、速度跟踪误差转化为符合模型预测控制框架的问题;最后,设计基于模型预测控制算法的速度跟踪控制器,该控制器以目标速度曲线为输入,列车控制力为输出。【结果】提出了以提高参考速度曲线跟踪精度、减小车钩力冲动和降低列车运行能耗为目标的模型预测控制算法。【结论】基于实际车辆和线路数据开展了不同预测步长和不同权重系数对控制性能影响的仿真分析。通过仿真试验,对比验证了所提算法的有效性,该算法能够提高列车速度跟踪精度、减小车钩力冲动和降低列车运行能耗。

基于振动光纤与相机联动的铁路异物入侵监测研究

针对重载铁路沿线列车行驶时存在边坡落石、隧道口塌方等线路环境灾害和人员违规上道、非法破坏或穿越铁路栅栏等人为因素的隐患问题,提出了一种基于振动光纤与相机联动的铁路异物入侵监测技术,对该技术进行了详细论述,相关测试结果表明,该技术对于重载铁路沿线和隧道口上方的高陡边坡复杂的自然环境以及一些人为违规产生的隐患问题可有效监测,及时报告,以尽快解决相关问题。同时,系统可实现长距离、全天候工作,为智慧铁路提供新技术和新思路。

基于Burg功率谱的无砟轨道功能层缺陷边缘估计方法研究

高速铁路无砟轨道功能层缺陷直接影响高速铁路运营安全,而现有方法难以准确估计缺陷尺寸,造成无砟轨道状态评估困难。针对这一难题,该研究建立了带缺陷层状介质弹性波回波模型,分析了测点位置与功能层缺陷回波的关联关系,提出了弹性波缺陷边缘回波频率分布模式;研究了AR功率谱模型,分析了Burg功率谱的频率分辨率和相关参数获取方法,并在此基础上,提出了无砟轨道功能层缺陷边缘估计和缺陷成像方法;通过CRTSⅢ型无砟轨道现场试验对比分析,验证了该方法在无砟轨道缺陷检测中的适用性。研究结果表明:基于Burg功率谱方法能够较为准确地实现缺陷边缘估计和无砟轨道功能层缺陷成像。研究成果可用于高速铁路无砟轨道缺陷检测与状态分析,为高速铁路安全运营提供理论支撑。

基于CNN的CA砂浆层脱空识别方法研究

CA砂浆层脱空缺陷是无砟轨道隐蔽性病害的重要形式,脱空缺陷的检测识别对于保持无砟轨道状态至关重要。采用扫描式冲击回波测试系统(IES)对高铁实体模型中预设了砂浆病害的CRTSⅡ型板式无砟轨道进行检测。基于Hilbert-Huang变换和卷积神经网络(CNN),提出一种CA砂浆层脱空识别方法。首先,分析回波信号的Hilbert谱图,研究信号多频带特征表达方式;然后,以实体模型回波测试信号为基础,建立训练和测试数据集;最后,构建CNN网络,对CA砂浆层有无脱空缺陷、缺陷尺寸进行分类识别。研究结果表明:该方法对于CA砂浆层脱空缺陷识别率达到98.75%,预设脱空大小识别率达到98.3%。