高速铁路动静态轨检数据里程对齐与误差修正

轨道几何动、静检测数据间的精确匹配对探明高速铁路线路服役状态和制定准确可靠的养护维修策略具有关键作用。针对动静里程匹配算法研究较少的现状,提出利用动、静态实测数据波形匹配,建立基于互相关函数与动态时间规划相结合的两阶段修正算法,并以距离误差作为评价指标。结合某高铁线路轨道几何检测数据的案例分析,以静态检测数据作为参考基准,对动态检测数据进行里程误差评估与修正。结果表明,两阶段算法修正效果显著,累积距离误差降幅超过93%,修正后的动、静态检测数据严格对齐保证了动态检测数据的可靠性与有效性。

高速铁路动检车轴箱加速度与轮轨力数据里程对齐研究

高速铁路动检数据对轨道养护维修具有重要意义,其中轴箱加速度和轮轨力是两种能够反映轨道短波不平顺信息且相互关联的高频采样数据。然而,这两种数据之间存在里程误差,以至于在评价轨道平顺性时无法建立参考基准。现有的动检数据里程修正方法大多需要结合线路台账信息,主要针对轨道几何不平顺数据的里程对齐,鲜有适用于无线路超高信息且高频采样下的轴箱加速度和轮轨力里程对齐方法。提出一种二阶段窗长收敛的里程误差修正模型,结合线性插值方法调整全局波形。根据某高速铁路实测轴箱加速度、轮轨力数据修正结果表明:该线路区间的里程误差在第一阶段修正后从1 km左右减小至42 m以内,经第二阶段精确修正后误差在99.7%的置信度下可控制在1.55 m以内。数据能量趋势结果表明,修正后轴箱加速度、轮轨力数据趋势线性相关性在全区段显著提升。

基于分位数回归的轨道质量指数阈值合理性数据分析

高速铁路轨道高平顺性是保障列车行车安全的重要基础,考虑到现有规范中针对轨道不平顺养护维修的局限性,需要对轨道动态不平顺管理值的合理性进行研究和改善。利用历史数据及统计方法挖掘轨道动态不平顺峰值管理值与均值管理值的联系,基于时间序列的异常检测与修正模型,通过分位数回归探究各项指标半峰值与标准差关系,并给出相应的均值管理建议值。结合7条不同工况线路的实测数据,研究结果表明:速度200~250 km/h线路建议采用80%及以上分位数的标准差作为管理值,而速度250(不含)~350 km/h线路建议采用95%及以上分位数的标准差作为管理值;相同时速线路、同一分位数下,若建议管理值越高,表明峰值与标准差的倍数较小,该线路状态较好,特别是单点不平顺超限的数量较少,不需要较严格的TQI管理值进行整体管理;反之,则表明单点超限可能较多,需要压低TQI管理值确保较低的峰值超限数量;对于5项不平顺指标,轨距出现峰值超限的概率最大,养护维修时需着重关注。

基于深度学习的轨道不平顺与车体垂向加速度映射模型

高速列车在长期服役条件下,其车辆悬挂系统等参数与设计值差异较大。多体动力学仿真模型难以模拟真实运营环境,且计算效率较低。为更加准确、快速地评价各种轨道结构以及不平顺激励下车体的垂向振动响应,根据实测轨道不平顺与车体垂向加速度的时空数据传递特征,建立一种卷积长短期记忆组合模型,该模型将轨道不平顺与列车运行速度作为输入,实现对车体垂向加速度的预测。结果表明,卷积长短期记忆模型预测的平均绝对百分比误差值为5.64%,相比动力学仿真模型减少3.57%。在预测一段3 km长线路的垂向车体加速度时,动力学仿真模型需要花费约53 s,而卷积长短期记忆网络只需要花费约1.6 s,预测效率提升33倍。

基于深度学习的轨道不平顺估计车体横向加速度研究

针对轨道不平顺影响行车安全和乘坐舒适性的问题,开展轨道不平顺和车体振动响应之间关联关系的研究.根据轨道不平顺与车体横向加速度数据之间的时空传递特性,基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM),建立一种CNN-LSTM组合模型.首先,对轨道不平顺与车体横向加速度之间的相干性进行分析,同时探究列车运行速度对车体横向加速度的影响,进而确定模型的输入数据;然后,对模型进行优化,确定CNN-LSTM组合模型参数细节;最后,利用CNN-LSTM组合模型、LSTM模型和多体动力学仿真模型对车体横向加速度进行估计,并与实测的车体横向加速度进行对比分析.研究结果表明:CNN-LSTM组合模型预测的平均均方根误差值为0.046,相比于LSTM模型、多体动力学仿真模型的平均均方根误差值分别减少了0.006和0.026,说明了CNN-LSTM组合模型能够对车体横向加速度进行有效估计.

蠕滑曲线对地铁小半径曲线轮轨接触特性的影响

为了降低地铁小曲线半径处钢轨的损伤,延长钢轨使用寿命,提出合适的轮轨摩擦因数和Kaker权重系数。首先,基于车辆-轨道耦合动力学理论,利用SIMPACK软件建立了小半径曲线动力学模型,考虑轮轨磨耗与滚动接触疲劳的耦合关系,建立钢轨损伤模型;其次,根据标准工况下动力学计算结果,分析小半径曲线轮轨动态相互作用特征,研究内侧和外侧钢轨的损伤特性,提出了最优损伤方案;然后,设置50个轮轨摩擦因数和Kalker权重系数匹配方案,分析摩擦因数和Kalker权重系数对轮轨动态相互作用和钢轨损伤特性的影响;最后,综合考虑车辆运营安全性和钢轨损伤特性,提出轮轨摩擦因数和Kaker权重系数匹配方案。研究结果表明:在标准工况下,内轨损伤形式为磨耗,外轨的磨耗程度大于内轨磨耗程度,考虑到缓和曲线上累积的疲劳损伤,外轨的使用寿命更低;Kalker权重系数越小,轮轨横向力、脱轨系数和车体横向振动加速度最大值越小,Kalker权重系数越小且摩擦因数对轮轨动力行为、磨耗和疲劳损伤的影响越小。建议小曲线半径地段轮轨摩擦因数应不大于0.2,Kalker权重系数应该不大于0.1,此时内轨和外轨磨耗指数最大值均小于100 N,钢轨几乎不产生磨耗,内轨和外轨疲劳损伤最大值为0,大幅提升了钢轨的使用寿命。

基于极值理论的轨道不平顺峰值超限管理研究

在高速度、高密度的现代铁路运输条件下,轨道不平顺峰值管理是指导轨道养护维修、保障列车行车安全的重要评价标准。为研究现有峰值管理办法的合理性,采用基于极值理论峰值过阈值法模型,以历史检测数据中超限数据作为建模对象,利用广义帕累托分布拟合超限数据样本,结合峰值管理的超限峰值划分及超限概率提出峰值管理建议值。相较于研究轨道动检数据整体分布情况,所提方法更关注轨道不平顺超限值的分布规律,因此,得到的峰值管理值侧重反映线路劣化区段,更符合养护维修的实际需求。研究结果表明,现有峰值管理值大部分指标及等级划分较为合理,但轨向及加速度管理值相对宽松,可根据线路实际情况适当提高标准;轨距的管理值相对严格,可适当放宽标准。

关联车体响应的轨道不平顺各项指标相对权重分析

车体加速度是评价高速列车运行安全性、舒适性的重要指标,其数值大小受线路的几何状态影响,包括高低、轨向、轨距、水平及三角坑5类不平顺.考虑到现有轨道动态不平顺管理标准没有区分各项指标对车体振动影响程度的相对重要性,利用不同线路板式无砟轨道的轨检车实测数据,将5类不平顺作为自变量,以此分别建立了横向加速度、垂向加速度与5类不平顺之间的逻辑回归及线性回归模型.采用优势分析方法,计算得出不同板式无砟轨道、不同运营时速下,动态不平顺指标的相对重要性.研究结果表明:对于横向加速度,轨距、水平的相对权重较大,均大于30%,某些工况下轨距相对权重能达到90%以上;对于垂向加速度,高低不平顺的相对权重最大,占比超过90%.基于优势分析相对重要性结果,结合不同加速度产生的原因及线路实际情况分析,结果与分析基本一致,从而验证了本文方法的可靠性,可用于指导现场的线路养护维修.

基于车辆走行性能的9号直线型道岔允许通过速度研究

基于迹线法和车辆-道岔耦合动力学,考虑长期运营条件下车轮廓形磨耗,针对标准及磨耗后LM型车轮踏面和9号直线型道岔,对道岔区轮轨接触几何和车辆侧向通过道岔转辙器的走行性能展开评价,并分析9号直线型道岔的允许通过速度。研究结果表明:标准LM型踏面的轮轨接触关系优于磨耗后踏面,其允许通过速度高于磨耗后踏面。在相同的速度下运行时,标准LM型踏面的安全性,平稳性均优于磨耗踏面。在标准LM型踏面下运行,道岔侧向允许通过速度由车体横向振动加速度控制,为50 km/h;考虑实际运营条件下踏面磨耗,道岔侧向允许通过速度由脱轨系数控制,为40 km/h。

基于轨道动检数据的轨道板的变形识别及预测

现有对高速铁路板式无砟轨道变形病害的检测效率不足,检测成本过高,而通过轨道动检数据能够一定程度上反映轨道板变形程度.因此,搜集了CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板线路3 a内的动检数据,引入小波能量作为轨道板变形评价指标,通过建立时空数据挖掘模型实现了不同轨道板的变形定位识别和劣化预测.研究结果表明:受当地气温影响,轨道板变形程度具有一定的季节性规律,Ⅰ、Ⅱ型板在高温环境下出现翘曲或上拱,Ⅲ型板在低温环境下出现冻胀;3种轨道板中Ⅰ型板变形程度最小,Ⅱ型板最大,Ⅱ型板的残余变形会随时间累积,最终导致高低不平顺超限;长短期记忆网络能够实现对轨道板变形指标15~30 d内的短中期预测,Ⅰ型板变形的最佳预测结果R-square值接近0.9,而Ⅱ型板、Ⅲ型板变形的最佳预测R-square值均超过0.9.

高速铁路聚氨酯固化道床轨道不平顺数据分析

为研究聚氨酯固化道床的轨道不平顺发展特征,基于国内某线路的动态不平顺数据,通过UM动力学仿真,对一般道床区段与聚氨酯固化道床区段的时域、频域及动力学指标进行对比分析。结果表明:运营期内聚氨酯固化道床区段轨道质量指数存在突变,垂向指标标准差超限5%~12%;根据轨道质量指数拟合曲线计算得到的95%预测带,其上限处出现指标临界值;在5~70 m的中长波范围内,聚氨酯固化道床异常区段的分波段功率谱密度大于一般道床区段;与一般道床段相比,异常区段的安全性指标轮重减载率存在11%~66%的增幅,轮轴横向力增大约42%,舒适性指标增速增大1倍。聚氨酯固化道床的养护维修需要重点控制垂向不平顺指标。

超声引导甲状腺结节细针穿刺针数对取材满意率的影响

目的比较在超声引导下甲状腺结节细针穿刺活检中不同穿刺针数的标本满意率,为临床操作提供依据。方法纳入我院95例患者,共计106个实性或实性为主的甲状腺结节,随机分为1针组、2针组和3针组,均在超声引导下完成对甲状腺实性成分的细针穿刺活检术,标本送细胞病理学诊断,依据Bethesda分类标准,将BethesdaⅠ类定义为不满意,BethesdaⅡ~Ⅵ类定义为满意,比较不同穿刺针数的标本满意率。结果结节标本总体满意率为92.5%(98/106),1针组、2针组、3针组的标本满意率分别为90.2%(37/41)、93.9%(31/33)、93.8%(30/32),三组差异无统计学意义(P>0.05)。结论对于实性或以实性为主的甲状腺结节,超声引导下细针穿刺的针数对取材的影响不明显,穿刺1针可以达到和2针、3针相当的标本满意率。

我国高铁快运业务运营组织模式探讨

随着电商快递行业市场的爆发式增长,社会对高铁快运的需求十分旺盛,国家和地方对高铁快运业务发展也高度重视。借鉴国外高铁快运发展经验,在分析高铁快运市场需求的基础上,提出高铁快运的目标市场和产品服务体系设计。结合快递行业生产作业规律和高铁快运资源现状,设计载客动车组、动车组不售票车厢、高铁确认车、载客动车组货运车厢和高铁快运动车组6种运营组织模式,加快促进高铁快运业务的发展。

2型糖尿病女性患者骨密度与骨转换率的相关性

目的探讨2型糖尿病(T2DM)女性患者骨密度与骨转换及骨重建的相关性。方法回顾性分析纳入在南方医科大学第三附属医院内分泌科住院的201例T2DM女性患者住院期间的临床数据,采用双能X线骨密度仪,测量骨密度,包括腰椎、左侧股骨颈和髋部总体,将纳入对象分为骨量正常组85例(T>-1)、骨量减少组87例(-2.5<T<-1)和骨质疏松组29例(T<-2.5),检测骨钙素N端中分子片段和β-Ⅰ型胶原C-末端交联分别评估骨形成和骨吸收。根据骨形成和骨吸收的T值分别计算骨转换率和骨重建率,比较T2DM患者骨质疏松组和骨量正常组患者的的骨转换率T值以及骨重建率T值的差异,并评估T2DM女性患者骨转换率T值和骨重建率T值与骨密度之间的相关性。结果T2DM女性患者骨质疏松组的骨转换率T值与T2DM女性患者骨量正常组的骨转换率T值差异有统计学意义(P=0.041),T2DM女性患者骨转换率T值与髋部骨密度负相关(r=-0.14,P=0.049)。校正糖化血红蛋白后,T2DM女性患者骨转换T值与髋部仍呈骨密度负相关(r=-0.144,P=0.043)。结论在T2DM女性患者中,随着骨转换率的增高,患者骨密度越低,并发低创伤性骨折的风险也会随之增高。

基于Kriging模型的在役高速列车悬挂参数近似贝叶斯估计

高速列车在长期服役情况下,车辆悬挂部件参数与其初始设计值之间会产生较大差异。车辆物理参数识别方法操作复杂、费用较高,参数估计只需要利用少量的传感器获取车辆振动状态信息,就能估算出车辆关键部件实际参数值。结合实测轨检数据和多体动力学仿真模型,提出一种基于Kriging模型的近似贝叶斯计算(ABC)方法对在役高速列车的悬挂参数进行估计。首先,利用Kriging模型代替多体动力学模型作为近似贝叶斯计算中的数值模型;然后,以单目标优化代替多目标处理以简化ABC中参数估计,得到不同加权因子组合下悬挂参数的后验分布,后验分布中最大相对概率所对应的参数值即为悬挂参数的估计值;最后,将得到的悬挂参数的估计值输入多体动力学模型中进行车体加速度的预测,并与实测车体加速度进行对比。结果表明,相比于依据车辆初始参数进行仿真计算的结果,以车体垂向加速度作为优化目标时,预测垂向加速度值与实际值功率谱密度曲线的皮尔逊相关系数增加了0.919;以车体横向加速度作为优化目标时,预测横向加速度与实际值的相关系数增加了0.427;同时以车体垂向、横向加速度作为优化目标时,预测垂向、横向加速度与实际值的相关系数分别增加了0.861、0.366,能对在役高速列车的悬挂参数进行有效估计,从而为进行进一步车辆参数优化提供技术支持。

三维微小凹图式的制备及其与C17．2神经干细胞的复合

以紫外光光刻及氢氟酸湿法蚀刻加工硅阳模,采用基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的软光刻技术制备9种不同结构尺寸的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)和PMDS三维微小凹图式。PLGA及PDMS三维微小凹图式经等离子氧蚀刻和多聚赖氨酸裱衬处理后进行C17.2神经干细胞培养。随着在图式上培养时细胞的增殖,C17.2神经干细胞逐渐在微小凹中聚集,表现出明显的三维生长行为;通过羧基荧光素乙酰乙酸琥珀酰亚胺酯(CFDA-SE)染色后进行激光共聚焦显微扫描与三维重构,显示大部分细胞生长于微小凹中离底面30～90μm的区间内;免疫荧光结果显示C17.2神经干细胞在三维微结构中复合培养2d后呈现均一的巢蛋白(Nestin)阳性。结论:本文设计的微小凹图式适用于C17.2神经干细胞的三维培养及后续的分化研究,细胞于微小凹图式培养过程中可以保持均一的干细胞特性。

基于SARIMA时间序列模型的高速铁路桥梁段轨道高低不平顺劣化预测

高速铁路在长期运营下需要高平顺性以保证列车安全、平稳运行,然而简支梁桥作为高铁线路设计中一种重要结构,其服役过程中受环境影响出现不同程度的挠曲变形,从而降低轨道平顺性,影响列车运营安全。本文通过结合轨道动检车数据及线路信息,将某线路简支梁桥区段的轨道高低不平顺作为分析对象,从时域和频域的角度分析并提取桥梁段轨道高低不平顺劣化指标。采用SARIMA模型对连续40个月的劣化指标时间序列分析,实现高速铁路桥梁段轨道高低不平顺的劣化预测。研究结果表明,轨道高低不平顺劣化指标时间序列具有近似线性的趋势项以及和气温强相关的季节项。SARIMA模型预测结果较为理想,该预测方法可以为高速铁路桥梁的轨道养护维修工作提供一定的指导意义。

个体化营养指导对单纯性肥胖患者减重及体重维持效果的初步研究

目的观察个体化饮食指导对单纯性肥胖患者减重及体重维持的效果。方法选取2015年1月至2016年12月于南方医科大学第三附属医院的100例单纯性肥胖患者,按随机数字表分为个体化营养指导(INT)组与常规营养干预(CNI)组,中途12例退出,最终纳入INT组48例,CNI组40例。治疗过程分为干预期、过渡期、维持期。两组干预期均采用低热量低碳水化合物饮食(碳水化合物供能占比20%~30%,脂肪供能占比35%~40%,蛋白质供能占比30%~35%)干预3个月,随后经过1个月过渡期(介于干预期与维持期之间),逐渐过渡至维持期采取平衡膳食模式(碳水化合物供能占比55%~60%,蛋白质供能占比15%~20%,脂肪供能占比≤30%),观察12个月。两组患者运动强度、饮食要求及随访频率一致。比较两组不同时间点的饮食行为评分、体重达标率,采用t检验、Fisher确切概率法、Spearman法进行统计学分析。结果INT组和CNI组患者间干预开始前(0个月)饮食行为评分分别为(3.92±1.13)、(3.88±0.97)分,差异无统计学意义(P>0.05),INT组维持期开始时(4个月)和维持期结束时(16个月)的评分分别为(7.81±0.67)、(7.00±1.11)分,高于CNI组的(7.13±1.22)、(4.68±1.10)分,差异均有统计学意义(均P<0.01)。与CNI组相比,INT组患者干预期结束时(分别为15.0%和9.2%)、维持期开始时(分别为14.2%和8.4%)及维持期结束时(分别为11.3%和2.6%)体重变化程度均高于CNI组,差异有统计学意义(P<0.01)。与CNI组相比,维持期结束时INT组体重下降5%达标率(分别为20.0%和91.7%)差异有统计学意义(P<0.01)。结论个体化营养指导可能有助于患者进一步减轻体重,并预防患者体重反弹。