基于多描述补偿预测的地铁道岔短时动作超负荷预警方法

[目的]地铁折返道岔动作频繁且工况复杂,很容易进入超负荷动作从而引发卡阻等机械故障,对此提出一种短时动作负荷预测及超负荷预警评估方法。[方法]围绕地铁道岔短时动作超负荷预警展开研究,阐述道岔短时状态预警评估方法。基于提出的多描述加权预测机以及自适应核密度估计等方法,描述如何实现动作负荷的区间预测以及预警评估指标的计算,并说明了预警评估流程。据此建立动作超负荷预警应用方案,并依托武汉地铁道岔动作数据进行实证测试。[结果及结论]首先,实时连续地采集道岔功率曲线特征点,计算均方根值得到道岔动作负荷特征序列作为预测输入;然后,设计多描述互补预测机制,并采用ELM(极限学习机)作为基预测器,建立多描述互补预测机进行短时动作负荷特征多步范围预测,构成预测特征集;最后,以预测特征集元素为样本,基于自适应核密度估计方法计算预测时段道岔动作负荷特征的概率密度函数和整体取值置信区间,并结合历史负荷特征取值置信区间定义预测时段的动作超负荷度作为预警评估指标。实证测试结果显示:对于故障前负荷特征数据,预测估计的置信区间覆盖率可达94.2%,且置信区间宽度基本契合实际值区间宽度变化;当预警评估门限为0.63时,各测试案例均能在道岔故障前第4~9次动作时成功发出预警。测试结果验证了超负荷预警方法的有效性。

重载铁路道岔区钢轨组合廓形及几何参数检测技术

针对当前道岔区轨道状态检查方法人工依赖度高、检测效率低等问题,对基于线结构光和惯性测量技术的道岔区钢轨组合廓形及几何参数检测技术进行研究,研制了道岔区轨道状态综合检测样机并开展了性能试验。结果表明:道岔区钢轨组合廓形检测技术可高分辨地获取重载铁路道岔区钢轨廓形,与钢轨轮廓仪的检测偏差在±0.2 mm以内;道岔几何参数检测技术可自动解算道岔区几何参数,得出的结构几何参数与人工检测方法的测量结果一致,得出的轨道几何参数与轨道检查仪测量结果的偏差基本控制在±2 mm以内;道岔轨道状态综合检测系统能够很好地替代现有人工检测手段,极大缩短检查时间,降低成本。

基于Frenet坐标系的道岔区侧向轨道几何状态动静态检测匹配方法

针对道岔区侧向轨道几何状态动态检测的现场病害定位难度大的问题,基于Frenet坐标系和笛卡尔坐标系的映射关系,将道岔区轨道几何状态静态检测的空间点坐标转化为动态检测的空间曲线,并采用线性相位有限冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)数字高通滤波器进行空间滤波,获得与动态轨道几何不平顺相同波长范围的轨向及高低,实现动静态检测的匹配。与静态检测传统弦测输出不同,该匹配方法不会导致轨道几何不平顺幅值发生畸变,借助静态检测的空间定位数据,横向对比动态检测输出,可快速完成道岔区侧向病害定位,对道岔区现场养护维修具有指导意义。

75kg/m钢轨12号单开道岔30t轴重货车动力学试验研究

朔黄铁路轴重30 t货车提速试验中对既有75 kg/m钢轨12号单开道岔进行了动态测试,测试内容包括安全性参数、受力、变形和振动,以评估开行30 t重载提速列车对道岔安全性的影响。分析结果表明:重载列车提速会加剧道岔的病害发展,导致使用性能下降,影响运输组织,增加工务养护维修的强度和频度,并针对开行30 t轴重重载列车提出了建议。

基于定性趋势分析的道岔故障诊断方法研究

道岔连接不同轨道并通常安装在两股或者多股轨道之间,不仅负责铁路线路的转换还保障线路的运营安全。随着我国轨道交通的快速发展,铁路线路和行车密度不断增长,道岔设备故障频率也日趋频繁,因此研究道岔故障诊断方法、提高诊断自动化水平具有重要现实意义。从定性的角度提出基于定性趋势分析的道岔故障诊断方法,该方法先采用区间半分法对道岔不同状态下的典型运转信号进行趋势提取,建立故障诊断知识库,之后对待诊断信号进行趋势提取,并计算其趋势序列与所有故障趋势规则的匹配度,综合比较匹配度值从而实现道岔故障诊断。实验结果表明,该方法具有良好的准确度。

智能型辙叉X-Y剖面测量仪

在分析游标式辙叉磨耗测量尺局限性的基础上,提出智能型辙叉X-Y剖面测量仪的总体设计方案,介绍智能测量仪主要软硬件设计内容,并分析仪器样机的计量准确度,提出改进建议。

有砟桥上无缝道岔轨道几何状态现场检测分析及控制

无缝道岔和桥上无缝线路是高速、重载铁路轨道结构强化的关键技术。与路基上无缝道岔相比,桥上无缝道岔区轮轨动力相互作用更强烈,轨道几何状态更难以保持,安全储备不足。以沪昆线湄池1号特大桥为工程背景,根据理论分析和现场试验,透析了有砟简支梁桥上无缝道岔轨道几何状态难以保持的主要原因,针对性地提出了增加横向约束来控制桥上无缝道岔轨道稳定性的方法。实践表明,采用所提出的控制方法能够有效改善轨道几何状态、提高列车运行平稳性,减少养护维修工作量。

基于ANSYS二次开发的无缝道岔群参数化有限元分析

利用ANSYS的参数化设计语言APDL和用户界面设计语言UIDL,以铁路无缝道岔群为例,通过二次开发实现了无缝道岔参数输入,完成无缝道岔群钢轨温度力和位移的有限元计算分析,便于分析过程。

基于人工智能的道岔健康度评估方法与评估系统建设路径研究

分析了轨道交通道岔健康度评估现状,提出了道岔健康度评估的总体发展思路和方法。基于对道岔健康度影响因素分析,提出选取道岔转辙机功率曲线作为道岔健康度评估载体;阐述了人工智能卷积神经网络结构算法及其应用于道岔故障分析判断的机制机理。提出了基于人工智能的道岔健康度评估系统的建设路径。

跨坐式单轨道岔电气故障诊断系统方案设计

道岔是轨道交通系统重要的轨旁设备,其状态的好坏直接影响列车的安全运行。在对跨坐式单轨系统道岔电气原理及控制逻辑进行分析的基础上,提出了单轨道岔故障诊断系统设计方案,包括故障诊断原理、诊断所需的数据采样内容、故障诊断与定位方法、系统构成与功能等。该系统可以方便排查故障,指导现场抢修人员迅速恢复道岔正常运行。

PHM技术在高速道岔中的应用和难点分析

故障预测与健康管理(PHM)技术通过监测系统运行状态,根据系统的历史数据和实时数据预测系统未来的健康状态,从而保障系统运行安全,优化养护维修策略,降低系统的使用和维护费用。将PHM技术应用于高速道岔中,可以提高高速道岔的管理水平并降低全寿命周期成本。本文根据目前几种正在研发的道岔PHM子系统,分析了PHM技术在高速道岔应用中的可行性和难点,并归纳总结了系统级PHM技术在高速道岔中应用时面临的问题。

基于图像处理的道岔转辙机动静接点状态检测技术研究

在地铁线路道岔转辙机工作过程中,需要定期检测其动静接点的接触状态,及时发现和排除工作状态的异常。对道岔转辙机动静接点接触状态的现有检测方法是依靠人工肉眼识别。该方法存在测量偏差大、容易漏警、实时性不强等不足。提出一种基于图像处理和深度学习的道岔转辙机动静接点状态检测技术,在采集大量道岔转辙机动静接点图像的基础上,利用神经网络深度学习方法,对机器进行大量的训练,找出检测点的特征参数;再结合图像处理方法,得到所需的测量参数;同时结合智能手机应用程序,实现对道岔转辙机动静接点的实时检测。该方法可以实现对道岔转辙机动静接点状态的便捷、快速、准确检测,提升对动静接点状态判断的准确性,从而提高道岔转辙机的维护效率和维护质量,确保列车的安全运行。

基于异常粒度及三支决策理论的城市轨道交通道岔整治智能决策系统

提出异常粒度定义,用于定量评估道岔机械状况。基于异常粒度搭建道岔整治三支决策框架,建立了智能决策系统设计方案及开发实例。基于武汉地铁某实际运营道岔连续2次工电联合检查及测量数据、微机监测相关数据进行仿真试验。仿真试验结果表明:该系统界面友好、操作简单、决策速度快、决策结果高效可靠。

基于单片机的跨座式单轨道岔监测系统设计

目前国内对轮轨制式地铁道岔监测的研究较多,技术较为成熟,跨座式单轨制式轨道交通已经逐步在中小型城市推广,跨座式单轨道岔是一种特殊结构的道岔,对其进行深入研究具有重要意义。本文采用单片机作为控制器,设计一种适合跨座式单轨道岔监测的全自动监视控制系统。

基于小波包分析的道岔裂纹定位技术及其应用

针对城市轨道交通道岔裂纹难以监测定位的问题,利用声发射Lamb波的频散特性,提出使用单个传感器进行裂纹监测与定位,通过小波包分析算法提取同一模态下其中两个不同频率的Lamb波分量,分别获取它们到达传感器的时间差,以此可计算信号源的位置,从而实现裂纹定位。以地铁60 kg/m钢轨作为试验对象,定位准确度达到93%,表明采用该方法可比较准确地定位裂纹位置,与裂纹实际位置相对误差较小,可满足城市轨道交通道岔裂纹监测的要求。

道岔监测系统中的LonWorks网关开发

为了满足铁路道岔监测系统现场的通信需要,利用既有的一对双绞线,用现场总线LonWorks进行传输。通过嵌入式网关实现LonWorks总线和RS-232总线间的数据转换;硬件方面,利用FT5000电路实现网关转换功能;软件方面,给出了设计方案和实现方法;最后,对该网关的应用做了总结。

ZD7-A型电动道岔故障分析

从电务部门使用和维护的角度出发 ,分析了 ZD7- A型电动道岔的故障处理。

—种道岔综合监测系统的硬件设计

开发一种道岔综合监测系统,重点介绍系统构成、硬件设计和通信接口。为了适应现场需求,本系统提供光纤、DSL、LonWorks 3种通信接口,分析3种组网方式的技术特点。最后,对该系统的特点进行了总结。

道岔运用状态监测系统的研究

该系统主要用于对营业线道岔尖轨、可动心轨密贴状态、转辙机表示杆缺口和道岔转换力 与转换阻力等直接影响道岔工作 性能的状态指标实施全程动态连续监测,并将监测结果实时传递, 以便现场及对防范处理,使道岔经常处于良好受控状态,确保行车安全畅通。