Freight Vehicle Routing Optimization for Sporadic Orders Using Floating Car Data

The increasing popularity of e-commerce brings large volumes of sporadic orders from different customers,which have to be handled by freight trucks and distribution centers. To improve the level of service and reduce the total shipping cost as well as traffic congestions in urban area, flexible methods and optimal vehicle routing strategies should be adopted to improve the efficiency of distribution effort. An optimization solution for vehicle routing and scheduling problem with time window for sporadic orders (VRPTW- S) was provided based on time-dependent travel time extracted from floating car data (FCD) with ArcGIS platform. A VRPTW-S model derived from the traditional vehicle routing problem was proposed, in which uncertainty of customer orders and travel time were considered. Based on this model, an advanced vehicle routing algorithm was designed to solve the problem. A case study of Shenzhen, Guangdong province, China, was conducted to demonstrate the vehicle operation flow,in which process of FCD and efficiency of delivery systems under different situations were discussed. The final results demonstrated a good performance of application of time-dependent travel time information using FCD in solving vehicle routing problems.

均载组合式小轮径货车转向架车轮型面优化设计研究

小轮径转向架技术是驼背运输车辆的关键技术,小轮径低地板驮背车车轮型面磨耗问题严重,对其动力学性能造成严重影响,为了进一步提升其服役性能,对小轮径低地板驮背车车轮型面进行优化设计。首先建立小轮径低地板驮背车动力学模型,然后利用轮径差反向设计方法对车轮型面进行优化,最后利用车辆动力学模型对优化后型面的车辆动力学性能和磨耗特性进行验证分析。结果表明,优化后型面进一步降低了车轮等效锥度,同时减小了轮轨法向接触应力。通过对比优化前后动力学特性,优化后车轮型面有效提升了空重车状态下的临界速度,空车临界速度较LM踏面提高23.3%,重车临界速度较LM踏面增大17.54%。同时优化后型面有效提升了车辆的平稳性和曲线通过性能,最后利用车轮磨耗模型计算了直线段和曲线段的车轮磨耗,优化后曲线外侧车轮磨耗最大深度减小54.8%,曲线内侧车轮磨耗最大深度减小48.13%,型面优化可以有效减小小轮径低地板驮背车直线段和曲线段的车轮磨耗,为抑制车轮磨耗,提升服役性能具有重要作用。

低周疲劳的结构应变法在铁路货车上的工程应用

为了开展铁路货车车体焊接结构的低周疲劳寿命预测,详细推导了理想弹塑性结构应变计算理论,基于计算理论进行了程序设计,并通过焊接接头试验进行了验证.进一步开展了平面应变焊接接头模型的仿真计算结果和结构应变法计算结果的对比,探讨结构应变法的使用条件.最后,将虚拟台架与结构应力变结合开展了快捷货车的低周疲劳寿命分析的工程应用.结果表明:提出的低周疲劳的结构应变方法及其计算程序,当结构应力与屈服强度的差值在150 MPa以内时,理想弹塑性结构应变计算结果与实际结果一致,能够解决铁路货车低周疲劳寿命预测问题;当结构应力与屈服强度差值超过150 MPa后,随着结构应力的增加,误差也增加.该文的研究为低周疲劳的结构应变法工程推广应用提供了良好的技术支撑.

侧风作用下不同装载敞车气动性能研究

针对不同装载情况的敞车,开展敞车在空载、半载、满载3种情况下气动性能的研究。研究结果表明:单节敞车气动力的变化规律与整车气动力的变化规律一致;空载敞车所受的气动阻力最大,半载敞车次之,满载敞车最小;满载敞车所受的气动升力最大,半载敞车次之,空载敞车最小;3种敞车所受的侧向力非常接近,最大差距仅为1.9%;空载敞车和半载敞车所受的气动力较为接近,而满载敞车与前两种车型有明显差距。

基于稀疏重构的铁路货车TFDS网络传输时延估计

铁路货车TFDS网络传输时延估计过程中易受到噪声干扰,造成估计结果不精准,故提出基于稀疏重构的铁路货车TFDS网络传输时延估计方法。分析铁路货车TFDS网络传输集成信号,以信号稀疏表达为基础计算增益稀疏向量,完成信号预处理。根据稀疏字典原子匹配原理得到稀疏重构信号输出结果,根据信号权重计算铁路货车TFDS网络传输时延估计值。实验结果表明,该方法无噪声干扰下时延为350 ns,有噪声干扰时延变化范围为310~380 ns,与实际值一致,估计结果更精准。

铁路货车关键配件标识管理流程与应用

为实现铁路货车关键配件从制造到报废全寿命周期的信息共享和过程溯源,解决关键配件制造单位和检修单位之间存在信息孤岛的问题,以铁路货车关键配件编码作为切入点,提出了包含产品类别码、产品标识代码的铁路货车关键配件编码结构,设计了铁路货车关键配件标识管理流程,提炼形成一套铁路货车关键配件标识应用策略,有效实现货车关键配件的数据贯通,为进一步开展铁路货车关键配件健康管理提供基础。

铁路货车Z1修多功能作业车集成化研究

国家能源集团将铁路货车“状态修”具体细分为4个级别,该文针对Z1修整备线存在的问题进行调研与分析,对闸调器调整、更换支撑杆、更换旁承滚子和更换钩托梁尼龙磨耗板等作业的快捷工装,以及将上述多套工装的模块化集成整合技术进行研究,提供Z1修多功能作业车及配套装备整体实施方案。该文提出的Z1修多功能作业车具有模块化、集成化、高效运行、安全可靠和多功能灵活柔性化作业等特点,可以为铁路货车Z1修装备线优化升级应用提供参考。

铁路货车轮轴类部件故障状态多维度评估建模研究

铁路货车轮轴类部件故障种类较多,工作时处于高速旋转状态,特征频率获取难度较大,且部件正常运行时也会产生一定振动,从而导致故障信号呈现多维状态,对故障判断会产生干扰;为了有效解决这一问题,提出铁路货车轮轴类部件故障状态多维度评估建模方法;根据铁路货车轮轴类部件结构,通过考虑滚子数、接触角、径向间隙等因素,计算各个单元特征频率;基于此,构建多维度综合评价模型,对轮轴类部件故障状态完成多维度等级评估,以此确定出相应的故障等级,实现铁路货车轮轴类部件故障状态多维度评估;实验结果表明,该方法的评估精度高,且评估耗时低于2 s。

铁路货车轮毂对轴承压装力-位移曲线的影响研究

为保障铁路货车行驶安全,实现对铁路货车轮对磨耗状况的预测,研究铁路货车轮毂对轴承压装力-位移曲线的影响。首先以轮毂轴承内圈与车轴轴颈配合为基础,从力学角度分析轮毂对轴承压装过程,获取轴承压装力-位移间的标准曲线,并以此为基础,依照广义胡克理论计算轮毂对轴承压装力值。然后构建基于最小二乘支持向量机的预测模型,以轴承压装力值与车轮直径等参数为输入向量,以铁路货车轮对磨耗为输出变量,利用量子粒子群算法优化预测模型参数,通过参数编码、确定适应度参数等过程提升预测模型求解效率与精度。最后利用实验证明所提方法的先进性。实验结果表明,该方法可获取研究对象压装力-位移曲线,通过校正可获取满足轴承设计标准的压装力理论结果,以此为基础可准确预测车轮对的磨耗状况。

基于模糊逻辑的铁路货车标识喷涂机器人视觉导航研究

以避免铁路货车标识喷涂过程中工作人员与车辆近距离接触为目的,设计基于模糊逻辑的铁路货车标识喷涂机器人视觉导航系统。该系统使用喷涂机器人喷漆装置上的数码相机拍摄喷涂位置边界图像,经由工业交换机连接无线传感网络,将喷涂位置边界图像传输至单片机内。用户通过人机交互层连接单片机,并调用逻辑运算层内图像预处理模块,对喷涂位置边界图像进行图像分割、自适应中值滤波处理后,得到最终喷涂位置边界线图像,依据该图像使用基于模糊逻辑控制的喷涂边界线跟踪方法,跟踪喷涂边界线位置实现喷涂机器人喷涂视觉导航。实验结果表明系统具备良好的图像预处理能力和喷涂机器人视觉导航能力,应用性极佳。

铁路货车标识智能机器人喷涂路径自动生成系统

为提升铁路货车标识机器人喷涂质量,准确执行标识喷涂指令,设计铁路货车标识智能机器人喷涂路径自动生成系统。通过无线通信模块下达铁路货车标识喷涂指令,系统控制自动导引运载子系统搭载机器人移动至待喷涂工位,同时采用点云技术自动生成喷涂路径,子系统依据生成路径。获取标识漏模库中的标识漏模,结合辅助子系统完成标识喷涂,将喷涂结果图片回传至电气智能控制子系统,实行信息化管理。测试结果显示:该系统能够在不同环境搭载喷涂机器人达到目标位置,且准确避开障碍物。在误差均低于1 mm的情况下,完成指定位置喷涂操作,喷涂重叠率结果100%,喷涂后的标识视觉效果清晰,没有发生模糊部位。

铁路货车大型铸钢件清理智能化解决方案

结合铁路货车大型铸钢件摇枕、侧架清理作业的实际情况,对清理工序进行了工位制、节拍化设计,在融合3D视觉、机器人、安全环保、系统集成与控制等技术的基础上,提出了一种行业通用性较强的铸钢件清理智能化解决方案,包括准备工位、智能切割单元、人工切割单元、智能修磨单元、人工焊磨单元、智能物流单元、安全环保单元、浇冒口收集系统等,并将其组成一条铁路货车铸钢摇枕侧架智能切割与修磨产线。经作业验证,该方案提高了作业质量,降低了人工作业强度,且作业环境良好,经济可行。

关于17型车钩支撑座卡滞故障的分析研究

随着70 t级铁路货车的大量投入使用,17型车钩支撑座卡滞造成互钩差超限时有发生,造成停车检查、维修,影响了列车开行,降低了运输效率,文章以C70型通用敞车车钩支撑座卡滞为重点,通过现场调研、站修调研等方式对支撑座卡滞原因进行分析,并提出了相关的实用性措施。

对铁路货车水浸轴承处置的探索

对郑州北车辆段水浸轴承故障的判定、处置、预防进行了归纳与总结。首先阐述了水浸轴承故障的危害及表征,总结了水浸轴承故障的判定方式和方法;然后明确了故障检查与处置要求,并针对性地提出了预防水浸轴承的建议。文章对探索水浸轴承的预防和快速处置、确保货车运输安全具有重要意义。

基于铆接结构的模块化平车车体结构探讨

文章提出了一种基于铆接和模块化的铁路平车设计理念,阐述了铆接结构和模块化的优势,详细介绍了该新型平车的结构特点和设计思路,为铁路货车设计提供了新的方向。

铁路货车属地化检修技术研究

在国内,许多大型企业拥有自己的铁路线路和自备货车,其铁路货车的状态维护和检修主要在自备线路的检修场所内进行或用汽车运输至专业检修车辆段、检修工厂进行。这两种方式不是增加了运输和检修成本,就是无法保证车辆检修质量,均难以满足企业对铁路货运安全、高效运行的要求。文章研究和阐述了企业利用自身检修优势对铁路货车进行属地化专业检修的相关技术。

铁路货车转向架旋转部件故障诊断方法研究

利用振动信号监测铁路货车轴承和车轮的故障极易受到轮轨接触振动和周围环境噪声的影响,故障特征信号被外界干扰噪声淹没,难以提取,并且车辆频繁变速带来振动信号频率扰动。文章针对以上问题,提出了一种基于信号平稳化条件下的自适应滤波解调技术的轴承故障诊断方法,能够在列车变速工况和随机冲击干扰下实现对轴承故障的准确识别。转K6型转向架实车线路测试结果表明,文章提出的方法能够准确有效地诊断轴承剥离以及车轮踏面擦伤故障,可为后续铁路货车故障诊断与监测提供技术基础。

半自动缓解阀体缺陷引起铁路货车制动故障的分析

随着120型空气制动控制阀(以下简称“120阀”)的普及与新型120阀的推广应用,120阀在我国铁路货车制动中占有极大的比重,120阀的使用可靠性能是列车运输安全的重要保证。文章分析了120阀半自动缓解阀异常故障的情况以及原因,并提出了相应的故障处理措施以及建议。

空气动力学数值模拟方法在设计铁路散粒货物货车中的应用

装运散粒货物的铁路货车运行时,环境自然风以及车辆运行形成的空气流会对货物产生扰动并且会造成一定货物损失及环境污染。运用列车空气动力学数值模拟方法对列车空气流场进行了仿真分析,通过在空气流场影响下的货物颗粒运动及撒落量的分析统计及评估,完成了车辆设计方案优化,确定了合理及有效的结构设计和措施,满足设计指标要求。该数值模拟计算方法与高成本费用且时间周期长的实车试验方法相比,在技术方案的理论指导以及优化比选方面,是一种比较理想且经济实用的辅助设计手段。

铁路货车中小部件柔性自动焊接生产线设计

近年来,铁路货车制造向着自动化、柔性化、智能化的方向发展。然而,小批量、多品种的中小型板材类零部件的自动焊接是铁路货车生产过程中最难实现无人化的环节。基于此,文章设计了一种能够实现10种中小部件批量化自动焊接的生产线。该生产线能够实现自动物料输送、自动焊接和自动除尘,使整个生产过程高效、整洁。