考虑数据不平衡的轨道交通装备液压系统内泵泄漏智能诊断方法研究

针对液压系统内泵泄漏诊断的数据集不平衡问题,提出了一种两阶段处理方法,使用变分编码器对少数类样本进行合成,将少数类故障样本补全到和正常样本一致。再使用焦点损失对故障分类模型进行训练,增强分类器对难分类样本的诊断能力。所提出方法经过消融实验验证,能够有效处理不平衡数据集。

轨道交通车辆独立安全评估组织的架构及人员资质研究

轨道交通行业一直秉承"安全第一,预防为主"的行业准则,随着我国的铁路交通进入了新时代,特别是高铁产业迅猛发展,对产品的可靠性和安全性提出了更高要求.铁路运营企业逐步要求车辆在上线运营前开展独立安全评估,由于国内独立安全评估机构评估员水平参差不齐,在评估过程中给轨道交通车辆制造企业带来了一些困扰.由于我国轨道交通车辆独立安全评估起步较晚,独立评估队伍人才建设方面的基础一直很薄弱,本文将介绍轨道车辆的独立安全评估组织的架构和人员资质相关方面的内容,为行业内人员资质管控和相关企业建立独立安全评估机构提供借鉴和参考.

轨道交通车辆独立安全评估方法的研究与应用

随着独立安全评估在轨道交通行业的不断推广和应用,轨道车辆系统的独立安全评估方法也日趋完善,本文作者总结自己在轨道交通车辆系统的评估经验,从独立安全评估相关标准出发,对独立安全评估的任务、评估策略和应用案例进行了详细介绍,并提出了综合运用"基于风险评估"和"符合性评估"的车辆系统的评估方法,结合轨道车辆系统特征,从全生命安全周期和车辆系统安全需求的思路出发,对车辆系统的典型安全相关功能(即安全完整性等级)和技术安全分析进行了案例说明,并最终通过应用案例对评估方法和思路进行了应用分析.

中国高速轨道交通空气动力学研究进展及发展思考

总结了中国高速轨道交通空气动力学研究进程的起步、积累、发展、深化、提升和引领等六个阶段。论述了提出的以列车空气动力学、列车/线桥隧空气动力学、车/风/沙/雨/雪环境空气动力学、弓网空气动力学、人体空气动力学为主要内容的高速轨道交通空气动力学研究进展。包括发现探明了相关的形成机理、激化过程、响应特性、影响规律、减缓途径、改善措施,提炼出了一套基础理论,突破了系列关键技术,以及全面的工程应用。解决了空气动力制约高速铁路发展、恶劣风环境影响行车安全等关键科学技术问题。介绍了高速轨道交通空气动力学专用实验平台群,包括动模型实验系统、交变气动压力下人体舒适性/车体刚度/气密性综合实验装置、风/沙/雨/雪气动实验平台群、视觉检测系统、在线实车实验系统、兼用风洞群、数值仿真平台。最后讨论了正在开展的研究和进一步发展的思考。

面向轨道交通课程的国际化教学模式探索——以高等流体力学课程为例

随着全球科学技术日新月异、人才竞争日益激烈,开设高质量研究生国际化教育课程、培养具有高素质的国际化综合型研究人才,已成为提升国家轨道交通综合科研实力的必然趋势。该文以轨道交通专业课程高等流体力学为例,对加强教学团队建设、丰富教学内容、优化教学方法及完善考核机制等方面的课程改革措施进行详细介绍,为轨道交通相关专业的国际化课程教学模式探索提供借鉴。

“一带一路”倡议下硕士留学生实践教学体系改革——以交通设备与控制工程专业为例

随着“一带一路”倡议的提出,来华留学生人数日益增多,留学生教育已成为我国高校教育中的一个重要组成部分。改革固有的留学生培养模式,探索培养高质量的国际化人才的实践教学体系对高校的国际化进程具有重要的现实意义。以所在交通设备与控制工程专业为例,分析原有教学模式的弊端,针对来华留学生特点,依托校内外资源,构建新型实践教学体系,在巩固留学生基础专业知识的同时,激发学习兴趣,培养工程创新意识和创新能力。根据学生自身情况,实现不同方向和不同高度的优质发展,培养出轨道交通装备方面的高端技术人才。

铁路超限货车曲线通过时车货位姿解算与安全评估研究

大型变压器与发电机定子等超限装备的铁路安全运输,是确保国家输电重点工程建设顺利实施的重要保障.针对超限货物装载边界与转向架之间的安全干涉空间计算校核,传统动力学仿真存在建模过程复杂、计算效率低等问题,本文提出一种基于多级底架点-弦几何表征的超限货车曲线通过安全空间评估方法;建立了以曲线半径等线路参数、小/中/大底架心盘间距等车辆参数为输入的转向架-货物界面安全空间距离的理论解析模型,并分别通过动力学仿真进行了验证,不同导向方式下15种不同半径曲线通过的允许安全货物装载长度误差在3.68 mm以内、相对误差低于0.028%.本文提出的车货位姿解算评估方法,能准确高效地计算超限车辆运行过程中货物与转向架的安全干涉空间,可为铁路超限专列的安全开行提供科学计算依据.

基于组合客观赋权法的交通信用评级方法

为了解决交通信用评级问题,基于组合客观赋权法对交通运输企业进行了合理评级。分析了交通信用评级指标的构成;利用组合客观赋权法结合连续式3-sigma准则获得了交通运输企业的信用得分,并采用区间式3-sigma准则对交通运输企业信用进行评级;以厦门市各运输企业的信用相关指标数据为例进行算法性能分析。研究结果表明:企业监督检查(cs)权重最大;对于企业信誉考评指标而言,其权重随着信誉等级的下降而降低。

蜂窝夹层结构芯子剪切模量的实验方法

蜂窝夹层结构凭借其优良的力学性能在航空、船舶制造和车辆碰撞防护领域得到了广泛应用。蜂窝夹层结构剪切性能的测量一直是工程人员重点关注的问题,测量蜂窝夹层结构芯子剪切模量时常采用平面剪切实验方法,但对于大厚度蜂窝夹层结构平面剪切实验实现难度大,为改善这一问题,分别采用理论预测分析、平面剪切实验和三点弯曲实验的方法对蜂窝夹层结构芯子剪切模量进行测量,对比3种测量方法的差异性。利用等效板理论进行理论分析,得出芯子剪切模量的理论预测值;依据ASTM C273和ASTM C393试验标准,对蜂窝夹层结构开展了平面剪切实验与三点弯曲实验,利用ABAQUS有限元软件对平面剪切实验和三点弯曲实验分别进行了模拟仿真。结果表明:利用最小势能原理和最小余能原理进行理论分析,可以得出芯子剪切模量的预测值,预测结果误差在16%左右;平面剪切实验的测量结果较为精准,当蜂窝夹层结构厚度增大无法提供剪切试验台实验时,可以使用平面剪切有限元仿真方法获取;三点弯曲实验方法测量误差结果在10%左右,通过对三点弯曲试验的有限元模拟分析,研究三点弯曲实验中跨距深度比对试件剪切模量测量的影响,调整三点弯曲跨距深度比a/d为5时,误差能降低到4%以内。

独立安全评估技术及其在C城地铁X号线的工程应用研究

本文结合C城地铁X号线一期和二期工程地铁车辆项目独立安全评估的工程化实施,对轨道交通车辆独立安全评估的整个流程,包括评估背景、评估范围、评估标准、评估策略、主要评估关注点、评估发现和评估结论,进行了详细论述,希望为其他轨道交通行业车辆系统项目的独立安全评估工作开展提供借鉴和参考。

轨道车辆独立安全评估综述

轨道车辆的安全问题一直是广大民众关注的民生问题,轨道车辆安全评估也一直被我们行业列为重中之重,轨道交通行业一直秉承“安全第一,预防为主”的行业准则,车辆的独立安全评估是在制造商第一方完成安全评估的基础上,以相对独立的第三方进行的更进一步的安全评估,确保每一个环节不会出现质量安全问题,确保车辆安全风险可控。

基于交通网络应急资源布局选址特征的成本分析

交通网络是自然灾害后实施应急救援的最重要的物质基础之一。灾前对交通网络应急资源储备点进行合理选址,对于灾后能尽快地恢复交通网络的基本能力具有重要意义。文中基于交通网络应急资源储备点选址特征,进行相关成本分析,为布局选址决策提供了评价指标。

面向交通领域“卡脖子”技术的特色人才培养机制探究

随着科技水平的进步,我国在芯片、发动机、高端轴承等领域的“卡脖子”技术成为制约我国新一轮科技革命和产业变革形势下实现产业升级,核心竞争力提升与经济安全保障的重要因素。“卡脖子”技术的突破,人才培养是关键,文章提出了“交通强国”战略背景下交通科技人才的培养理念与定位,分析了交通类研究生在学科与课程体系设置、解决实际问题能力训练、创新思维能力培养与创新人才校企联合培养方面存在的一系列问题,结合作者身边的成功范例,提出了相应的体制机制改革措施与方向。

轨道车辆碰撞试验台CO_(2)相变驱动过程仿真研究

由于现有设备条件下空气炮驱动的轨道列车碰撞试验台无法满足更高试验速度的要求,提出使用CO_(2)相变动力驱动试验车辆加速。基于质量守恒定律、能量守恒定律和CO_(2)真实气体模型,建立驱动系统做功过程数值模型;对模型求解后,通过试验验证模型计算精度;通过数值模型,对比研究空气与CO_(2)的做功性能,并分析储液缸初始压力、初始温度和驱动缸初始容积对CO_(2)做功特性的影响规律。结果表明:模型能够有效模拟CO_(2)液气相变驱动试验车做功过程;在结构条件相同且驱动工质的质量为170 kg、初始压力为20 MPa时,以CO_(2)作为驱动工质时驱动时间较空气缩短10.5%,试验车获得的末速度较空气增大21.2%;储液缸初始压力由8MPa增至20 MPa时,试验车末速度增大58.3%,加速时间减少32.2%;初始温度对驱动缸内CO_(2)相态影响较大,温度越低时,其相态越容易接近气液饱和线;驱动缸初始容积对加速时间、试验车过载和活塞所受冲击影响较大,初始容积为0.20 m3时较0.01 m3时最大过载减小23.07%,但所用时间增加20.9%。

轨道车辆冰雪风洞收缩段曲线对试验段流场特性的影响

采用基于SST k-ω的IDDES湍流模型研究轨道车辆冰雪风洞流道空气流动品质,并分析收缩段约束曲线对试验段内流场品质的影响。采用风洞流场校测的数据验证本文数值模拟方法的计算精度可靠性、网格尺度无关性和湍流模型适应性。研究结果表明:原始工况下,收缩段入口处由于拐角导流片导致流动分离,气流速度呈锯齿状分布;在试验段喷口前未发生明显流动分离,试验段速度均匀分布;喷口射流与周围的动量交换而导致速度较低,涡量增加,湍流度也较高。不同收缩段曲线工况中,维氏曲线在收缩段入口位置过快收缩,导致截面的速度均匀性较差,维氏曲线对一阶变量如速度、俯仰角、偏航角等变量影响较大,双三次曲线对二阶变量影响较大。综合考虑风洞收缩段气动外形关键参数设置,五次收缩段曲线对保证试验段流场品质效果最佳。

基于空气炮的碳纤维板高速累积冲击实验

针对目前实验教学中复合材料高速累次冲击实验的复杂性和高难度,该研究以空气炮高速冲击实验系统为基础,设计了一种单位置多次累积冲击实验方案,旨在探索三维编织碳纤维板冲击损伤演化过程。通过使用高速摄影机和复合材料各向异性数值模拟方法,捕捉并对比了冲击前后的速度和应力分布,得出了损伤扩展的4个阶段。此外,碳纤维板在被完全穿透前,仍然保持96%~98%的高吸能比,具有稳定的抗冲击与吸能能力。该实验方案符合教育部实验金课“两性一度”的目标,具有较强的综合性和应用性,可为类似实验教学方案设计提供参考。

轨道车辆空调送风系统噪声振动传递分析

随着轨道交通的快速发展,噪声逐渐成为考察列车乘坐舒适性的一项重要指标。作为轨道车辆静止时的主要噪声源,空调送风系统产生的噪声会深刻影响乘客的舒适性体验,控制其噪声水平意义重大。传递路径分析可以评价分析激励点到响应点每条路径的贡献量,从而得到减弱噪声振动危害的方法。为了降低轨道车辆空调机组运行时通过风道传递到客车室内的噪声,对轨道车辆空调送风系统进行噪声振动传递路径的试验和仿真研究。首先,采用现场传递路径分析试验技术,获取其声/振能量传递的详细数据,并基于工况传递路径分析法(OTPA)对各传递路径的贡献量进行初步分析。随后,基于统计能量分析法(SEA)对空调送风系统噪声进行仿真分析,利用试验数据对仿真模型进行修正,验证仿真的有效性。最后,使用修正后的仿真模型探讨送风过程中空气噪声和机械结构振动噪声的产生及在客室内的传播规律。研究结果表明:客室噪声声压级峰值集中在315~1 000 Hz左右的中低频段;空气声是列车客室噪声的主要来源;空气振动是列车客室地板振动的主要来源;噪声激励源按对中部客室的噪声贡献率从大到小排行,依次为送风口,废排口,空调蒸发腔,回风口,空调冷却腔。研究工作可为轨道车辆空调送风系统的减振降噪优化提供参考依据。

过盈配合工况下收缩管吸能特性分析及结构参数优化

轨道车辆收缩管在轴向冲击载荷及过盈配合下的吸能特性是吸能结构研究中的重要课题,其吸能过程依靠收缩管与锥形衬套之间的摩擦做工及收缩管的塑性变形实现,过盈配合通过影响收缩管与衬套间的接触力提高收缩管的能量耗散。为提高收缩管的吸能特性,研究过盈配合对吸能能力的影响,采用试验与有限元模型相结合的方法,基于多目标优化算法获取包括过盈量在内的收缩管最优结构参数。进行空心轴与轴套过盈静压试验,验证接触力理论公式的正确性;利用台车冲击试验研究收缩管碰撞过程中的吸能特性,构建有限元模型进行验证;推导过盈配合条件下收缩管接触表面压力的理论模型;使用全因子和Hammersley设计方法对过盈配合工况下收缩管结构参数进行研究,包括厚度(T)、过盈量(I_(ntf))、锥角长边(α_(x))和收缩比(R_(atio))。基于此,利用移动最小二乘法(MLSM)构建峰值力(PCF)、比吸能(SEA)和平均力(MCF)的近似模型。主效应分析表明,收缩比对PCF、SEA和MCF的影响最为显著。以获取最小PCF、最大SEA以及MCF最接近设计要求650 kN为优化目标,进行全局响应面(GRSM)优化,获得最优结构配置,与初始设计相比,SEA提高28.54%,PCF降低12.37%。代理模型最优解得出的MCF与有限元模型误差为2.01%,证明构建的代理模型具有较高的精度,可用于优化计算。优化后的结构有效提高了收缩管的吸能能力,降低了碰撞的初始峰值力。

运动边界对冰雪风洞试验段流场特性影响研究

轨道列车转向架区域的积雪结冰现象,是关乎列车运行稳定以及行车安全的关键问题。为了解决转向架区域的积雪结冰问题,研建列车转向架积雪结冰风洞以研究原始比例模型转向架区域流场特性。基于SST k-ω的IDDES湍流模型,分析不同运动边界条件下风洞试验段气流流动特性,探索积雪结冰风洞在现有运动边界条件下的流场模拟适应性与差距。通过网格无关性验证和流场校测,验证数值方法能够满足积雪结冰风洞流场的模拟。研究结果表明:静止地面和静止轮对无法近似模拟真实环境下运动地面和旋转轮对的边界条件的流场特性,轨面以上的空间平均速度最高偏大5倍,静止地面和旋转轮对的风洞实际边界与真实边界更接近;静止地面和静止轮对下转向架后侧的空间压强平均负压高于其他工况,车体后端板表面和转向架表面平均负压强偏差较大,静止地面和旋转轮对的表面负压平均偏差9%,转向架轮对表面压强偏差15%;不同工况下的转向架区域的湍流度差别不大,转向架前侧区域的湍流度在静止地面和轮对下整体偏大。综上所述,在不同试验段运动边界条件下,现有积雪结冰风洞中静止地面和旋转轮对边界条件能较好地模拟实际运行状态下的转向架区域流场特性,为后续试验研究转向架区域的流场特性和积雪结冰问题奠定基础。

海拔对隧道救援站列车火灾烟气蔓延特性的影响

采用三维非定常N-S方程和完全浮力修正的RNG k-ε湍流模型,基于滑移网格技术实现列车在隧道内的运动过程模拟,构建高海拔隧道紧急救援站列车火灾数值模拟方法,并利用现有动模型试验和隧道静止火灾试验数据验证数值模拟方法的可靠性和正确性,研究海拔对事故隧道、紧急救援站和列车中部车厢附近横通道内的烟气流速和温度分布的影响规律。研究结果表明:当着火列车驶入隧道紧急救援站时,活塞风主导了火灾烟气的蔓延趋势;在列车停车瞬间,随着海拔增大,事故隧道拱顶处和列车中部车厢附近横通道拱顶处的烟气流速峰值及温度峰值逐渐增大;列车停车后,活塞风逐渐衰减,烟气开始在隧道拱顶处向火源上游逆流;随着海拔增大,紧急救援站下游高温区域蔓延范围逐渐扩大,事故隧道拱顶处温度峰值随之升高;随着时间推移,高海拔与低海拔隧道拱顶处的温度峰值差异逐渐增大,可能对更高海拔隧道救援站内的人员安全造成更大的威胁;不同海拔处列车中部车厢附近横通道内人眼高度处的温度均超过330 K(对人体有危害),且在同一时刻,海拔越高,横通道内高温烟气层高度越低,烟气沉降速度明显加快。