摘要:

摘要:随着我国高速铁路的快速发展，列车荷载作用下软土路基的长期沉降问题备受人们关注。 简要回顾了本构模型法、经验模型法及机器学习法在路基沉降计算及预测中的应用，调研显示，目前的研究中对于荷载形式的选择没有统一；没有考虑列车荷载下土体的模量的软化对路基长期沉降的影响；没有考虑列车荷载的间歇性影响。

摘要:固有频率是损伤诊断方法提取的主要动力特征之一，其不仅与结构本身刚度有关，还极易受温度等环境因素的影响。 提出了一种环境温度变化下基于固有频率聚类分析的空间网格结构损伤诊断方法。 首先对结构固有频率的环境温度影响原理进行了公式推导，据此以一网架结构为研究对象，模拟了温度变化与损伤共同作用下的固有频率数据；进而对固有频率进行主成分分析(PCA)，提取主成分重构残差进行模糊 c 均值聚类(FCM)，实现结构损伤诊断。 研究结果表明：环境温度通过引起热变形、改变材料特性和产生温度内力对固有频率产生影响；固有频率随温度变化的日常波动，将直接影响损伤的准确诊断，通过 PCA-FCM 聚类分析可在损伤诊断过程有效排除环境温度因素干扰，在健康基线未知情况下对损伤是否发生进行判别，并能对损伤程度进行准确识别。

摘要:为揭示高速铁路桥梁结构振动产生与传递机理，分别采用数值方法与现场实测研究时速 300 km/h 高速列车诱发高架箱梁结构振动特性。 首先，建立高架简支箱梁三维有限元动力学模型，分析列车以 300 km/h 速度通过时，高架箱梁结构振动特性及传递规律。 然后，选择沪昆高铁高安—南昌区间某高架轨道，对高速列车引起的桥梁结构振动进行现场测试，并将有限元计算结果与实测结果进行对比。 结果表明： 有限元分析与现场实测结果在 20~400 Hz 吻合良好。 桥梁结构振动的优势频率为 31.5~125 Hz，峰值频率为 31.5~63 Hz，在 16 Hz 处有一个明显的波谷；当频率大于 200 Hz 时，桥梁结构加速度振级急剧下降， 可以针对 31.5~63 Hz 频率进行桥梁结构减振设计。 桥梁顶板最大加速度振级为 88.59~100.48 dB，对应的峰值频率为 31.5 Hz 和 40 Hz；桥梁底板最大加速度振级为 82.96~94.29 dB，对应的峰值频率为 31.5 Hz 和 63 Hz，箱梁底板振动对桥梁结构振动的贡献最大。

摘要:我国铁路基础设施建设正在从“建设为主”向“建管并用”发展，传统运维技术存在诸多弊端，亟需建立新的智能运维技术体系。 数字孪生是实现虚实空间交互的先进技术，该技术突破了传统仿真及试验条件限制，实现以最快速度、最优成本掌握结构的实际运行状态。 数字孪生能够将物联网、建筑信息模型、结构健康监测、数值仿真与人工智能等先进技术通过虚实数据交互，形成对物理实体有效地监控、模拟、预测、诊断与决策。 针对数字孪生的发展、基本原理及技术方法进行归纳总结，阐述了数字孪生与建筑信息模型、结构健康监测、人工智能等技术的融合应用，总结了数字孪生在铁路运维场景下的技术方法及研究现状，包括智能检(监)测、数字孪生模型构建方法、结构性能退化模拟及维护策略确定。 提出并详细阐述了基于数字孪生的铁路基础设施的智能运维技术框架，指出了当前数字孪生在铁路基础设施智能运维应用中存在的主要问题及解决方案，为铁路基础设施智能运维管理提供新的理论方法。

摘要:建立三维有限元 CRTS Ⅲ型板式无砟轨道-路基-天然地基土非线性数值分析模型，基于轨道随机不平顺条件下计算得到轮轨载荷，通过有限元软件二次开发子程序将轮轨载荷导入有限元模型，路基两端及天然地基土体四周采用等效三维一致粘弹性人工边界模拟工程实际半无限空间体，在此基础上研究分析高速移动荷载作用下路基的动位移分布规律。 研究结果表明：文章采用的有限元模型计算得到的路基竖向动位移远小于我国现行高速铁路标准的控制值 3.5 mm，满足要求；列车模型为两节动车，中间两组轮对移动产生的动位移叠加，竖向动位移在各结构层中的时程曲线峰值与转向架数目进行对应；沿横向分布，在混凝土底座范围内，路基各结构层竖向动位移幅值沿横向分布变化较小，各结构层横向最大差值仅为 0.129 mm；在混凝土底座范围外，路基各结构层竖向动位移幅值横向分布差异较大，横向最大差值均超过 0.5 mm；随着深度的增加，竖向动位移在路基中随着深度的增加逐渐衰减，最大值位于基床表层顶面，近似线性衰减；基床表层刚度的变化对系统动力响应影响作用较有限，基床底层刚度的增大对降低路基中的动位移影响作用较显著，有利于行车运行的平稳、舒适及安全，提高列车时速会加大路基的变形位移，地基土刚度的变化对路基中对降低系统动位移的作用最显著。

摘要:为了深入研究振动与噪声这一轨道交通运维中的热点问题，国内外学者利用声子晶体理论研究了铁路中多跨等跨轨道、 桥梁，以及等间距管片地铁隧道，对其弹性波传播特性进行研究，以实现减振降噪控制，同时基于声子晶体理论的声屏障、周期性隔振屏障也是当前研究轨道交通减振降噪领域的热点。 通过对声子晶体理论的带隙控制原理的介绍，及其在铁路减振降噪相关研究现状的总结，归纳分析了近些年来基于声子晶体理论的周期性轨道、桥梁、隧道振动分析理论研究现状，以及轨道结构的振动控制、声子晶体类声屏障和隔振屏障的控制理论研究现状，最后针对当前研究现状中存在的问题，提出了今后的理论研究建议和展望。

摘要:为了保障高速列车的安全可靠运行，文章以存在未知扰动和输入时滞的高速列车制动系统为被控对象，设计了新的高速列车制动系统模型参考自适应控制策略，实现了对给定速度曲线的渐近跟踪。 首先，通过分析高速列车制动系统的原理和动态特性，建立了存在扰动和时滞的高速列车制动系统状态空间模型；其次，充分利用模型参考自适应控制善于处理系统不确定性和外界扰动的能力，结合状态预测，设计了状态反馈控制器，使其在存在未知扰动和输入时滞时仍能实现对给定速度曲线的渐近跟踪；最后基于 CRH380AL 型高速列车在济南—青岛段的数据开展仿真验证，仿真结果表明文章设计的高速列车制动控制系统具有理想的稳定和渐近跟踪特性，能克服未知参数和有界扰动的影响，具有良好的鲁棒性。

摘要:接触网上鸟巢对铁路安全稳定运行存在严重威胁。 为检测和识别接触网上鸟巢以解决鸟巢对铁路运行造成的不良影响， 提出一种改进的 YOLOv3 算法。 首先对接触网鸟巢图像进行前期预处理，去噪等操作能够加强对鸟巢本质特征的提取，数据增强一定程度上避免神经网络的过拟合现象产生。 然后在网络结构中加入空间金字塔池化模块，对特征图进行不同尺度的池化操作再拼接，得到固定尺寸的输出，提取鸟巢多尺度特征。最后将衡量预测框与真实框距离的 GIoU 作为边界框损失函数，模型优化损失同时优化真实框与预测框的重叠度。 实验结果表明，该方法在接触网鸟巢检测的平均准确率达到 95.1%，在接触网鸟巢检测领域有较高的检测精度，能在复杂的接触网背景下较好的识别检测鸟巢。

摘要:随着城市轨道交通高质量、高效率的发展要求，工程和机械设备的疲劳强度问题越来越受到重视。 机械结构破坏起源于各种形式的缺陷，如裂纹、夹杂、孔洞等，而奇异性应力是材料缺陷处裂纹萌生的重要原因。 新型超级奇异单元是基于奇异性位移场、应力场的数值特征解和 Hellinger-Reissner 变分原理构造的包含缺陷角部的特殊单元，其能够用于分析多种缺陷角部邻域奇异性弹性场。与其它奇异单元相比，新型超级奇异单元通用性强，无需任何过渡单元即可与常规单元连接，可以应用于任意楔形角和任意材料组合的奇异性应力场分析。 文章主要综述了新型超级奇异单元在二维或三维中的裂纹尖端、夹杂角尖端、V 型缺口角尖端、孔洞角尖端、多相材料界面角尖端的应用情况，对于如何使用该单元分析奇异性应力场具有一定的指导意义。

摘要:简要介绍列车车轮踏面损伤实时监测方法研究现状、特点及应用情况。 列车车轮踏面损伤检测方式有静态检测和动态检测两种。 其中，动态检测法可实现列车车轮的健康状态监测，根据传感器安装位置的不同可将动态检测方法分为轨旁式和车载式两种。 对轨旁式检测法中轮轨力检测法、激光检测法、声发射检测法等方法及车载式检测法中的轴箱振动加速度检测法、光纤传感检测法进行介绍、归纳。 分析了各检测方法的原理、研究现状及应用中存在的问题并对车轮损伤实时监测方法在轨道交通领域的应用进行了展望。 分析发现，现有的监测方法仍然需要进一步完善，监测精度应得到提高，在未来的研究中需考虑将车轮损伤实时监测方法与智能诊断、大数据及物联网等技术融合，并使之具备故障预警和设备剩余寿命预测的功能，实现智能运维技术在高速铁路服役中的应用。

摘要:随着电力传输系统、现代铁路交通系统、工业发电机等领域的发展，受电弓/接触网系统(简称弓网系统)的载流摩擦行为备受关注。 弓网系统是电力机车的关键受流部件，受电弓在工作时需要从接触网获取电能，其稳定性和受流质量关系到电力机车的可靠、良好运行。 文章介绍了载流摩擦的基本特征及其评价分析手段，阐述了弓网系统中 4 个主要因素(摩擦学参数、载流参数、环境工况、摩擦副材料)对其载流摩擦磨损行为的影响，重点探讨了弓网系统载流摩擦过程中的主要磨损机制及电弧烧蚀的影响，最后对全文进行总结并提出了今后的研究方向。