期刊,铁道科学与工程学报 2024年卷7期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

铁道科学与工程学报

主　　编：余志武

出版周期：双月刊

国际刊号：1672-7029

电子邮箱：jrse@mail.csu.cn

电　　话：0731-82655133；82656174

邮政编码：410075

地　　址：长沙市韶山南路22号

铁道科学与工程学报/Journal Journal of Railway Science and EngineeringCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是中南大学主办的以理工为主的综合性学术刊物。1979年创刊，1982年公开改进，主要刊登土木工程、建筑工程、交通工程、自动控制、计算机科学与技术、运输管理工程、机电工程、数学力学、基础研究等方面的学术论文。1992年起被列为全国中文核心期刊，1994年被列为美国Ei Page数据库核心期刊。

正式出版

收录年代

基于生态位理论大型建筑企业走出去战略选择

张文锦张飞涟

2907-2916页

查看更多>>摘要：随着国家政策推动以及建筑行业积极实践,大型建筑企业走出去战略取得了丰硕成果.但近年来世界经济增速下降,中国对外承包工程主要市场区域经济低迷,中国国际工程企业面临多方竞争,当地政府开始注重区域和系统性的整体开发等,在新国际背景下,研究我国大型建筑企业走出去战略方案选择,对我国大型建筑企业走出去发展以及国际竞争力提升具有重大意义.基于生态位理论构建包含生态位宽度、重叠度、强度3个维度11个指标的企业生态位指标体系,筛选美国《工程新闻纪录(ENR)》发布的"全球最大250家国际承包商"榜单企业作为样本企业计算其企业生态位,并运用K-means方法进行企业生态位聚类,建立企业生态位与走出去战略类型对应关系,研究结果显示在生态位宽度(x):0.3～0.6、生态位重叠度(y):0.6～1.0、生态位强度(z):0.4～0.7范围内的企业应选择横向多元化战略;在生态位宽度(x):0.2～0.6、生态位重叠度(y):0.7～1.0、生态位强度(z):0～0.4范围内的企业应选择纵向一体化战略;在生态位宽度(x):0.6～1.0、生态位重叠度(y):0.6～0.8、生态位强度(z):0～0.5范围内的企业应选择商业生态系统战略.研究成果揭示了企业生态位与走出去战略类型对应关系,为我国建筑企业走出去战略选择提供理论参考,有助于推动我国建筑企业走出去高质量发展.

关键词：

K-means生态位理论国际工程承包商战略选择竞争力

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隧道施工人员安全风险双网耦合模型设计及应用

黄健陵蔡茜李瑚均蔡超勋...

2917-2931页

查看更多>>摘要：施工人员作为施工活动的执行主体,他们之间会因为作业活动的合作产生风险共担关系,又因工序衔接产生风险传导关系,然而尚未出现一种有效合理的方式对施工人员之间安全风险关系进行研究.本文引入双网耦合原理,运用社会网络分析(SNA)构建隧道施工人员安全风险关系模型,用于显性化施工人员之间的风险关系,为研究隧道施工安全风险提供新视角和预防隧道安全风险发生提供新工具.首先通过WBS(Work Breakdown Structure,即工作分解结构)-RBS(Risk Breakdown Structure,即风险分解结构)法识别隧道施工安全风险因素并确定施工活动与风险因素之间的耦合关系,通过OBS(Organization Breakdown Structure,即组织分解结构)-WBS法确定隧道施工人员集并确定施工人员与施工活动之间的耦合关系;依据施工进度网络计划图显性化施工活动之间的依赖关系;依据施工人员、施工活动和安全风险因素三者之间的耦合关系和施工活动之间的依赖关系,将施工活动网络转换为施工人员风险关系网络;采取中心度分析,对施工人员在风险关系网络中的角色定位进行探讨;最后以广东密州隧道作为典型案例,验证该模型对研究施工人员之间风险关系的有效性.结果表明:不同施工人员在风险关系网络中扮演的角色不同,其中施工项目管理人员承担影响者角色,施工现场管理人员承担中介风险传导角色以及施工现场作业人员承担受影响者角色居多.基于双网耦合铁路施工人员安全风险关系模型可帮助施工管理者了解不同施工人员在安全管理中的角色定位与任务分工,从而提出针对性安全管控建议,提高人员安全管理效率.

关键词：

隧道工程施工人员风险关系双网耦合角色定位社会网络分析

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土木工程建造系统脆弱性研究综述

王辉李优李瑚均陈辉华...

2932-2943页

查看更多>>摘要：现有工程建造风险主要考虑风险事件发生概率与风险后果严重程度,少有结合系统脆弱性开展研究.脆弱性作为系统固有属性,在外界干扰下表现出的不利影响严重制约风险管控过程,但尚未有学者对土木工程建造系统脆弱性的研究现状进行科学评述.通过主题检索和学科分类,共筛选出103篇英文文献和96篇中文文献,运用Citespace文献分析软件统计了发表时间和期刊分布,归纳了研究热点和作者-机构合作情况;从脆弱性概念内涵、分析框架与评价过程等方面评述了土木工程建造系统的脆弱性.研究发现:土木工程建造系统脆弱性的研究当前仍处于探索阶段;常用脆弱性分析框架主要包括脆弱性递次演化分析框架、脆弱性-风险分析框架和灾害-脆弱性分析框架;脆弱性评价对象主要聚焦于施工安全系统、应急管理系统和项目管理系统;脆弱性影响因素识别和指标体系构建主要涵盖人-机-环-管框架、脆弱性特征维度框架和外部环境-项目参与方-项目特征框架.未来,可借鉴其他学科领域成熟的脆弱性理论成果,结合土木工程建造系统的特点,构建清晰准确的脆弱性概念与分析框架、探索科学适用的指标体系、深化实际应用与拓展研究.研究系统性梳理了土木工程建造系统脆弱性的研究现状,可为后续相关研究提供启发和参考.

关键词：

脆弱性土木工程建造系统分析框架评价指标与方法后续研究方向

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基于GADF与2D CNN-改进SVM的道岔故障诊断方法研究

王彦快孟佳东张玉杨建刚...

2944-2956页

查看更多>>摘要：针对道岔故障特征不易提取以及道岔故障诊断准确率较低的问题,提出一种格拉姆角差场(Gramian Angular Difference Fields,GADF)与二维卷积神经网络(Two Dimensional Convolutional Neural Network,2D CNN)-改进支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的道岔故障诊断组合方法.首先,结合现场实际应用情况,选取道岔设备正常转换与典型故障的转辙机功率曲线,建立转辙机功率曲线样本数据库;采用GADF编码将一维转辙机功率曲线信号转换为具有时间相关性的二维特征图,分别选择16×16、32×32以及64×64大小的特征图并提取图像数据.其次,在LeNet-5模型的基础上设计2D CNN网络结构,并将图像数据输入至基于2D CNN的道岔故障特征提取模型中,经多层的卷积层、池化层以及全连接层提取特征指标,建立道岔故障诊断样本数据库.最后,通过北方苍鹰优化(Northern Goshawk Optimization,NGO)算法优化SVM算法的惩罚因子与核函数方差,构建基于NGO-SVM的道岔故障诊断模型.实验结果分析表明,将转辙机功率曲线数据经GADF编码为64×64大小的特征图,并通过2D CNN模型提取道岔典型特征数据,较其他数据处理方法具有较高的故障诊断准确率,同时提高了故障诊断实时性;将建立的道岔故障诊断样本数据库输入至NGO-SVM道岔故障诊断模型,其故障诊断准确率高达97.5%,较其他故障诊断模型具有更好的故障诊断性能,为道岔故障诊断提供了一种新方法,对现场道岔设备的日常维修具有一定的指导意义.

关键词：

道岔设备故障诊断GADF2DCNNNGO-SVM

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轮轨作用力与垂向载荷位置的轨旁识别法研究

王祉歆周伟王雅昭孙博...

2957-2968页

查看更多>>摘要：为解决现有轮轨作用力识别方法存在的制作工艺复杂、制作成本高且无法实现轮轨接触位置测量的问题,提出一种测量水平横向和垂向轮轨接触力大小以及垂向载荷偏心位置新的轨旁识别方法.基于轮轨接触多元载荷解耦建立横向和垂向轮轨接触力大小和垂向接触力作用位置与钢轨腹板两侧垂向应变和、应变差的理论关系模型,依此得到基于腹板两侧应变运算的轮轨力大小与位置识别反算模型.设计了作用在腹板左、右两侧的正交组合式应变阵列电桥用于识别轮轨接触载荷在轨道腹板位置的应变响应,所设计的阵列电桥在实现腹板两侧应变的四则运算的同时兼顾温度自补偿.通过加载标定试验获取了多元载荷与腹板两侧应变输出之间的关系系数.通过随机组合加载试验验证了水平横向和垂向轮轨接触力大小与垂向接触力作用位置的识别精度,并在实车试验中对比分析了新型轮轨接触力测量方法与国标轮轨载荷测量方法对轮轨接触力大小的识别精度.研究结果表明:提出的轮轨接触力识别方法对接触力大小的识别误差在6.2%以内、对垂向载荷偏心位置的识别误差在7.6%以内,实现了使用轨旁识别方法对轮轨接触力大小和垂向载荷偏心位置的准确识别.研究结果为进一步保障钢轨服役可靠性的精准评估提供科学数据支撑.

关键词：

轮轨接触力轨旁法接触位置理论公式有限元分析识别电桥

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考虑循环荷载下颗粒破碎的宕渣路基渗透系数预测

张玲陈昀灏徐林荣彭文哲...

2969-2979页

查看更多>>摘要：本文旨在揭示循环荷载作用下中-强风化泥岩宕渣破碎行为与渗透特性的内在机理.利用PFC 6.03D进行循环三轴数值模拟,借助内置Fish语言监测不同循环加载次数下宕渣试样级配、破碎率、孔隙率的动态演化规律.通过对不同加载次数下的土体级配曲线形态的分析,给出一种能描述土类多种连续级配形态的负指数型级配表达式,并讨论了其普适性.以级配方程为枢纽,构建了综合考虑颗粒组构、孔隙特征影响的渗流路径的迂曲度模型.同时,以迂曲度为修正系数,对斯托克斯孔隙流渗透系数公式进行修正.由此实现了考虑循环荷载作用下颗粒破碎的中-强风化泥岩宕渣路基渗透系数预测.研究结果表明:位点深度加深,修正潜在破碎势B*p明显降低,而修正相对破碎势B*r与位点深度并无明显关联,B*r变化趋势可分为迅速增长、缓慢增长、收敛3个阶段;孔隙率变化呈现类似规律.所提出的负指数级配方程对4种典型级配(凹形、S形、类直线形、凸形)均具有良好适用性.修正迂曲度略大于仅考虑单一颗粒形态的迂曲度,复杂的颗粒形态使得流域内流线更加曲折,引起整体迂曲度增大.渗透系数k敛随B*r增长呈抛物线状衰减,且位点越浅,k衰减愈明显;存在临界加载振次使各位点k值收敛.本研究可为中-强风化泥岩宕渣路基服役状态评估提供新思路.

关键词：

循环荷载宕渣路基颗粒破碎迂曲度渗透系数

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基于DFD-DBSCAN的高速列车电池组多故障诊断方法

向超群席振左明洁毕福亮...

2980-2988页

查看更多>>摘要：高速列车电池作为备用电源,被广泛应用于辅助供电系统以维持高速列车控制系统的正常运转,其可靠性涉及行车安全.列车频繁起停、频繁加减速以及震动等多种复杂运行环境易导致电池单体故障和连接故障.为了保证高速列车的安全运行,高速列车电池组的状态检测与多故障诊断研究备受关注.目前,针对高速列车电池组的多故障诊断方法的研究尚属空白,提出一种基于改进离散弗雷歇距离(Discrete Fréchet Distance,DFD)和自适应密度聚类(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)的高速列车电池组的实时多故障诊断方法,以准确识别电池组的连接故障和单体故障.以高速列车电池作为研究对象,通过设计适用于高速列车电池组的电压交叉测量方法,使得电池电压和连接板电压与不同的电压传感器相关联,并通过DFD算法对电池组的故障特征进行提取,将电压偏移率与DFD共同作为故障诊断模型的参数输入以提高算法的鲁棒性与可靠性,接着引入DBSCAN算法自动对故障诊断并定位.为了保证算法的实时性,利用基于滑动窗口的遗忘机制实时地对采样数据进行诊断.通过实验对所提出的方法进行验证,结果表明该方法可及时有效地诊断电池组的单体故障与连接故障并准确定位,弥补了高速列车电池组多故障诊断方法研究的缺失,对提高轨道列车的行车安全具有工程实用意义.

关键词：

高速列车电池组故障诊断弗雷歇距离DBSCAN算法

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稀疏可变形卷积与高分辨率融合的接触网螺栓病害检测

陈永安卓奥博张娇娇

2989-3000页

查看更多>>摘要：列车长期运行产生的震动易导致接触网螺栓处于松动、脱落等不良状态,接触网取流异常会严重影响行车安全.针对高速铁路接触网螺栓病害检测时,易受复杂背景干扰及螺栓松动病害难以检测等问题,提出一种稀疏可变形卷积与高分辨率融合的接触网螺栓病害检测方法.首先,构建稀疏动态可变形卷积构成的特征提取网络,通过增大感受野范围,来捕捉不同尺度下螺栓的形状特征,加强模型对螺栓小尺寸对象特征的提取能力.然后,设计高分辨率特征金字塔融合模块,将螺栓深层特征和浅层特征的高分辨率特征图进行充分融合,提高多尺度特征图的利用率.其次,提出基于连通域统计的螺栓松动判别方法,通过统计被截断螺栓的连通域个数,完成螺栓松动病害状态检测.最后,由高速铁路接触网螺栓检测试验得出:所提方法可以准确检测螺栓的缺失和松动病害,且具有较高的检测精度,相比改进前Mask R-CNN检测方法准确率增加了41.4个百分点、召回率增加了27.3个百分点、像素精确度提升28.11个百分点、F1-score达83.4%.同时,对接触网螺栓网络模型的检测效率进行试验,较Mask R-CNN的浮点计算效率提升了36.23%.对不同场景下接触网螺栓检测对比试验表明,所提方法具有良好的适应性和精确度,对于螺栓松动和缺失病害检测提供了更为准确的方法,对后期接触网智能化检测具有一定的参考意义.

关键词：

高铁接触网螺栓病害检测稀疏动态可变形卷积MaskR-CNN高分辨率融合

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