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期刊信息/Journal information
铁道学报
铁道学报

杨浩

月刊

1001-8360

tdxb@vip.163.com

010-51847451、51842631

100844

北京复兴路10号

铁道学报/Journal Journal of the China Railway SocietyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>> 本刊主要刊登铁路运输与经济、机车车辆、通信信号、电气化与自动化、铁路工程等学科的科研成果论文及综述。入选《中文核心期刊要目总览》核心期刊、俄罗斯文摘杂志（AJ）、美国工程索引（Ei Compendex）、德国国际建筑学数据库（ICONDA）、剑桥科学文摘(CSA)、中国科技论文与引文数据库、中国科学引文数据库等十余家大型数据库。 《铁道学报》于2009年8月1日正式开通。
正式出版
收录年代

    基于PSO-NARX网络的司机驾驶行为分析方法

    王心仪程剑锋易海旺
    94-101页
    查看更多>>摘要：舒适性、准时性、节能性等是衡量高速铁路自动驾驶水平的重要指标,通过不断学习优秀司机的驾驶行为,可以优化列车自动驾驶性能,促进高速铁路自动驾驶技术的发展.基于现场列车运行数据,提出一种带有外部输入的非线性自回归(NARX)网络的列车司机驾驶行为分析方法.该方法构建了具有时序特征的NARX网络模型,并选取多项影响司机决策的参数作为输入,利用粒子群优化算法(PSO)确定网络的权重和阈值,对下一时刻列车运行情况进行预测.仿真结果表明:本文提出的PSO-NARX网络分析模型的预测效果优于前馈型神经网络(BP)、PSO-BP、NARX,相比于BP算法,迭代步数降低了 373步,误差降低了 8.382％,相关系数达到了90.117％.通过此预测,可以优化列车的自动驾驶设备性能指标,保障列车准时的同时,提高了乘客乘坐的舒适性.

    高速铁路非线性自回归神经网络粒子群优化算法驾驶行为辨识

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    基于深度强化学习的铁路纵断面智能设计模型研究

    缪鹍戴炎林高鸿剑
    102-110页
    查看更多>>摘要：传统智能算法通常要求变量维度在计算过程中不变,而铁路纵断面智能设计中的变坡点数量需要根据地形等变化自适应确定.考虑到强化学习能从地面高程和已经生成的线形等环境数据中获得最优策略的特点,将深度强化学习方法应用于纵断面智能设计,研究智能体决策变坡点的方法,提出铁路纵断面设计的变坡点决策模型,确定模型中的状态、动作、奖励等表达形式.结合纵断面设计约束多的特点,引入动作屏蔽机制处理约束,加快收敛并提高模型性能.将计算期引入模型的状态,提出通过单网络产生多个多目标策略的单网络多策略的多目标处理方法.通过实际工程案例验证了本文所提模型的正确性和有效性.

    铁路纵断面设计深度强化学习安全强化学习动作屏蔽

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    变摩擦条件下高速钢轨焊缝处轮轨滚动接触-冲击行为研究

    杨健徐井芒王凯刘晨...
    111-120页
    查看更多>>摘要：采用变摩擦系数能够较为准确地刻画轮轨滚动接触行为.为研究变摩擦系数对钢轨焊缝处轮轨滚动接触行为的影响,建立三种不同钢轨焊缝工况的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,通过对比库伦型摩擦系数的结果,计算分析变摩擦系数对轮轨力、接触斑内的微滑以及黏滑分布等接触行为的影响.结果表明:变摩擦系数接触斑内的滑动区域占比会更大且在滑动区域会引起黏滑振荡现象,当轮轨界面滑动现象越明显时,黏滑振荡越剧烈;变摩擦系数对法向接触解的影响不大,切向接触解会因接触状态的改变显著受到影响,造成凸形1焊缝的不均匀磨耗;变摩擦系数会影响von Mises应力分布,其最大von Mises应力发生的位置会向轨底移动,对伤损出现的位置产生影响.

    变摩擦系数钢轨焊缝三维瞬态滚动接触显式有限元轮轨滚动接触解

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    基于改进Skip-GAN的高速铁路巡检图像异常检测

    何庆刘震王启航张岷...
    121-128页
    查看更多>>摘要：针对高速铁路探伤巡检过程中普遍存在的训练样本不平衡和打标签复杂等问题,提出一种改进的Skip-GAN算法,对巡检图像中存在的多类病害进行无监督检测.对高速铁路巡检图像进行预处理,包括轨道板分割和数据增强,减少排水沟和明暗环境对网络重构图像的影响;对Skip-GAN结构进行改进,包括增加注意力机制模块、修改判别器为双自动编码器结构等;改进卷积神经网络的损失函数,增加网络对图像的重构能力;将高速铁路探伤巡检中正常图像作为训练样本输入模型进行训练,实现端到端的巡检图像多种类病害的检测.实验结果表明:提出的检测模型在探伤图像病害样本数量少时,对钢轨表面伤损、扣件缺少、轨道板异物三种类型的异常检测取得良好的检测结果,模型的识别精确度、F1、AUC分别达到0.868、0.821、0.842.

    高速铁路巡检图像异常检测GAN无监督学习深度学习

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    空气阻尼网孔式弹性垫板对车辆-轨道动力学性能的影响分析

    白彦博和振兴包能能
    129-138页
    查看更多>>摘要：空气阻尼网孔式垫板可以通过调整其关键结构参数达到灵活调整其静刚度和阻尼系数的目的.有限元计算表明,空气阻尼网孔式垫板的静刚度会随节流孔尺寸或气室体积比的增大而增大,而阻尼系数则会随之减小.与传统垫板相比,空气阻尼网孔式垫板具有更小的刚度和更大的阻尼.建立车辆-轨道系统动力学模型并通过现场试验验证其准确性.动力学计算表明,随着节流孔尺寸或气室体积比的减小,相应的钢轨、道床和车体垂向振动加速度、轮轨垂向力和脱轨系数均会减小,而钢轨垂向位移会增大.同时,空气阻尼网孔式垫板与传统垫板相比具有更好的减振性能,该垫板可以有效降低列车通过引起的垂向振动加速度、轮轨垂向力和脱轨系数,有利于确保列车安全平稳运行并对轨下结构起一定的保护作用.

    弹性垫板空气阻尼刚度与阻尼参数分析动力学响应

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    基于内聚力模型数值算法的无砟道床变形与损伤分析

    严道斌石梓煊许玉德
    139-147页
    查看更多>>摘要：针对高速铁路无砟道床层间黏结数值模拟问题,推导混合断裂模式双线性内聚力模型,提出有限元分析框架下的双线性内聚力模型(CZM)数值算法,通过与有限元软件计算结果对比,验证算法的正确性.基于所提出算法,以内聚力单元模拟层间界面,建立CRTSⅢ型板式无砟道床有限元模型,分析温度梯度荷载作用下结构变形与层间损伤规律.结果表明:所提出CZM数值算法与有限元软件计算结果一致,可以反映内聚力单元在受拉、受剪、受拉剪模式下的力学与损伤特性;在-50～100 ℃/m温度梯度范围内,正温度梯度荷载作用下轨道板垂向位移可达0.509 mm,负温度梯度荷载作用下则可达0.409 mm;轨道板与自密实混凝土层层间损伤受正温度梯度影响大,层间损伤萌生于板角并向板中发展,温度梯度为97.2 ℃/m时层间黏结局部失效.

    高速铁路无砟道床结构变形层间损伤双线性内聚力模型数值算法温度梯度

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    高速铁路无砟道床真空脱水机制砂混凝土抗冻性能

    杨志强董昊良李化建温家馨...
    148-155页
    查看更多>>摘要：冻融损伤是严寒地区高速铁路无砟道床机制砂混凝土耐久性下降的主要原因,提升无砟道床机制砂混凝土抗冻性对于保障道床板的长期服役性能有重要的意义.采用0.06、0.08 MPa的真空度对C40现浇道床机制砂混凝土分别真空脱水1、3、5、10 min,研究真空脱水处理后机制砂混凝土的单面抗冻性,通过真空脱水率、表面回弹值和孔隙结构等方法分析真空脱水处理对机制砂混凝土的影响.结果表明:与未处理的机制砂混凝土相比,真空脱水机制砂混凝土在单面冻融循环12次后单位面积冻融剥落物质量降低25.8％～95.5％,单面吸水率降低7.9％～77.0％;真空脱水处理降低表层混凝土的实际水胶比,改善表层混凝土的孔隙结构,增加混凝土密实度.以真空度和真空脱水时间作为真空脱水处理指标,建立机制砂混凝土单位面积剥落物质量与真空度、真空脱水时间之间的关系模型.混凝土表层真空脱水技术为严寒地区现浇机制砂混凝土抗冻性能提升提供了技术方案.

    无砟道床真空脱水机制砂混凝土单面冻融

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    覆盖型边坡-锚索抗滑桩动力学特征演化规律与成因机制的大型振动台试验研究

    连静温浩童心豪张凯文...
    156-163页
    查看更多>>摘要：设计完成覆盖型边坡-锚索抗滑桩系统的大型振动台试验,从加速度场、覆盖层-基岩交界面、覆盖层内部以及覆盖层表面四个维度对覆盖型边坡动力学特征演化机制进行系统研究.结果表明:地震动作用下,坡体后缘和坡面形状转折区域首先出现浅层局部破坏,随后覆盖层后缘出现拉伸开裂破坏,不断向深部扩展,覆盖层-基岩交界面上的剪切破坏点逐渐向覆盖层中前部的锁固段扩展,后缘覆盖层向前挤压诱发深层整体滑动,最终滑体从剪出口滑出形成滑坡;临空面方向、竖直方向峰值加速度具有明显趋表放大效应且随高程增加逐渐增强,在坡面转折处和覆盖层后缘易出现加速度集中区;地震动强度较小时,临空面方向峰值加速度放大系数分布近似与坡面的几何形状一致,随着地震动强度增大,覆盖层-基岩交界面贯通后,临空面方向、竖直方向加速度放大效应在覆盖层表面呈对称分布.覆盖型高陡边坡进行支挡结构抗震设计时,建议按照水平安评地震动峰值的3～4倍和竖向安评地震动峰值的2～3倍对坡面转折处防护结构进行局部加强设计.

    基覆型边坡振动台试验动力学特征演化规律成因机制

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    高速铁路千米级主跨悬索桥线-桥垂向变形映射关系分析

    刘万里蔡小培牛留斌钟阳龙...
    164-173页
    查看更多>>摘要：为研究千米级悬索桥线-桥垂向变形映射关系,逐层分析有砟轨道层间传力特性,建立悬索桥垂向变形与轨面几何形态的映射解析模型,并对映射模型的准确性和有效性进行验证.研究结果表明:桥梁变形波长大于16 m时,线-桥垂向变形可视为完全映射,波长小于16 m时,线-桥位移有所差异;扣件和道床刚度主要影响波长16 m以下的线-桥垂向变形映射关系;悬索桥上线路平顺性表现出显著的温度敏感性,影响桥上线路垂向不平顺的主要因素依次为主缆、主塔、吊杆和主梁;墩塔沉降作用下桥上线路产生不平顺的主要范围集中在桥梁边跨和主塔附近;桥上线路特征波长主要为2.8、14、28、56 m,分别对应桥梁的横梁间距、节间间距、标准节间长度和4倍节间间距.

    悬索桥有砟轨道映射关系轨道不平顺特征波长

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    考虑弯曲空间效应影响的箱梁强迫振动分析

    张玉元张元海张慧王晨光...
    174-181页
    查看更多>>摘要：选取附加挠度为剪力滞广义位移,箱梁体系总动能中计入剪力滞附加变形的影响,综合运用薄壁结构弹性理论和Hamilton原理,建立考虑弯曲空间效应影响的箱梁强迫振动控制微分方程及边界条件,并给出任意简谐荷载作用下简支和连续箱梁的强迫振动解析解.引入振动频率影响的应力和挠度放大系数,详细分析简支、连续箱梁剪切剪力滞效应在初等梁结果中的占比及放大系数分布规律.算例分析表明:考虑弯曲空间效应影响的箱梁截面纵向动应力与有限元结果吻合良好;振动频率越大,应力和挠度放大系数、剪切效应占比越大,剪力滞效应占比越小;同频率振动时,简支箱梁放大系数远大于两跨连续箱梁(单跨长等于简支跨长),且频率越高,差值比越大;基频内振动时,箱梁纵向应力计算可忽略剪力滞效应,挠度计算需考虑剪切变形的影响.

    箱梁强迫振动弯曲空间效应剪翘正应力附加挠度放大系数

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