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期刊信息/Journal information
中国铁道科学
中国铁道科学研究院
中国铁道科学

中国铁道科学研究院

阳建鸣

双月刊

1001-4632

zgtdkx@rails.cn

010-51849013；51849003

100081

北京海淀区大柳树路2号

中国铁道科学/Journal China Railway ScienceCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>> 《中国铁道科学》是由我国著名科学家茅以升先生于1979年亲自创刊、中华人民共和国铁道部主管、中国铁道科学研究院主办的综合性学术刊物，面向国内外公开发行。 办刊宗旨：服务中国铁路和城市轨道交通现代化建设，促进高水平学术研究与交流，展示先进的基础理论研究和科技创新成果，培养高层次科技创新人才。 特 色：科学、严谨、务实、求是 刊载内容：铁路及城市轨道交通运输领域关于土木工程、机车车辆、通信信号、信息技术、运输组织、材料与工 艺、环境保护、安全技术等学科的最新科学基础理论研究、科学试验、重点工程技术、产品研发等方面的优秀学术论文。 主要栏目：科学论文、博士学位论文摘要、成果简报、科技信息
正式出版
收录年代

    基于广义解调和SSA-SVM模型的高速道岔区晃车诊断方法

    刘维桢秦航远刘金朝董英杰...
    1-11页
    查看更多>>摘要：为解决传统高速铁路道岔区晃车状态诊断过度依赖人工巡检的问题,提出一种基于广义解调和麻雀搜索算法(SSA)优化支持向量机(SVM)模型(SSA-SVM)的道岔区晃车状态诊断方法.首先,基于广义解调对车体横向加速度进行分解,提取不同频率模态分量,结合分量信息以及轨道几何信息,进一步计算道岔区晃车诊断特征指标;然后,采用SSA-SVM模型作为道岔区晃车分类诊断模型,提出基于该模型的道岔区晃车状态诊断方法;最后,以我国某高速铁路道岔区实测数据为例进行案例分析,验证该方法的有效性.结果表明:与基于误差反向传播算法模型(BP)、SVM模型、粒子群优化算法(POS)优化的误差反向传播算法模型(POS-BP)和粒子群优化算法优化的支持向量机模型(POS-SVM)的道岔区晃车状态诊断方法相比,采用SSA-SVM模型的道岔区晃车状态诊断方法不仅收敛速度快、精度高,而且在特征较少的情况下仍能保持94.8％的高诊断精度.

    高速铁路道岔区晃车广义解调时频分析SSA-SVM

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    尖轨端面复杂廓形机器人铣削轨迹规划方法

    吴志伟樊文刚李江张峻瑞...
    12-25页
    查看更多>>摘要：铁路道岔尖轨数控成型铣削后的打磨抛光目前普遍由人工完成,存在效率低、质量一致性差和漏打磨等问题,难以满足尖轨高效高质加工需求.而将工业机器人铣削技术应用到打磨抛光工序中虽可提升尖轨制造自动化水平,但尖轨端面廓形的复杂多变以及机器人存在的弱刚性又导致其加工轨迹平滑度难以得到保障.为此,需要对尖轨端面复杂廓形机器人铣削轨迹规划方法进行创新.首先,基于MD-H参数法建立机器人运动学模型并分析其运动特性;然后,采用三次NURBS曲线对尖轨端面廓形进行参数化描述,以铣削作业法向刚度性能指标作为优化目标,建立轨迹点姿态优化模型;同时,考虑机器人关节连续性约束,建立机器人铣削轨迹姿态规划模型;在此基础上,基于S型曲线算法实现机器人铣削速度规划;最后,通过仿真和试验进行验证.结果表明:该方法能够有效控制机器人的运动轨迹,解决了外凸夹角区域的"过切"和"跳刀"问题,加工后尖轨端面廓形更为平滑,能满足尖轨制造要求.

    铁路道岔尖轨工业机器人铣削技术轨迹规划NURBS曲线

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    基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法

    王广帅
    26-37页
    查看更多>>摘要：针对无人机影像场景复杂、视角差异大、异物遮挡多,因而难以实现影像钢轨线高精度自动提取的问题,提出基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法.在传统U-net网络基础上增加并行的空洞空间金字塔模块(Atrous Spatial Pyramid Pooling,ASPP)及卷积注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM),以增强网络对不同尺度的邻域信息的获取能力,有效提升对钢轨的分割性能;再通过基于RANSAC最小二乘拟合的像素编组及邻域钢轨线串联,实现完整钢轨矢量线的高精度提取.结果表明:与U-net及Deeplab v3+2种经典模型相比,所提方法针对多视角无人机影像钢轨分割的交并比分别提升2.09％和1.98％,综合能力评价指标分别提升1.50和1.42;钢轨线提取完整度达到了90.7％,优于U-net模型的83.3％;钢轨线提取的误差平均值约0.58像素,中误差约0.77像素,实现了亚像素级的钢轨线提取.该方法能够满足无人机多视角影像中钢轨线提取的自动化、完整性以及高精度应用的需求.

    无人机影像钢轨线提取空洞空间金字塔注意力机制U-net

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    高速铁路自复位摇摆桥墩抗震性能分析

    周旺保王晓婵娟聂磊鑫蒋丽忠...
    38-49页
    查看更多>>摘要：基于OpenSEES平台分别建立4跨高速铁路传统简支梁桥和摇摆桥墩简支梁桥系统的有限元模型,并依据摇摆桥墩的基本抗震设防目标,设计摇摆桥墩耗能构件的面积和承载力.在考虑地震动随机性基础上,进行自复位摇摆桥墩在高铁桥梁系统中的抗震性能研究.结果表明:罕遇地震下自复位摇摆耗能装置能够有效降低墩底最大弯矩,减震率达20.26％,进而减少墩身损伤,但碰撞效应使墩底最大轴力放大了 74.7％;墩底耗能构件基本进入塑性但未完全被破坏,可实现震后快速修复;摇摆桥墩的最大墩顶位移比传统桥墩增加了 66％,但位移组成中可自复位的刚体旋转变形远大于弯曲变形,因此震后残余位移减少了 35％;摇摆耗能机制对支座最大变形的减震率达12.3％,使主梁最大变形增大了约49％,但对其残余变形的影响在1mm内;轨道约束会削弱桥墩摇摆行为,使墩顶最大位移减少了 14％,但对墩顶残余位移无明显影响.

    高速铁路自复位摇摆桥墩随机地震韧性抗震设计抗震性能

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    公铁合建钢混板-桁斜拉桥悬挑式钢锚箱受力特性及结构优化

    施洲周勇聪江峰刘振标...
    50-60页
    查看更多>>摘要：为研究大跨度公铁合建钢混板-桁斜拉桥主梁悬挑式索梁钢锚箱结构的受力特性及结构优化,以主跨808 m的洪奇沥特大桥钢锚箱为背景,采用仿真分析方法,研究钢锚箱3个设计方案主要板件应力、焊缝应力以及推荐方案锚箱节点的传力特性和锚箱参数对钢锚箱受力的影响.结果表明:锚箱尺寸较大、顶底板加肋方案的主要板件应力最大为300MPa,小于其他2种方案,且6条焊缝的最大应力和应力不均匀系数较优,因此确定该方案为最终设计方案;索力首先由锚垫板直接向钢锚箱顶、底板和内外腹板较为均匀传递,最终边弦杆底板、内腹板和外腹板分别承担了 22.2％,46.4％和31.4％的索力;节点处副桁斜杆、近桥塔侧和远桥塔侧边弦杆、混凝土桥面、节点横梁分别传递约66.71％,9.72％,9.32％,9.68％和4.56％的斜拉索竖向分力;板件应力随顶底板厚度增加而减小,顶底板深入边弦杆长度增加可以降低底板-内腹板焊缝峰值应力,顶底板间距减小可降低内外腹板和顶底板与锚垫板接触区域应力;顶底板厚44 mm、锚箱顶底板深入边弦杆长度1 800 mm、顶底板间距660 mm时较为合理.

    公铁合建斜拉桥索梁钢锚箱受力特性传力特性结构优化

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    罕遇地震下高速铁路大跨矮塔斜拉桥减隔震性能研究

    谢明志袁晶莲郭世杰杨永清...
    61-77页
    查看更多>>摘要：为研究不同减隔震装置对高速铁路大跨矮塔斜拉桥的减隔震机理,以某(90+180+90)m矮塔斜拉桥为研究背景,基于非线性时程分析建立有限元模型,研究摩擦摆支座、黏滞阻尼器和减隔震组合装置的减震效果及桥梁的抗震性能.结果表明:罕遇地震作用下,全桥主塔处采用摩擦摆支座和黏滞阻尼器的组合装置可以有效解决抗震问题,优化后选取摩擦系数为0.06、曲率半径为2 m的摩擦摆支座和阻尼系数为12 000 kN·(m·s-1)-α、阻尼指数α为0.8的黏滞阻尼器;相比于单独使用摩擦摆支座或黏滞阻尼器,减隔震组合装置可大幅度减小全桥各关键截面的内力、桥墩位移及梁端转角,显著提升桥梁的抗震性能,剪力和弯矩的减震率分别达70.85％和76.94％,桥墩墩顶位移减震率达76.08％;各关键截面安全系数均大于1,结构均处于弹性范围,满足桥梁抗震性能的要求.

    高速铁路矮塔斜拉桥罕遇地震减隔震性能摩擦摆支座黏滞阻尼器组合支座

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    自动确定边角混合网独立闭合差的增量算法

    宋占峰李荣之李军
    78-86页
    查看更多>>摘要：为评定外业观测数据质量和发现粗差,提出了一种闭合差搜索的通用算法.首先,针对高速铁路隧道中的各类边角混合网,基于平差理论,计算由边角混合网中测站数、非测站数和观测数确定其独立闭合差的数目,给出最简闭合差构成原则,求出余弦和正弦闭合差,推导闭合差限差计算模型,建立由闭合差探测观测值粗差的方法;进而导出闭合差增量与测站递增产生的重叠观测点数之间的数学关系式,设计数据结构实现测站与结点间双向多对多的拓扑映射关系,并基于分治思想,提出队列—测站双循环的增量算法来自动搜索最简且独立的闭合差;最后,以西南某高速铁路隧道构建的边角混合网为例进行算法验证.结果表明:增量算法能够在混合网中自动确定100％数量的最简独立闭合差,对观测值中存在的粗差100％予以探测,验证了采用该算法搜索闭合差及检核粗差的有效性.

    高速铁路长大隧道闭合差边角混合网增量算法粗差探测

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    高速铁路长大隧道音爆现象及斜井辅助泄压缓解效果研究

    韩嘉强马伟斌程爱君王辰...
    87-96页
    查看更多>>摘要：随着高速铁路隧道运营速度不断增大,隧道空气动力学问题日益凸显.为此,首先调研整理国内外典型高速铁路隧道音爆案例,并在国内某隧道开展一系列实车测试试验,分析200,250和300km.h-1 3个典型速度条件下隧道内初始压缩波压力梯度与洞口微气压波峰值变化规律,并对比不同斜井启闭条件下的辅助泄压缓解效果.结果表明:音爆现象主要发生在长度大于5.0km隧道;当列车速度低于300km·h-1时,测试隧道内初始压缩波压力梯度峰值与隧道洞口微气压波峰值相对较小,此时压缩波未发生激化,测试隧道洞口未监测到音爆;当列车速度达到300 km·h-1及以上时,压缩波发生激化,初始压缩波压力梯度峰值与洞口微气压波峰值分别超过90kPa·s-1,150Pa,此时在测试隧道洞口监测到明显音爆现象;相同速度条件下,不同动车组通过测试隧道时隧道内初始压缩波压力梯度峰值与洞口微气压波峰值存在一定差异,CRH380系列动车组测试数据低于CR400系列动车组;开启斜井能够缓解压力梯度及微气压波峰值,但开启压力梯度峰值达到最大值位置之前的斜井缓解效果更好,而同时开启隧道进口、出口处2个斜井对于压力梯度峰值缓解率最大可达到27.5％.

    高速铁路隧道音爆实车测试压力梯度微气压波缓解效果

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    基于倾斜滑裂面假设的浅埋盾构隧道松动土压力研究

    梁连方焘方立建
    97-106页
    查看更多>>摘要：随着地铁建设的快速发展,隧道上方松动土压力的计算成了隧道工程领域的研究热点,而隧道松动区的确定对松动土压力的计算至关重要.为简便而准确地确定松动区的范围,首先假设松动区的边界为倾斜直线,然后基于Mohr-Coulomb破坏准则并考虑隧道尺寸、埋深等因素的影响推导滑裂角计算式,进而确定隧道周围地层的松动区范围.最后结合松动区土体主应力轴旋转理论以及倾斜滑裂面的假设,推导出滑裂面上的侧压力系数以及隧道松动土压力的计算式.结果表明:滑裂角随土体内摩擦角的增大而增大,随隧道埋深比的增大先减小然后趋于稳定;大主应力轨迹线为圆弧时计算更为简便、更易推广,可采用圆弧形大主应力轨迹的假设计算隧道松动土压力;松动土压力计算式所得结果和实际的试验结果吻合较好,因此该计算式可应用于砂土地质条件下浅埋盾构隧道上方的松动土压力计算.

    隧道工程松动区土压力土拱效应滑裂面数值模拟

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    Cu,Fe和SiO2粉末对轮轨间摩擦性能影响试验

    宋瑞孙丽霞张忠凯徐力...
    107-116页
    查看更多>>摘要：为寻找可替代硬质氧化物颗粒且能增加摩擦系数,并能减少对轮轨表面损伤的增黏材料,利用销盘摩擦试验机,在试验压力为0.5 MPa、转速为100,200,350,500r·min-1条件下,采用向轮轨摩擦表面添加粉末并观测摩擦表面形貌的方法,比较测试Cu,Fe与SiO2粉末对摩擦系数、磨损量及表面硬度影响的差异性.结果表明:Cu,Fe粉末增加轮轨间摩擦系数的作用大于硬质SiO2粉末,在摩擦表面添加Cu粉后摩擦系数增加0.2～0.3,添加Fe粉后增加0.1～0.2,添加SiO2粉后在转速低于200 r·min-1条件下增幅低于0.1,但在转速高于200r·min-1条件下并没有增加;低转速条件下SiO2和Fe粉末使磨损量增加40％以上,而在转速大于200r·min-1时Cu粉末使磨损量降低50％,原因在于高硬度粒子加剧了对摩擦表面的犁削程度,导致磨损量成倍增加,而Cu粉末在剪切力的作用下易发生大塑性变形,从而黏附在摩擦表面,起到增大摩擦力和减小磨损量的作用;低速条件下Fe粉末和SiO2粉末硬度高,与摩擦表面形成咬合作用,导致摩擦系数增加,而在转速提高时Fe和SiO2粉末被粉碎细化,微细颗粒具有滚动效应,弱化了摩擦表面间的剪切力,难以起到增加摩擦系数的作用.

    轮轨关系轮轨摩擦粉末颗粒磨损增黏摩擦系数

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