铁路技术创新

  • 刊首语

    牛道安;

    <正>截至2020年底,我国高速铁路营业里程达到3.79万km,建成了世界上规模最大、现代化水平最高的高速铁路网。随着路网规模扩大和成网运营,以及早期开通高铁运营时间延长,高速铁路安全风险和不确定性逐年增加,基础设施状态检测监测已经成为确保铁路基础设施运行安全,特别是确保高铁和旅客列车安全万无一失的重要技术手段。

    2021年06期 3页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
  • 铁路工电供检测监测技术现状与发展探讨

    涂文靖;杨飞;曲建军;刘秀波;

    近年来随着我国铁路网规模持续快速增长,对基础设施的检测监测工作和发展提出了更高要求。分析国内外工电供检测监测技术的发展趋势,以明确持续完善推进工电供检测监测技术的重要性;结合我国铁路检测监测现状,研究提出铁路高质量、高水平发展需求下,我国工电供检测监测技术在制约铁路可持续发展方面存在的问题;从工电供检测监测技术现状和外部环境角度出发,对工电供检测监测技术水平和数据应用分析水平等方面的重点发展方向提出探索性设想,为建成服务安全优质、保障坚强有力、实力国际领先的现代化铁路强国提供有力支撑。

    2021年06期 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1057K]
  • 高速铁路特大跨度桥梁轨道静态几何偏差影响因素分析

    高芒芒;杨静静;李国龙;孙宪夫;

    针对我国高速铁路特大跨度桥梁在验收阶段的桥梁和轨道变形特点,归纳了影响桥上轨道静态几何偏差的主要因素,从纵断面设置、环境温度、施工偏差及道砟容重偏差等方面探讨各影响因素的特征,提出高速铁路特大跨度桥梁的纵断面设置原则,并建议在验收阶段仍保持基准设计纵断面,将环境温度和施工偏差对轨道线形的影响视为长波不平顺,以轨面相对高程控制,可通过10、30和60 m中点弦组合标准管控特大跨度桥梁的轨道平顺性,建议组合标准为60 m弦限值6 mm、30 m弦限值3 mm和10 m弦限值1 mm,据此可确定轨道结构的目标线形,并在道砟厚度可调量-20~+100 mm内制定轨道精调方案。

    2021年06期 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K]
  • 高速铁路轨道短波病害动态检测技术综述与展望

    支洋;

    高速条件下波长1 m以下轨道短波病害容易引起轨道-车辆系统关键部件疲劳损伤,自动识别和评价短波病害是保障高速铁路安全运营和科学经济养护维修的核心问题之一。在回顾可模拟轨道短波病害对轨道-车辆系统动态性能影响的数值仿真方法后,介绍挖掘短波病害特性的时域、频域和时频方法,并归纳了短波病害的动态诊断技术,以实例验证了轨道冲击指数方法在识别精度和效率方面具有的优势,最后对高速铁路短波病害下一步研究方向进行了展望。

    2021年06期 12-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1396K]
  • 朔黄重载铁路线路维修健康管理平台

    曲建军;秦怀兵;龙亦语;马帅;代春平;

    在朔黄铁路规模化开行万吨和2万t大轴重重载列车、年运量突破4亿t的运输形势下,线路设备劣化加速,维修成本增加,维修模式和维修体制均面临变革需求。对朔黄重载铁路道床大机捣固、道床清筛、钢轨状态管理的系列预防性维修技术研发成果统一进行平台化集成,研发形成重载铁路线路维修健康管理平台,通过科学的预测决策手段指导重载铁路维修计划的制定,可提升朔黄铁路运营维护、安全管理信息化技术水平,为朔黄重载铁路的维修作业提供科学化、智能化、经济化决策支持。

    2021年06期 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1980K]
  • 轨道检测中角速度与加速度测量法误差分析

    陈仕明;秦哲;杨爱红;魏世斌;

    在轨道检测中,角速度与加速度测量法是惯性基准法的2种形式。提出高低不平顺测量的具体方法,通过Welch法对传感器的实测数据进行分析。结果表明,加速度计受检测梁振动影响较大,且动态响应大;分析传感器测量值与速度、不平顺波长等因素之间的关系,并利用Allan方差对传感器噪声进行标定,分析漂移与速度、波长和测量方法等因素之间的关系;结合当前采用的传感器指标,分析噪声系数对测量结果可能产生的影响。

    2021年06期 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1341K]
  • 探伤车超声波检测系统基准灵敏度确定方法

    张玉华;马运忠;李培;钟艳春;熊龙辉;

    探伤车高速检测在役钢轨时,其超声波各通道灵敏度通常依据相应通道的杂波分布进行实时调整,当超声波通道杂波较多时,降低该通道灵敏度以减少杂波,但灵敏度降低增大了钢轨伤损漏检的风险,确定检测过程中的基准灵敏度是保证探伤车检测效果的关键。通过分析探伤车超声波检测伤损判读原理,对比探伤车与探伤仪基准灵敏度的异同,提出探伤车超声波检测系统在不同速度条件下各超声波通道基于超声波A显扫查间距的基准灵敏度确定方法。在实验室条件下,对该方法确定的不同速度下基准灵敏度进行了验证。结果表明:该基准灵敏度确定方法可行有效。

    2021年06期 29-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2458K]
  • 基于轨检车动态正矢的曲线状态评价方法及应用

    严录录;张瑶;王昊;李颖;杨飞;

    轨道曲线状态不良会加剧列车行驶时的摇摆,加速列车对轨道的破坏。曲线正矢是评价曲线状态的量化指标。目前对曲线正矢的测量普遍采用人工拉弦或轨检小车测量,工作量较大且为静态测量。为提高现场工作效率,设计采用轨检系统输出的动态正矢数据,提取圆曲线正矢连续差、最大值最小值之差和标准差等特征对曲线状态进行评判。结果证明使用轨检车动态数据特征能够高效、准确地对曲线状态进行评判,为检测数据分析、铁路检测标准的制定和现场维修养护工作提供理论依据。

    2021年06期 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K]
  • 钢轨廓形检测系统现场校准方法研究

    韩志;陈春雷;郝晋斐;傅强;

    为保障钢轨廓形检测系统测量精度,对钢轨廓形检测系统现场校准装置和方法进行研究。根据廓形检测系统线结构光的图像测量原理,在校准装置的多个校准平面上进行廓形测量和计算,分析廓形检测系统的工作状态和不确定度。采用钢轨廓形检测系统校准装置对探伤车上廓形检测系统进行现场校准。经现场测试,相邻校准面上测量的钢轨廓形检测数据的差值小于预设标准数据的1/3,表明检测系统工作状态正常。廓形检测系统测量的不确定度评估结果显示,钢轨廓形检测系统垂直磨耗测量的扩展不确定度小于0.06 mm,侧面磨耗测量的扩展不确定度小于0.05 mm,测试证明该校准方法可以高效地完成钢轨廓形检测系统的校准工作。

    2021年06期 40-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K]
  • 铁路桥隧检测监测体系框架研究

    冯乾宽;王石磊;齐法琳;高岩;宋国华;

    近10年来随着高速铁路大规模建设,桥隧结构物大量投入运营,为确保及时识别铁路运输安全风险,客观把握桥隧结构性能演变规律,合理指导桥隧精准养修。开展铁路桥隧检测监测体系规划研究,总结我国铁路运营特点、桥隧规模、状态发展规律,梳理我国铁路桥隧检测监测制度现状及存在的问题,构建铁路检测监测制度体系框架,提出基于全生命周期理念的铁路桥隧检测监测制度,针对常规跨度桥梁、特殊结构桥梁、隧道分别提出相应的检测监测技术体系。

    2021年06期 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K]
  • 碎石道床状态雷达测试适宜参数研究

    王石磊;彭湛;齐法琳;马骏;陈浩;

    为研究碎石道床状态雷达测试适宜参数,在30 m道床模型及3 km既有线路上开展试验,对比研究不同采集参数下测试结果,分析试验模型及既有线典型部位道床介电常数,验证高频雷达数据表征道床状态的可行性。研究结果表明:高频雷达道砟有效探测深度不低于65 cm;碎石道床高频雷达测试参数可按道间距5 cm、采样点512、时窗15 ns设置;干燥状态下洁净道床介电常数为4.7,伴随脏污程度的增加,道床介电常数存在明显增大现象;采用增益调整、希尔伯特变换等操作后,道床状态可读性明显增强,基于雷达数据属性构建道床状态量化表征指标是后续研究的重点。

    2021年06期 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 2088K]
  • 地质雷达属性分析技术在路基检测中的应用

    李耀南;王可刚;刘军;刘恒柏;瞿起明;郑金涛;

    采用地质雷达进行路基检测时,由于现场检测环境多变,检测对象类型多样,地质雷达反射波直观特征较为复杂,检测结果存在多解性问题且未得到较好解决。通过对不同类型地质雷达属性技术进行研究,分析了铁路路基常见的几种病害所对应的敏感属性特征。结果表明:路基病害与地质雷达属性参数具有明显相关性,其中翻浆冒泥病害的雷达图像,呈现高振幅低频率、同相轴连续的特征;含水异常病害的雷达图像频率随时间衰减较快,呈现连续多次反射的特点。因此,不同类型的地质雷达属性能从特定角度反映路基病害的雷达反射波特征,通过精细属性分析,可以较好地区分不同路基病害类型,提高地质雷达病害解释精度。

    2021年06期 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1911K]
  • 车载式地质雷达信号敏感性测试与分析

    雷洋;王纯皎;齐法琳;田甜;江波;李耀南;

    地质雷达天线通过检测机构安装于高铁隧检车上,对高铁隧道衬砌状态进行非接触式无损快速检测,运行时检测机构的振动会对地质雷达检测数据造成一定影响。根据仿真计算及现场实测振动数据分析,得到雷达天线在检测中受到外部激励产生的振动幅频特性,并对天线进行专项振动试验,分析不同振动工况下地质雷达信号,探究不同振动方向、振动频率、振动幅度及非接触间距对检测结果的影响,探索车载非接触检测方式中的地质雷达信号敏感幅频特性,为机构设计与振动控制策略提供依据。

    2021年06期 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2109K]
  • 接触网动态检测中受电弓影响因素研究

    汪海瑛;杨志鹏;王伟凡;王婧;

    供电专业修程修制改革提出要求:通过检测实现对牵引供电设备状态的全面感知与准确评价,以提升供电运行品质与养护维修效率。接触网动态检测是铁路供电安全检测监测系统(6C系统)的重要组成部分。分析我国动车组采用的主要受电弓类型与结构特性,从设计标准出发,通过接触网固有频率和波动传播系数等重要参数,分析比较我国接触网结构特点。以实际接触网动态检测数据为基础,对比不同受电弓开口方向、不同受电弓型号以及受电弓不同工作高度场景下,300 km/h速度级全补偿弹性链型悬挂和200 km/h速度级简单链型悬挂的弓网接触力检测数据差异。结果表明,在研究场景下,接触网动态检测结果存在不同程度的差异,但不同型号受电弓之间的差异要大于同种受电弓不同开口方向上的差异。

    2021年06期 68-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K]
  • 基于动车组3C装置的接触网缺陷诊断及分析方法研究

    王斌;杨志鹏;张文轩;王婧;汪海瑛;

    提高检测数据分析效率和质量是检测监测技术应用的重要主题。基于诊断、统计、回归、聚类等数据挖掘算法,提出动车组车载接触网运行状态检测装置(3C)检测数据挖掘方法,即对接触网设备局部缺陷和当前状态进行诊断、对接触网缺陷的分布特征和演变规律进行分析、对弓网匹配关系进行探索,并结合案例在不同应用场景下对检测数据挖掘方法的可行性和有效性进行验证。验证结果表明,检测数据挖掘方法能够对3C检测系统的运用及相关研究提供支撑。

    2021年06期 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1893K]
  • 接触网几何参数检测重复性评价方法

    王伟凡;杨志鹏;李艳龙;汪海瑛;张文轩;

    从接触网几何参数检测系统原理出发分析测量误差的影响因素,结合实际检测数据误差分布情况,指出测量误差服从正态分布并进行了正态性检验。在正态分布条件下构造了仅包含总体标准差一个未知量且服从卡方分布的统计变量,通过该统计变量对总体标准差的分布范围进行假设检验。推导样本数量与2类错误发生概率的关系,给出重复性评价所需样本数量的解析表达式。最后结合相关标准要求与实际情况给出样本数量、总体标准差上限等关键参数建议值,并通过实际检测数据对方法的有效性进行检验。

    2021年06期 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K]
  • 接触网风致异物安全防护设计

    梅亮云;

    近年来,大风导致的建筑工地防尘网、农村塑料大棚薄膜、菜市场塑料包装袋、含金属丝的风筝线、锡箔纸以及各种漂浮物等异物频频引发接触网供电故障,导致行车中断或事故。分析故障原因,介绍接触网异物主要清除方式,从政策保障、人工监测、物理防护、技术监测等多方面讨论我国接触网风致异物安全防护现状,深入研究视频图像、卫星图像、激光对射、红外对射、微波对射监测等各种技术监测手段的优劣和成本,提出重点区域采用物理防护,一般区域采用视频图像和激光对射复合监测系统的具体解决方案。

    2021年06期 89-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1050K]
  • 弓网视频监控技术研究

    薛宪堂;张翼;王燕国;周威;刘国跃;杜馨瑜;王凡;

    弓网视频监控技术是接触网检测技术体系的重要组成部分,起到实时监视受电弓运行状态、辅助缺陷判别和直观显示检测数据的重要作用。立足弓网视频监控技术的现场实际需求,调研国内外弓网视频监控技术发展现状,针对检测速度快、运行场景多变等问题,提出解决现场实际问题和满足接触网检测系统要求的弓网视频监控技术,研究内容包括车顶视觉光场方案、多线程并发处理技术和动态自动调整策略。通过实际线路试验,验证了这些技术的实用性,取得了较好的效果。

    2021年06期 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1410K]
  • 铁路信号动态自动检测系统研究

    杨吉;许庆阳;段贺辉;刘晓亮;

    电务检测车装备的信号检测系统,用于动态条件下判别铁路信号轨旁设备的工作状态。在分析铁路既有信号检测系统的基础上,提出一种基于宽带无线网络的铁路信号自动检测系统。介绍这种基于宽带无线网络的铁路信号自动检测系统总体结构,提出车载端可靠性设计、定位数据校准等关键问题的解决方法,完成车载端设计。

    2021年06期 98-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1419K]
  • GSM-R网络自动检测地面控制系统设计与实现

    段贺辉;

    针对铁路GSM-R网络自动检测设备运用状况,研发其地面控制系统。在明确GSM-R网络自动检测地面控制系统设计目标的基础上,重点阐述系统设计方案,以及实现与保障系统稳定、可靠运行的关键技术,并通过综合检测列车检测设备与系统的交互试验,对系统运用进行验证。该系统具有对全路所有车载检测设备进行管理和控制的功能,包括测试任务下发与控制、设备位置跟踪与记录,以及对设备事件、告警、状态的报告与管理,同时可对测试数据进行存储、管理和分析,使检测人员在地面实现对设备运行状况的全面掌控,以及时了解线路各处GSM-R网络状态。

    2021年06期 104-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1441K]
  • 铁路基础设施检测数据综合治理技术研究

    郭剑峰;刘金朝;陶凯;代春平;高佳佳;张川;

    针对铁路基础设施检测数据中的里程偏差、无效数据和质量评估等共性数据管理问题,需要研究铁路基础设施检测数据的综合治理技术。铁路基础设施检测数据综合治理技术包括:基于台账信息的检测数据基准文件自动生成数据预处理技术、基于最大相关系数的多次检测数据里程自动对准技术、基于人工智能的无效数据智能识别技术和检测数据质量自动评估技术。对于轨道几何等铁路基础设施检测数据,首先基于台账信息自动生成基准文件,之后利用自动生成的基准文件基于最大相关系数原理实现多次检测数据里程自动对准,采用人工智能技术研究检测数据的无效自动识别,最终实现从完整性、有效性和一致性等角度对检测数据的质量进行评估的目标。

    2021年06期 110-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1793K]
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