• 冻融循环作用下灰岩和石英岩力学特性及损伤本构模型试验研究

    刘先峰;王通;李建国;袁胜洋;侯召旭;张俊;

    针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应变曲线,基于Lemaitre平面应变理论和统计理论,将冻融循环作用产生的损伤效应耦合到损伤本构模型中,考虑压密段的影响,根据岩石的损伤本构方程和试验曲线特点分2段拟合本构方程。结果表明:冻融循环作用更易加剧高孔隙率灰岩的风化;随着冻融次数的增加,灰岩和石英岩的抗压强度均服从指数衰减;模型曲线的峰值点与试验曲线的峰值点较为接近,分段损伤本构模型与试验得到的曲线吻合较好,该损伤本构模型以及参数选取是正确可靠的。

    2025年01期 v.46;No.200 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K]
  • 郑州黄土状粉质黏土力学特性研究

    范家玮;张玉芳;李健;袁坤;

    黄土遇水易湿陷、软化,研究黄土水敏软化的力学特性对于工程设计中参数的合理选取至关重要。通过原位静力触探试验、十字板剪切试验、标准贯入试验、旁压试验等现场试验与室内物理力学试验相结合的手段,研究郑州地区某铁路沿线黄土状粉质黏土不同含水率状态下的物理性质、力学性质及地基承载力,提出黄土状粉质黏土不排水抗剪强度、标准贯入击数及剪切模量的计算式。结果表明:郑州黄土状粉质黏土黏聚力与内摩擦角均随含水率的增大而减小,含水率从10.1%增大至29.3%时,黏聚力损失65.2%,内摩擦角损失22.1%;郑州黄土状粉质黏土不排水抗剪强度分别与静力触探试验锥尖阻力、比贯入阻力之间呈线性相关,提出的计算式可用于快速计算土体的不排水抗剪强度;含水率由9.3%增大至25.5%时,郑州黄土状粉质黏土标准贯入击数、剪切模量与含水率之间呈分段线性相关,该计算式可用于现场勘察,快速计算地基承载力与剪切模量;郑州黄土状粉质黏土因其干密度大、孔隙比小,与西北黄土相比密实程度高,基本不具备湿陷性。研究成果可为郑州地区某铁路沿线土性参数的合理选取提供参考。

    2025年01期 v.46;No.200 15-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1085K]
  • 400 km·h-1高速铁路级配碎石基床建养期劣化的细观机制

    李泰灃;邓逆涛;赵有明;陈中蕊;许嘉文;张新冈;王立军;谢康;

    针对400 km·h~(-1)高速铁路级配碎石基床,依据施工及列车荷载特征,提出基于智能振动压实仪的级配碎石基床建养快速模拟方法;开展骨架悬浮、骨架密实与悬浮密实3个类型的级配碎石试样建养模拟试验,采用干密度、动刚度等指标表征基床宏观劣化特性;分别选取6个典型建养节点,进行级配碎石试样X射线计算机断层(X-CT)试验,揭示基床建养期劣化细观机制。结果表明:通过优化调整振动压实设备的激振参数能够有效模拟基床动应力;建养模拟试验中不同类型试样动刚度曲线均存在嵌锁点,可用其表征基床宏观劣化特性;随着加载次数的增加,不同类型试样孔隙率均逐渐减小且在劣化阶段渐趋稳定,骨架密实型试样孔隙率最小且趋近于1%;不同类型试样孔隙丰度变化与动刚度一致,均存在嵌锁点,且随加载次数先减后增,骨架密实型试样的孔隙丰度最小,为0.67,故可将孔隙丰度作为表征基床劣化的指标。

    2025年01期 v.46;No.200 27-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1299K]
  • 湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响

    刘操;高广军;陈光;李小白;张洁;王家斌;

    针对铁路路堑区域风吹雪灾害问题,采用改进延迟分离涡湍流模型、合成涡方法及欧拉两相流模型,结合网格动态变形技术,实现路堑区域雪粒堆积外形的时程变化提取,并通过试验验证数值模拟的正确性。在此基础上,模拟分析均匀来流和湍流来流2种工况下路堑内流场结构、摩擦速度分布及积雪轮廓变化规律,研究湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响。结果表明:2种来流条件下路堑区域迎风侧边坡积雪质量基本一致,但积雪质量增长速率与积雪分布特性存在较大差异;湍流来流延缓了路堑背风侧边坡区域大尺度涡系到涡对的转换,且在道床与背风侧边坡之间产生较强的侵蚀现象,进而降低了背风侧边坡和道床区域的积雪质量;相比于均匀来流工况,120 min时湍流来流工况下的路堑整体积雪质量降低24.8%,其中背风侧边坡区域积雪质量降低40.2%,道床区域积雪质量降低20.6%,迎风侧边坡区域积雪质量基本一致。

    2025年01期 v.46;No.200 38-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1315K]
  • 基于惯性基准的线路沉降车载检测方法

    陈仕明;刘秀波;柯在田;王昊;余宁;魏世斌;

    为提升线路沉降检测效率,提出基于惯性基准的线路沉降车载检测方法。基于测量原理推算误差来源,采用角速度测量法测量轨道高程,用增量求和法预处理IMU数据,基于列车行驶过程中的动态零速假设建立里程计观测修正模型,基于扩展卡尔曼滤波框架实时估计姿态及陀螺仪零偏,融合惯性推算结果与位移测量值计算轨面高程和高低不平顺,建立局部沉降快速筛查与区段高程测量相结合的检测流程,并在不同线路开展试验验证。结果表明:该方法测量轨道超高重复性偏差的95%分位数最大值为0.9 mm,重复性偏差均值为0.24 mm,对姿态测量准确性的提升较为明显;350 km·h~(-1)速度等级下测量的1 000 m长波高低不平顺重复性偏差的95%分位数为1.57 mm,均值为0.58 mm;120 km·h~(-1)速度等级下测量的风险沉降区段的1 000 m高低不平顺最大重复性偏差为0.5 mm,相对高程的最大重复性偏差为5 mm;80 km·h~(-1)检测速度下测量的400 m内相对高程与绝对测量的最大偏差为1.87 mm,能够满足线路沉降区段的车载快速测量的需求。

    2025年01期 v.46;No.200 50-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1954K]
  • 基于边缘AI计算的轨道扣件状态定量化检测方法

    白堂博;段嘉明;杨建伟;许贵阳;

    针对轨道扣件车载实时定量检测中检测的速度与精度难以平衡以及设备空间有限的问题,提出一种基于边缘AI计算的改进YOLOv8(You Only Look Once version 8)轨道扣件定量检测方法,并进行了部署和测试。首先,为实现轻量化部署,优化YOLOv8网络结构,嵌入移动神经网络V3(MobileNetV3)轻量化网络,引入压缩激励(SE)注意力机制,并重构颈部网络,加入可变形卷积;其次,结合推理引擎加速方法优化重构的网络模型,并将其部署在Jetson AGX Xavier边缘AI计算设备上;最后,对分割结果进行像素级提取,引入最小外接矩阵,定量分析扣件的断裂程度和偏转角度,并优化检测结果。结果表明:改进后的轻量化网络参数数量减少了22%;在边缘AI计算设备上的帧率相对原YOLOv8模型提升了80%,达到58帧·s~(-1);通过定量分析结果对模型进行修正,平均精度达到了97.0%,满足检测车辆所需的最低45帧·s~(-1)检测要求,实现了轨道扣件的定量化实时检测。

    2025年01期 v.46;No.200 60-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K]
  • 多模态深度学习在钢轨顶面伤损检测中的应用研究综述

    程雨;刘金朝;张长伦;张国粹;

    针对基于深度学习的多模态钢轨顶面伤损检测问题,分析使用多模态数据进行病害识别的优势,阐述多模态深度学习的最新成果及其在钢轨顶面伤损检测中的应用,并明确基于深度学习的多模态病害检测面临的挑战和未来的研究方向。从多模态联合与协同特征表示、多模态显式对齐与隐式对齐以及不同方式的多模态融合方法等方面分析多模态深度学习基本理论和研究现状;结合钢轨振动信号、巡检图像和三维点云等多模态数据,梳理当前最新的基于深度学习的不同模态间数据融合算法和病害检测方法。结果表明:针对钢轨多模态数据,当前研究方向主要有多模态表示、多模态对齐和多模态融合3种与识别检测有关的方法;针对基于深度学习的多模态钢轨顶面伤损检测,当前研究主要包含振动信号与巡检图像融合检测、灰度图像数据与三维点云数据融合检测方法;总体上,使用多模态深度学习技术对钢轨进行病害识别能有效提高准确率,在一定程度上排除错检的情况。对钢轨的多模态数据基于增强语义的共享性和互补性学习特征表示、结合特征点对齐和隐式对齐的混合对齐模型、基于转换器网络的多模态融合检测以及缺失模态融合检测会成为钢轨顶面伤损检测未来研究方向,将为工程应用提供有价值的参考。

    2025年01期 v.46;No.200 70-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1403K]
  • 大跨度斜拉桥轨道不平顺演变规律及其对列车运行平稳性影响研究

    赵秀;程益凡;赵世豪;梅大鹏;王铭;

    桥上列车行车安全性和乘坐舒适性要求轨道线形具有良好的平顺状态。大跨度铁路斜拉桥属于柔性结构,受到温度变化和列车荷载等外部因素的作用,桥梁会产生明显竖向挠曲变形,从而影响高速列车的运行平稳性。以1座主跨长达1 092 m的大跨度公铁两用斜拉桥为例,基于列车、轨道和桥梁耦合振动分析理论,结合时域和频域分析方法,研究其上轨道不平顺的演变规律及其对高速列车运行平稳性的影响。结果表明:桥上轨道静态不平顺的演变受桥梁温度变形的影响明显,主要集中在110 m波长以上,而温度和行车工况对桥上轨道动态不平顺的影响主要集中在120 m波长以上;温度及车辆荷载导致的桥上轨道不平顺对列车运行平稳性的影响主要集中在桥塔、边跨及次边跨位置;该桥0~120和0~200 m波段桥上轨道不平顺成分对车体竖向加速度的贡献差异最大为0.28%;综合60 m弦测法有效检测波长上限、综合检测列车最大有效检测波长,该桥上高速列车乘坐舒适性的轨道动态不平顺管理截止波长宜取120 m。

    2025年01期 v.46;No.200 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 2860K]
  • 基于动态线性分段表示的钻进参数围岩分级特征提取方法

    何永义;王明年;凌学鹏;易文豪;夏覃永;李泽星;童建军;赵思光;

    依托来自宜昌—郑万高铁联络线隧道工程的1 765份钻进参数样本,在分析钻进参数时序曲线特征的基础上,结合贝叶斯置信区间检验方法、动态线性分段表示方法、卡尔曼滤波方法和线性分段均值处理方法,提出一种基于动态线性分段表示的钻进参数围岩分级特征提取方法;对比该方法处理前后掌子面钻进参数样本的离散性和差异性,以及采用该方法处理前后6种不同机器学习算法下的围岩分级模型准确性,验证该方法的应用效果。结果表明:钻进参数时序体现出明显的纵向分段、区间波动和随机离散特征;采用该方法处理后,相同围岩级别下的样本数据标准差平均降低28.72%~82.68%,不同围岩级别下的样本类间距离均值提升66.79%~77.37%,6种机器学习算法下围岩分级模型得到的分级准确率由85.3%~88.8%提高到88.1%~89.9%。作为一种基础数据处理方法,该方法能够避免各种非地质因素对围岩分级精度的影响,较好地体现了钻进参数和围岩质量间的良好响应关系,并提升了具体实践中的围岩质量评价准确性。

    2025年01期 v.46;No.200 96-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
  • 考虑宏观缺陷的混凝土本构模型及含裂缝隧道衬砌动力损伤特性研究

    孙雅珍;王龙岩;吴昌宇;王金昌;于阳;袁立凡;祝奉斌;

    目前对隧道衬砌动力响应的研究多聚焦于完好隧道,较少涉及初始宏观裂缝存在时对隧道衬砌结构弱化作用下的动力响应。为研究含裂缝隧道衬砌动力损伤特性,首先,基于塑性损伤本构,理论推导考虑材料弱化的宏观缺陷-外荷载耦合损伤本构模型;其次,将宏观损伤度为0,0.2,0.3和0.4时混凝土试件抗拉强度的计算结果与试验结果进行对比,验证本构模型的合理性;然后,采用地层-结构法对土体-隧道-列车相互作用关系进行模拟,引入无限单元边界吸收模型边界处的应力波;最后,通过在完整衬砌结构上预制深度为3.5,7.0和10.5 cm裂缝,并调整模型中的损伤参数,系统地研究衬砌结构在不同裂缝深度下考虑材料弱化作用的动力损伤特性。结果表明:推导得到的本构模型理论计算结果与试验结果最大误差仅为7.3%,模型合理;在不同裂缝深度下,竖向振动加速度和竖向振动速度均呈现出拱顶>边墙>仰拱的规律,且与行车道距离成正相关;裂缝深度由0 cm增加到10.5 cm,衬砌结构拱顶、边墙和仰拱的竖向振动加速度分别增大8.4%,2.7%和5.3%,竖向振动速度分别增大15.1%,17.1%和16.7%;裂缝深度从0 cm增加到10.5 cm,拱顶、边墙和仰拱的最大主应力峰值分别增加22.3%,15.5%和减小9.12%,拱顶的最大主应力峰值在裂缝深度为3.5 cm时超过了仰拱,说明动应力响应受行车道距离和初始宏观裂缝引起的应力集中共同影响;在3种不同裂缝深度下,考虑材料弱化作用下的衬砌损伤度较不考虑时分别增大0.039,0.130和0.165。

    2025年01期 v.46;No.200 107-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1614K]
  • 水平及岸坡地层中大直径盾构隧道邻近穿越对码头栈桥影响

    罗基伟;王乐明;杨立功;王欢;李建东;左殿军;

    针对穿江越海工程中大直径盾构隧道可能对邻近水工结构带来较大风险的问题,以武汉地铁11号线越江隧道为背景,研究大直径盾构隧道在水平及岸坡地层中邻近穿越对栈桥的影响。先采用离心模型试验,分析盾构地层损失率从0.5%增至2.0%过程中的栈桥沉降及桩基弯矩分布;然后基于离心模型试验结果标定参数,开展原型隧道-地层-栈桥的数值模拟,进一步研究盾构地层损失、开挖面压力和开挖间距等因素对栈桥的影响。结果表明:地层和栈桥的沉降均随地层损失率增大而显著增长,岸坡段地层变形大于水平段的,但其沉降槽宽度较小,控制地层损失是减小栈桥沉降的有效方法;开挖面的支护压力对其稳定性及前后地层变形影响显著,控制开挖面压力与静止土压力比值在0.8~1.2时,开挖面稳定性良好,盾构从陆域水平段进入岸坡段时,应精细化控制并采用略小的开挖面压力;桥隧间距对栈桥变形及桩基弯矩具有控制性作用,桥隧间距超过10倍洞径时,盾构穿越带来的沉降差异可忽略。

    2025年01期 v.46;No.200 120-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 4418K]
  • 基于串联深度神经网络的跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷识别模型

    任利惠;周荣笙;季元进;曾俊玮;

    针对识别跨坐式单轨车辆轮胎径向载荷时直接测量法成本昂贵、定制复杂,而基于物理模型的方法稳定性差、计算量大、精度不足的问题,建立车辆动力学模型,兼顾物理关系合理性和测量便捷性,选取可通过能观性分解得到的车体和构架振动加速度以及易直接测量的位移、转角和角速度等车辆姿态信息构建数据集,并验证动力学模型的准确性;预处理数据集时,向其中混入噪声增强数据鲁棒性,进行归一化处理便于数据计算,扩充时间步长增强数据的时序关联性;在此基础上,构建基于一维卷积神经网络(1DCNN)和双向门控循环单元(BiGRU)串联深度神经网络的轮胎径向载荷识别模型,采用Hyperband算法进行模型的超参数优化,在学习率、批量大小和优化器种类最优下通过设置合理的卷积核尺寸和门控循环单元个数规划各层数据维度,在1DCNN中引入逐点卷积和膨胀卷积以提升模型识别效果,并从准确性、鲁棒性和泛化性3个方面对模型的载荷识别效果进行评估。结果表明:与传统模型相比,基于1DCNN-BiGRU的载荷识别模型均方误差较低,低于0.106,准确性较高;数据混入信噪比低至27 dB噪声时仍具有较好的识别效果,鲁棒性较强;在不同的曲线半径、曲线超高率和惯性参数扰动工况下仍能维持较好的识别效果,泛化性较好。

    2025年01期 v.46;No.200 136-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1388K]
  • 时速400 km轮轨制动大蠕滑黏着试验研究(四)——多种介质条件下极低黏着特性及黏着系数

    常崇义;陈波;蔡园武;李果;

    针对时速400 km高速列车轮轨在多种介质条件下的制动大蠕滑极低黏着特性及黏着系数,通过高速轮轨关系试验台,模拟不同速度下轮轨间分别采用喷水、防冻液、普通润滑油15W-40及齿轮箱润滑油75W-90等介质的工况,研究轮轨间多种介质对制动大蠕滑极低黏着特性和黏着系数的影响,并探讨水介质条件下轮轨接触表面粗糙度和齿轮箱润滑油条件下超大蠕滑率对黏着系数的作用。结果表明:水介质条件下轮轨接触表面粗糙度是影响黏着系数的关键因素之一,极低粗糙度水平下速度超过100 km·h~(-1)后便进入极低黏着状态;轮轨间不同介质条件下,黏着系数随速度的提高呈现不同的下降趋势,其中齿轮箱润滑油75W-90和防冻液在高速下更易导致极低黏着系数的出现;特别是在齿轮箱润滑油75W-90条件下黏着力系数在黏着饱和点之后随纵向蠕滑率的增加呈现持续下降趋势,即使纵向蠕滑率增加到90%也未观察到黏着力系数再次上升的现象,标志着对这类齿轮箱润滑油仅利用防滑控制技术提高黏着利用的可能性极低。

    2025年01期 v.46;No.200 149-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 1198K]
  • 400 km·h-1高速铁路车辆振动响应频域特性及与轨道不平顺波长的关系

    陈亮;孙加林;李浩;杨飞;刁洪宝;

    基于铁路运行速度大幅度提升以及车辆轻量化设计方法的广泛应用,以CR400BF高速动车组车体为研究对象,基于有限元法和多体动力学理论,建立车体-构架-轮对全弹性体动力学仿真模型,结合检测数据分析,研究高速动车组车体振动加速度的频带分布特征及其与轨道几何不平顺的关系,以及适应400 km·h~(-1)高速列车运行平稳性评估的数据处理准则、轨道长波不平顺检测截止波长的取值。结果表明:车体横向振动能量主要集中在20 Hz以内,时速400 km高速列车车体横向加速度低通滤波评价频率宜提高到20 Hz;车体垂向振动能量主要集中在30 Hz以内,时速400 km高速列车车体垂向加速度低通滤波评价频率宜提高到30 Hz;当运营速度达到400 km·h~(-1)时,与车体加速度对应的轨道长波高低、轨向不平顺敏感波长分别为150和90 m,其中长波高低不平顺敏感波长已超出目前120 m检测截止波长,400 km·h~(-1)高速铁路轨道几何检测系统长波不平顺截止波长宜调整到150 m。

    2025年01期 v.46;No.200 157-166页 [查看摘要][在线阅读][下载 1847K]
  • 高速动车组柔性车体-座椅-人体系统耦合振动特性

    高建敏;王谢堂;

    针对高速轻量化动车组与人体之间动力耦合振动特性研究不充分的问题,基于多体动力学理论和刚柔耦合理论,建立考虑动车组柔性车体与座椅及坐姿人体耦合振动响应的高速动车组柔性车体-座椅-人体耦合动力学模型,研究高速铁路随机轨道不平顺激励下人体生物力学特性对高速轻量化动车组振动特性的影响,以及车体柔性振动作用下不同座位处人体的动力响应特征。结果表明:人体生物力学特性会增大车体某些柔性模态频率;满座工况下,基于人车耦合动力学模型得出的5 Hz频率以上的共振峰频率和横向共振峰幅值较传统车辆动力学模型的大,而垂向共振峰幅值则较传统车辆动力学模型的小;车体振动响应的1阶峰值频率明显降低,而幅值则略有增加;人体在一定程度上起到阻尼吸振的作用,在300 km·h~(-1)行车速度和满座工况下,人体可明显抑制车体5 Hz频率以上的高频垂向振动,而弹性车体的振动则会激发人体垂向5.25 Hz和横向2.13 Hz频率左右的固有模态,使人体在该频域下的振动能量有所增加。因此,若以车体地板振动加速度代替人体响应评估高速动车组的振动舒适性,会与真实的人体振动程度存在一定偏差。

    2025年01期 v.46;No.200 167-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1707K]
  • 铁素体和渗碳体相形貌对D2车轮钢滚动接触疲劳性能影响

    刘春鹏;徐福盛;姜峰;索忠源;张关震;任瑞铭;

    随着高速列车车轮滚动速度的不断提升,车轮的滚动接触疲劳失效日益严重,车轮的初始组织成为影响滚动接触疲劳性能的主要因素。利用热处理炉对D2车轮钢进行淬火+回火热处理,使D2车轮钢珠光体+先共析铁素体组织(P+F)转变为铁素体+粒状渗碳体组织(回火索氏体,TS);通过滚动接触疲劳试验机对2种原始组织类型的车轮试样进行滚动接触疲劳试验;利用低倍显微镜观察滚动接触疲劳失效后P+F车轮试样和TS车轮试样表面的宏观形貌;利用场发射扫描电镜附带背散射电子衍射分析滚动疲劳失效后P+F车轮试样和TS车轮试样距表面不同距离微观组织的演变规律。结果表明:TS车轮试样的滚动接触疲劳寿命比P+F车轮试样提高了1.3倍;滚动接触疲劳失效后,P+F车轮试样中先共析铁素体与珠光体中共析铁素体的变化是不同的,在表面,先共析铁素体内形成大量的大角度晶界,共析铁素体内形成大量的小角晶界,而在次表面,先共析铁素体内存在大角度晶界和小角度晶界,共析铁素体的取向角小于2°;TS车轮试样在距表面不同深度的铁素体晶粒中大角度晶界的比例分布是均匀的;P+F车轮试样距表面不同深度先共析铁素体与共析铁素体不同程度的塑性变形会加速滚动接触疲劳裂纹萌生和扩展,进而加速车轮疲劳失效;TS车轮试样距表面不同深度铁素体的均匀塑性变形会延缓滚动接触疲劳裂纹形成,提高车轮滚动接触疲劳寿命。

    2025年01期 v.46;No.200 182-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 2278K]
  • 基于CNN-LSTM-NOMA的车车通信频谱效率研究

    孙博;杨宗烨;张博文;马腾飞;陈维民;

    为解决城市轨道交通5G毫米波车车通信系统频谱资源不足的问题,对T2T通信频谱效率进行研究。首先,构建下行多用户簇的非正交多址接入(NOMA)系统模型,在保证簇内各天线能够通过串行干扰消除(SIC)成功分配功率的同时,完成NOMA系统中总频谱效率的设计;其次,提出簇内天线功率分配方案,在不设定速率限制的情况下实现最大功率分配;最后,采用卷积神经网络和长短期记忆神经网络辅助的NOMA通信方法 (CNN-LSTM-NOMA),对输入数据进行训练,得到最佳的频谱效率。结果表明:同一试验数据集下,所提方法的决定系数可达0.995 71,高于采用单一神经网络辅助的CNN-NOMA和LSTM-NOMA方法,两者决定系数分别为0.966 54和0.979 96,且CNN-LSTM-NOMA方法的频谱效率更接近最优无约束数字预编码。该研究可为未来城市轨道交通中提高T2T通信的频谱效率提供理论依据。

    2025年01期 v.46;No.200 192-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1238K]
  • 面向铁路周界远小目标入侵检测的视频超分辨率重建技术研究

    王增卿;谢征宇;姜忆玲;王佳丽;管岭;王力;

    针对铁路长纵深监控环境下远小目标图像特征信息不足的问题,对视频超分辨率重建技术进行研究。首先,基于BasicVSR网络,利用前后帧信息设计特征交互增强(FIE)模块和图拉普拉斯金字塔低频分离(GLPLS)模块,构建高效的远小目标特征重建网络RailVSR;其次,在RailVSR网络中集成联合损失函数,优化网络对高分辨率图像和目标检测精度的双重关注;最后,将RailVSR网络与目标检测算法RT-DETR相结合,增强铁路长纵深监控场景下远小目标入侵检测能力。结果表明:与原始RT-DETR目标检测算法相比,基于RailVSR网络改进的目标检测算法对铁路周界入侵的检测精度至少提高13%,其平均检测精度至少提升11%;在VSTR铁路样本库构建的铁路监控数据集中,当目标像素占比超过0.05%时,检测漏报率和错报率均为0,且平均检测精度可达85%以上。该研究对铁路周界远小目标入侵检测具有有效性,可提升铁路安全运营的保障水平。

    2025年01期 v.46;No.200 200-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 1244K]
  • 基于时空网络的动车所调车与检修排程计划编制方法

    史锦堂;黎浩东;申宏楠;

    在我国动车组数量不断增长、动车所调车和检修压力与日俱增的背景下,以动车所的调车与检修排程计划编制为研究对象,综合考虑进路冲突疏解和双列位因素、灵活存车策略,构建可适应不同布局形式的双层时空网络,并以总费用最小化为目标建立0-1整数线性规划的多商品流模型;设计启发式规则,分别采用优化求解器和动态规划2种方法求解该模型;依托某动车所设计不同规模的算例,对比2种方法的求解效果。结果表明:2种方法各有优劣,但均能在1 h内得出可行的调车和检修排程计划;时空弧的费用设置直接影响模型目标函数的优化方向,时变作业弧费用能够鼓励列车优先进行检修作业,调车固定惩罚费用可以降低调车作业和调头作业的次数,该算例中时变费用下的列车平均检修作业开始时间较恒定费用下的提前了16.5%,调车作业和调头作业的次数平均降低了11.6%和31.3%。

    2025年01期 v.46;No.200 212-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 1255K]
  • 基于生成对抗网络和卷积神经网络的高速铁路地震预警干扰信号识别方法

    宋晋东;栾世成;李山有;马强;孙文韬;刘赫奕;周学影;姚鹍鹏;黄鹏杰;朱景宝;

    为提升高速铁路地震预警系统中地震事件识别的可靠性,提出基于生成对抗网络(GAN)和卷积神经网络(CNN)的高速铁路地震预警干扰信号识别方法。首先,通过GAN对打夯干扰信号进行数据增强,以实现数据平衡;其次,设计并构建GAN-CNN打夯干扰信号识别模型,并对其进行训练和测试;最后,通过对比试验,验证该模型在干扰信号识别中的有效性和准确性。结果表明:与未使用GAN进行数据增强的情况相比,所提方法识别打夯干扰信号和地震事件信号的准确率分别为99.60%和100%,性能显著提升;此外,GANCNN模型的交并比、准确率、召回率和综合能力评价指标也得到提高。该方法可为高速铁路地震预警干扰信号识别提供参考。

    2025年01期 v.46;No.200 225-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K]
  • 下载本期数据