面向铁轨检测的轨道不平顺预测系统的研究与实现

发布时间：2020-08-10 17:04

【摘要】：铁轨在承载列车运行的情况下会逐渐产生几何不平顺,对列车的安全产生威胁。因此,铁路工务部门会先对线路进行检测,然后依据检测结果制定线路养护维修计划。随着我国铁路网规模的不断扩大,现有的养护模式,使得工务部门疲于应付各种线路病害,造成资源浪费、维修不及时等问题。如果能够给出轨道不平顺发展趋势的准确预测,将对轨道养护维修及列车安全、舒适运行等方面具有重大的现实意义。因此,本课题就如何提升轨道不平顺预测精度进行了研究。通过对现有轨道不平顺预测方法进行研究,分析现有工作的不足之处,并结合轨道检测数据的特点,提出了一种新的轨道不平顺预测模型;然后基于该模型,结合实际需求,设计并实现了轨道不平顺预测系统。一方面,本文根据现有工作的不足之处并结合轨道质量发展变化的规律,提出一种轨道质量预测方法。第一步,本文利用权重矩阵提升灰色模型预测的准确性,并使用灰色模型对TQI的整体发展趋势进行预测;第二步,针对TQI数据具有时间序列的特性,本文使用循环神经网络对TQI发展趋势中具有的随机性进行预测;第三步,结合两部分的预测结果作为最终预测值。在实际检测数据上进行验证,实验结果表明该方法取得了较好的预测精度。另一方面,本文根据实际需求设计并实现了轨道不平顺预测系统。本系统主要包括检测数据采集、数据展示、数据标注、里程校准、TQI计算和趋势预测等功能,可以为铁路工作人员提供完整的检测数据接收与处理流程,以方便铁路工作人员对检测数据进行合理分析与利用,从而实现保障铁路运输安全及节约铁路养护维修成本的目的。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U216.3;TP183;N941.5
【图文】：

轨道几何不平顺,轨道不平顺,管理方式,示意图

沿着轨检车正向，轨向向左为正值，轨向向右为负值。逡逑水平：即在轨道的同一个横截面上左右两边轨顶面的一个相对高差。在圆曲逡逑线上设置的超高值及缓和曲线上的超高顺坡量不会包含在水平之中，如图２－ｌ（ｄ）逡逑所示。沿着轨检车正向，左轨高的为正值，左轨低的为负值。轨道的水平不平顺逡逑是造成列车运行时侧滚振动的主要原因，严重时会导致列车脱轨倾覆１２１］。逡逑轨距：在轨道的同一个横截面上，钢轨顶面以下１６毫米的地方，左右两边逡逑的两根钢轨之间的最小内侧距离与轨距值有一个偏差，这个偏差的值是１４３５毫逡逑米，如下图２－ｌ（ｅ）所示。轨距点表示的是轮轨接触点，这个点位于实际钢轨的顶逡逑面下方钢轨内侧１６毫米的地方。实际轨距大于标准规矩则轨距值为正值，相反逡逑则为负值。逡逑ｔｔｌｉｆｌ（ｃ）逦水平（ｄ）逦距⑷逡逑图２－丨轨道几何不平顺示意图逡逑２）轨道不平顺管理方式逡逑我国检测轨道几何不平顺主要采用的是轨检车。采用局部峰值管理与区段均逡逑值管理的方法进行轨道几何不平顺的管理１２＜Ｕ４１。根据轨道检测车的检测结果计算逡逑出的超限指标和ＴＱ［指标，是用来评价及考核线路状态的重要指标。逡逑＊峰值管理逡逑峰值管理也被称之为轨道局部不平顺管理

架构图,预测系统,轨道不平顺,用例图

图４－２轨道不平顺预测系统逻辑架构图逡逑３５逡逑

工作流程图,数据采集模块,自定义消息,类图

＿Ｓｏｃｋｅｔ）逡逑和自定义消息类（ＣＣＣＭｓｇ）。数据采集模块类图如图５－Ｉ所示。逡逑ＣＡｓｙｎｃＳｏｃｋｅｔ邋＾逦ＣＯｉａｉｏｇＥｘ逦ｖ逡逑２５逦２２逡逑－＊＊邋ＣＯｂｊｅｃｔ逦ＣＤｉａｌｏｇ逡逑Ｐｕｂｌｉｃ逦ｐｔｉｂｌｉｃ逡逑Ｂｒｏａｄｃａｓｔ＿Ｓｏｃｋｅｔ逦Ａ逦ＣＣＣＤｌｇ逡逑２５逦２５逦ＣＣＣＭｓｇ逦办逡逑－？ＣＡｓｙｎｃＳｏｃｋｅｔ逦广逦■＊邋ＣＤｉａｌｏｇＥｘ逦怒逡逑－栜逦ｉ字垃逦

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