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技术名称:高铁基础设施安全检测、评估与预警技术
日期:2018-03-01 点击:

持有人:靖稳峰 张春霞 王卫东(铁科院)

代表专利或成果:中国铁路总公司质量评估检测方法


技术内容:

我国是世界上拥有高铁干线最长的国家,而且正在实施“走出去”战略。然而“走出去”还面临着高铁运行状态检测、安全评估和相应的标准保障等方面的困惑。高铁基础设施是影响高铁安全的主要因素,如何通过高铁检测列车获取的轨道基础设施状态、轨道平顺程度、接触网和通信设备状态等数据,对高铁运行状态进行有效的检测、评估及故障预警,是保障高铁安全运行和形成高铁运行规范的关键技术。

我校大数据算法与分析技术国家工程实验室与中国铁道科学研究院和铁路总公司合作,承担了国家973课题“基于非结构化环境感知的高铁基础设施安全态势评估和故障诊断关键技术及应用”和国际合作项目“高铁基础设施大数据体系架构及关键技术研究”。课题组聚焦于高铁高速运行场景下的线路环境及接触网部件状态感知、影响列车运行安全的轨道病害识别和轨道安全状态评估、轨道状态演变主因素分析和接触网区段运行质量诊断与评估等关键问题的研究,取得了一系列成果,主要包括:

    基于车辆动态响应数据建模的轮轨力载荷辨识方法。该方法提出了基于变参数域和短时高斯线性调频基的自适应信号分解算法,对轨道-车辆检测数据进行时频特征提取,有效地对轮轨力的高频干扰成分进行滤波,发现了以低频横向和纵向力评估列车安全的新机制。首次引入多节点思想,建立了轮轨力载荷辨识的L1/2-Sparse PCA-ELM模型,大大提高了轮轨力辨识的精度。

基于大数据的轨道质量状况检测与评价T2-TQI方法。本方法提出了基于轨道不平顺数据的轨道质量状态安全评估T2-TQI模型,克服了国际上通用的TQI方法的缺陷。  

基于特征函数的弓网运行状况评价CQI方法。本方法根据接触线张力、接触线高度、接触网结构和部件、接触网特殊处所等参数对接触网动态运行质量的影响,设计了每种参数的特征函数,在此基础上首次提出了接触网动态运行质量评价CQI模型。

评价及应用情况:

基于车辆动态响应数据建模的轮轨力载荷辨识方法已应用于中国铁路总公司高铁检测列车轮轨实测数据,打破了长期以来国际上只能通过仿真形式进行研究而难以付诸应用的僵局,在轮轨力的辨识上取得重要突破。基于大数据的轨道质量状况检测与评价T2-TQI方法正在申请成为轨道质量状态评估的新标准。基于特征函数的弓网运行状况评价CQI方法,填补了国际上接触网质量评价的空白,已成为一种新的弓网运行状况评价方法,已经在中国铁路总公司推广使用。

 

图2:基于特征函数的弓网运行状况评价CQI方法在全国推广应用

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