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钢轨波磨水平对轮轨噪声影响研究

城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 67-72,78页

作者：周月上海地铁维护保障有限公司工务分公司上海200233

[目的]针对国内某地铁线路运营过程中频繁出现噪声超标现象,研究钢轨波磨水平对轮轨噪声的影响,以解决线路的波磨不平顺导致轮轨匹配度下降、波磨导致轮轨噪声增大的问题。[方法]根据实测不同区段波磨特征及噪声情况,建立了波磨不平顺... 详细信息

[目的]针对国内某地铁线路运营过程中频繁出现噪声超标现象,研究钢轨波磨水平对轮轨噪声的影响,以解决线路的波磨不平顺导致轮轨匹配度下降、波磨导致轮轨噪声增大的问题。[方法]根据实测不同区段波磨特征及噪声情况,建立了波磨不平顺下的噪声发展预测模型;分析了波磨1/3倍频程特征与产生噪声主频率,得出了易激发噪声波磨波长特征;分析了钢轨质量和列车运行速度与钢轨噪声间的关系。[结果及结论]轮轨噪声由钢轨噪声和车轮噪声叠加构成。频率在2000 Hz以内时,轮轨噪声由钢轨噪声主导;频率在2000 Hz以上时,轮轨噪声由车轮噪声主导。波磨不平顺会加剧轮轨噪声,轮轨噪声的敏感波长为25~55 mm,波谷越大则噪声越大,打铣磨可以降低轮轨噪声。轨道质量对轮轨噪声的影响较小,但列车运行速度对轮轨噪声有着显著的影响,车速越快则轮轨噪声越大,因此,在居民区等公共场合,可以通过适当限速来降低噪声对周边环境的影响。

关键词：地铁钢轨波磨轮轨关系轮轨噪声粗糙度水平

预埋承插式接头错缝拼装盾构隧道受力性能及管片开裂原因分析

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城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 73-78页

作者：瞿欣阳邵华上海地铁维护保障有限公司工务分公司上海200233

[目的]以上海轨道交通某区段新型隧道顶部管片开裂为背景,分析预埋承插式接头错缝拼装隧道在外荷载作用下变形特点及管片开裂原因,并提出此类隧道的运维侧重点。[方法]根据盾构推进时间、保护区历年变化及隧道收敛变形数据,分析了隧道... 详细信息

[目的]以上海轨道交通某区段新型隧道顶部管片开裂为背景,分析预埋承插式接头错缝拼装隧道在外荷载作用下变形特点及管片开裂原因,并提出此类隧道的运维侧重点。[方法]根据盾构推进时间、保护区历年变化及隧道收敛变形数据,分析了隧道管片开裂原因。并且发现顶部有无拼接缝的隧道环,在变形程度及裂缝产生方面存在差异。通过与相同环境下单圆通缝隧道收敛变形数据进行对比,得出了新型隧道与单圆通缝隧道受力性能的异同及相对刚度。[结果及结论]此次管片开裂是由侧方拔桩施工导致水平方向土压力变小以及正上方填土使得竖直方向土压力增大两者叠加产生的。顶部为整块管片的隧道环相较顶部为拼接缝的收敛变形更小,但容易开裂,运维时宜重点关注顶部为整块管片隧道环的收敛变形数据。新型隧道横断面刚度约为单圆通缝隧道的2.5倍,峰值处的荷载会传递到邻近的隧道环共同承担,使得隧道收敛变形较为平缓,隧道在外荷载消除后变形恢复能力更强。因这种裂缝而产生的渗漏水病害及通路很难通过隧道回缩愈合。

关键词：上海轨道交通盾构隧道错缝拼装预埋承插式接头管片收敛变形

基于SLAM(即时定位与地图构建)技术的三维激光扫描测量方法

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城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 97-102页

作者：季杰邵华上海地铁维护保障有限公司工务分公司上海200233

[目的]为解决传统测量方式在城市轨道交通地下车站测量中的困难,提出了基于SLAM(即时定位与地图构建)技术的三维激光扫描测量方法。[方法]介绍了SLAM技术,以及基于该技术的外业作业流程和内业数据处理流程;结合上海游泳馆和某地铁站测... 详细信息

[目的]为解决传统测量方式在城市轨道交通地下车站测量中的困难,提出了基于SLAM(即时定位与地图构建)技术的三维激光扫描测量方法。[方法]介绍了SLAM技术,以及基于该技术的外业作业流程和内业数据处理流程;结合上海游泳馆和某地铁站测量项目,介绍了基于SLAM技术的三维激光扫描测量方法的应用效果。[结果及结论]该测量方法设备便携,测量精度高,可以避免在地下测量中信号丢失,可用于复杂的地下空间测量,测量数据可与CAD等制图软件结合应用,目前已在城市轨道交通地下车站测量中得到广泛应用。

关键词：城市轨道交通地下车站 SLAM技术扫描测量

服役条件下车-设备耦合的地铁车辆横向振动特性

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交通运输工程学报 2024年第4期24卷 161-170页

作者：文永蓬吴俊汉钟硕乔宗志祥周慧上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海工程技术大学上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620 上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200235

为了降低车体的横向振动,提高长期服役过程中的地铁车辆乘坐舒适性,建立了含车下设备的地铁车辆横向动力学模型,调研了车辆行驶速度分布以及反映轮轨接触状态的等效锥度在服役条件下的动态变化规律,获得了车-设备耦合下的横向振动特性,... 详细信息

为了降低车体的横向振动,提高长期服役过程中的地铁车辆乘坐舒适性,建立了含车下设备的地铁车辆横向动力学模型,调研了车辆行驶速度分布以及反映轮轨接触状态的等效锥度在服役条件下的动态变化规律,获得了车-设备耦合下的横向振动特性,形成了车-设备耦合的车体横向减振参数设计方法。研究结果表明:地铁车辆的服役条件会随着车辆的行驶速度和等效锥度改变而动态改变,逐渐增大的轮轨接触等效锥度会导致车辆临界速度降低,加剧车辆的横向振动,横向振动的特征频率会随行驶速度和等效锥度的提高而线性增大,其数值集中在低频1~3 Hz范围;车体与设备在横向发生振动耦合时,设备的质量与弹性悬挂刚度存在最优匹配关系,选取合适的悬挂刚度能显著降低车体的横向振动,适当增加车下设备宽度和侧滚惯量,有助于降低车体的横向振动,为了抑制车-设备的横向振动,要重视横向悬挂刚度的选取,建议选取6.0×10^(4)N·m^(-1);车下设备与车体之间采用合适的弹性悬挂连接,让设备横向振动频率与车体的横向振动频率接近,利用车-设备的同频耦合振动,能够降低车体的横向振动,有利于车辆运行品质的提升。

关键词：车辆工程地铁车辆车下设备蛇行运动横向振动弹性悬挂耦合振动

基于改进YOLOv5s算法的钢轨扣件状态检测方法

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城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 147-151页

作者：陈修忻上海地铁维护保障有限公司工务分公司上海200233

[目的]为提高轨道巡检效率以及优化巡检策略,有效避免漏巡、漏检等问题的发生,提出了一种基于改进YOLOv5s算法的钢轨扣件状态检测方法。[方法]介绍了YOLOv5算法的网络结构。在YOLOv5s算法的骨干网络中融入C3-CBAM(卷积注意力)模块以获... 详细信息

[目的]为提高轨道巡检效率以及优化巡检策略,有效避免漏巡、漏检等问题的发生,提出了一种基于改进YOLOv5s算法的钢轨扣件状态检测方法。[方法]介绍了YOLOv5算法的网络结构。在YOLOv5s算法的骨干网络中融入C3-CBAM(卷积注意力)模块以获取更多细节特征,然后采用BiFPN(加权双向特征金字塔)网络进行多尺度特征融合,形成改进YOLOv5算法。针对弹条断裂、弹条缺失、弹条移位和螺栓缺失4种状态进行了试验验证。[结果及结论]采用改进后的YOLOv5s算法比原YOLOv5s算法在测试精度、召回率、平均精度上都有所提高,表明该方法对钢轨故障扣件分类检测具有很好的工程应用价值。

关键词：城市轨道交通轨道钢轨扣件分类检测 YOLOv5s算法注意力机制加权双向特征金字塔

弹性支承块轨道结构病害对钢轨竖向位移影响研究

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城市轨道交通研究 2024年第S1期27卷 37-41页

作者：赵雄上海地铁维护保障有限公司工务分公司上海200233

[目的]弹性支承块轨道结构因其具有较强的减振降噪特性,在城市轨道交通中被广泛应用。但弹性支承块轨道结构病害对钢轨竖向位移影响较大,需对其进行研究,以有效整治该类病害。[方法]弹性支承块轨道结构主要病害为支承块空吊和扣件失效... 详细信息

[目的]弹性支承块轨道结构因其具有较强的减振降噪特性,在城市轨道交通中被广泛应用。但弹性支承块轨道结构病害对钢轨竖向位移影响较大,需对其进行研究,以有效整治该类病害。[方法]弹性支承块轨道结构主要病害为支承块空吊和扣件失效。基于上海轨道交通8号线弹性支承块轨道结构,建立了弹性支承块轨道静力学模型,分析了无缝线路和有缝线路轨道在列车静荷载下支承块空吊、扣件失效对钢轨竖向位移的影响。[结果及结论]支承块空吊病害会对钢轨竖向位移产生较大影响。对于无缝线路,无支承块空吊病害时的钢轨竖向位移为1.441 mm;对于有缝线路,无支承块空吊病害时的钢轨竖向位移为1.530 mm。发生支承块空吊时,随着支承块空吊量的增加,钢轨竖向最大位移先增加后趋于稳定。在扣件完全失效情况下,钢轨竖向位移会随着失效扣件套数的增加而成倍增加,有缝线路钢轨竖向位移比无缝线路的大0.056~1.186 mm。扣件刚度折减越少,对其他位置钢轨竖向位移影响越小。

关键词：城市轨道交通轨道结构支承块空吊扣件失效钢轨竖向位移

基于振动信号图像特征的降噪残差网络轴承故障诊断

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噪声与振动控制 2024年第3期44卷 109-116,169页

作者：陶俊鹏张玮东钟倩文彭乐乐郑树彬陈谢祺上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200031

针对将一维原始轴承振动信号作为既有轴承诊断模型的输入所致训练效率、抗噪性欠佳的问题,提出一种基于振动信号图像特征的自适应降噪残差网络轴承故障诊断方法。首先将一维轴承振动信号进行截断、重叠采样后重构成信号矩阵,最后将其编... 详细信息

针对将一维原始轴承振动信号作为既有轴承诊断模型的输入所致训练效率、抗噪性欠佳的问题,提出一种基于振动信号图像特征的自适应降噪残差网络轴承故障诊断方法。首先将一维轴承振动信号进行截断、重叠采样后重构成信号矩阵,最后将其编码为图像得到振动信号图像;再对图像进行直方图处理,计算得到其灰度分布特征矩阵,并将振动信号图像和对应的特征矩阵作为算法模型的输入;同时,在提出的网络模型中在残差卷积映射的过程中插入基于通道注意力机制的降噪路径,通过自适应地获得阈值进行降噪,提高网络对含噪声样本的故障特征提取能力。最后通过对比实验证明:网络模型在加入灰度分布特征后有更好的性能表现,提出的自适应降噪残差网络模型在将含有噪声的振动信号作为输入的情况下仍具有较高的故障识别精度。

关键词：故障诊断图像特征通道注意力机制降噪残差神经网络

基于CEEMDAN-FastICA-MCNN的多传感信息融合轴承故障诊断

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噪声与振动控制 2024年第4期44卷 145-152页

作者：张鑫钟倩文余佑民彭乐乐郑树彬陈谢祺上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200031

针对轴承振动信号易受噪声干扰、变工况及单一传感器提取特征信息不完备的问题,提出基于自适应噪声完备集成经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition of Adaptive Noise,CEEMDAN)、快速独立分量(Fast Independent ... 详细信息

针对轴承振动信号易受噪声干扰、变工况及单一传感器提取特征信息不完备的问题,提出基于自适应噪声完备集成经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition of Adaptive Noise,CEEMDAN)、快速独立分量(Fast Independent Components Analysis,FastICA)降噪和多输入卷积神经网络(Multiple-input Convolutional Neural Networks,MCNN)的多传感信息融合轴承故障诊断方法。首先分别对多传感采集的振动信号划分数据集,并输入CEEMDAN得到本征模态函数(Inherent Nodal Function,IMF);随后,选择峭度大于3的IMF构造观测信号,其余IMF构造虚拟噪声信号,作为两个输入源输入FastICA,分离出特征向量;最后,设计MCNN识别故障类型。在CWRU和XJTU-SY数据集上的正确率分别为99.94%和99.64%。在信噪比为-8 dB的抗噪性能测试中,正确率分别为96.95%和98.29%;在信噪比为0 dB的抗噪性能测试中,正确率分别为99.00%和99.23%。对比实验结果表明此方法能够提取更为全面的故障特征信息,获得更高的准确率。

关键词：故障诊断 CEEMDAN FastICA MCNN

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考虑滚动噪声的地铁波磨打磨限值评估方法

振动．测试与诊断 2024年第1期44卷 100-106,200页

作者：周月文永蓬王向阳宗志祥吴俊汉上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 上海工程技术大学上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620 上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200235

钢轨打磨能有效抑制波磨的发展,目前的打磨限值制定标准主要以车辆运行平稳性和行车安全性为依据,对影响环境线路的轮轨滚动噪声重视不足。为了获取服役条件下轮轨滚动噪声约束的地铁波磨打磨限值,根据对某地铁线路噪声段波磨情况的调查... 详细信息

钢轨打磨能有效抑制波磨的发展,目前的打磨限值制定标准主要以车辆运行平稳性和行车安全性为依据,对影响环境线路的轮轨滚动噪声重视不足。为了获取服役条件下轮轨滚动噪声约束的地铁波磨打磨限值,根据对某地铁线路噪声段波磨情况的调查,建立了地铁波磨打磨限值综合评估模型。模型中将连续谐波模拟钢轨波磨作为系统输入,根据车辆-轨道耦合动力学理论以及轮轨接触关系确定轮轨动作用力和轮轨表面粗糙度之间的关系,分析获取了车辆-轨道耦合系统的振动响应和轮轨滚动噪声,指出了轮轨动作用力、轮重减载率和轮轨滚动噪声声压级3个指标对地铁线路钢轨波磨打磨限值的影响,进而形成了融合轮轨滚动噪声的地铁波磨打磨限值评估方法。结果表明:考虑轮轨滚动噪声影响的钢轨波磨打磨限值评估,不仅满足车辆运行平稳性和行车安全性的要求,而且保证地铁沿线噪声处于合理范围;基于轮轨滚动噪声对钢轨波磨最为敏感的特性,综合评估地铁波磨打磨限值,提高了载重变化时的车辆运行平稳性。

关键词：波磨车辆-轨道耦合轮轨动态作用滚动噪声打磨限值