文摘

近年来,随着轴负载,火车装载,运输体积,和旅行速度不断增加,铁路网络不断延长,目前的维修策略的缺陷越来越注意到从经济和安全的角度。克服缺点,全世界permanent-of-way部门给了相当大的关注理想维护策略是进行适当的维护及时跟踪位置真的需要维护。这种策略是简化为状态维修工程师(CBM),吸引了注意力的许多行业在最近的70年。为跟踪实现煤层气不规则,有许多需要解决的问题。其中一个重点是跟踪预测在未来的短时间内不规则的每一天。本文基于短程追踪违规演化特征,预测模型开发目标和略TI-SRPM。TI-SRPM性能分析结果说明,追踪不规则采样点的振幅预测TI-SRPM非常接近他们的测量轨道几何形位的车。

1。介绍

交通事故一直是一个经济社会问题已经引起了世界范围的增加向公众担忧(1,2]。据统计在火车事故安全办公室的美国联邦铁路管理局,542933人受伤或死亡主要铁路事故造成铁路从1975年1月至2011年5月3]。

铁路轨道的作用是指导汽车或机车旅游,忍受综合贡献环境变量的影响和负载从车轮,车轮负载分发给路基、桥梁、隧道,为车轮提供一个平滑的轨迹运行,保持操作成本,旅行安全和旅客舒适度在接受的范围内,和路基在良好的状态4,5]。跟踪条件可分为两类:轨道几何条件和轨道结构条件(6]。轨道几何条件发挥了重要作用,确保火车旅行安全,旅客舒适度7和通常由几个几何参数测量5]。这些参数包括rails的预测水平,纵向和垂直飞机和水平计划,包括测量和交叉水平垂直的纵向水平计划,在纵向平面对齐,和扭转连续测量不均匀的表面8]。理论上,这五个参数的值,测量,跨级别,纵向水平对齐,和扭曲设计计,在大多数国家等于1435毫米,0毫米,0毫米,0毫米,连续跟踪和0毫米/米,分别和弯曲的轨道是什么,其中是设计计扩大,这是设计super-elevation, 0毫米,分别为0毫米和0毫米/米。由于许多原因(4,9,10),然而,这些参数的实际值偏离他们的理论的。这些偏差通常称为跟踪不规则(5]。跟踪不规则的存在使得不平滑的车轮的运行轨迹。不平滑的轨迹将会导致车辆和机车振动和动态力量车轮和轨道之间。列车振动和动态力量不仅减少火车旅行安全,旅客舒适度,而且还缩短跟踪设备的寿命(4,11),更重要的是,跟踪不规则进一步恶化(4,12]。据调查报道,英国铁路事故调查部门发布的184年的事故发生在2005年10月和2010年6月,有58脱轨,24是引起不良跟踪不规则(13]。

近年来,随着轴负载,火车装载,运输体积,和旅行速度不断增加,铁路网络不断延长,缺点的当前维护策略越来越注意到从经济和安全的角度9]。克服缺点,全世界permanent-of-way部门给了相当大的关注理想维护策略是进行适当的维护及时跟踪位置需要维护。这种策略是简化为状态维修工程师(CBM),吸引了注意力的许多行业在最近的70年。实现煤层气战略跟踪不规则,有许多需要解决的问题(9]。其中一个处理预测跟踪每一天在未来短期内的不规则性。

有一些研究不规则的预测方法。专业人士在日本的铁路技术研究所,分别开发了退化模型,利用轨道几何测量的标准差来预测标准差的跟踪定位和表面在100米长的轨道部分(14]。Alfelor等人建立了一个跟踪退化数据库存储跟踪规限制和轨道几何参数测量与规约束测量系统、交通负荷、环境、和轨道结构特点,他们开发了一种跟踪退化分析程序可以制定跟踪退化之间的一对一的关系,一个影响参数采用最小二乘法线性回归(15]。陈等人在中国铁道科学研究院开发了一个综合因子法(IFM),利用最新的预测跟踪不规则轨道几何测量参数值在所有采样点10]。为了使预测,IFM铁路轨道分为200米单位部分,将单元部分分为17个类别,并假设单元部分在同一类别同一轨道不规则恶化率。基于一个共同点;“良好的跟踪行为,而一个贫穷恶化更快,“Veit和Marschnig发达指数模型来描述跟踪不规则进化之间的两个相邻打临时工在5-meter-long维护跟踪部分(12]。Quiroga和施奈德还开发了一个指数模型来描述跟踪表面演化之间的两个相邻打临时工维护在200米长的部分(7]。基于经验的铁路工程师,Meier-Hirmer等人采用伽马过程以适应赛道恶化率之间的两个相邻打临时工维护在跟踪部分长度等于200米和1000米(16]。许等人开发了一个多级框架集成线性回归模型来描述跟踪不规则进化之间的两个相邻维护(17]。根据得出的结论(9,16),然后许等人提出了一个新颖的方法预测跟踪不规则条件在单位部分(18)和平均跟踪不规则振幅只单元部分(19]。

这些方法有一定的局限性9]。本文的研究将克服这些缺点,开发一种新型的,独特的模型来预测每天跟踪采样点的不规则参数值在以下一个或两个检查间隔轨道几何形位的汽车(TGC)。因此,该模型被命名为短程预测模型TI-SRPM跟踪不规则和略。

剩下的纸是组织如下。部分2TI-SRPM声明变量。节3,TI-SRPM详细。节4,通过分析跟踪测量和表面的预测大约8000个采样点,TI-SRPM的性能进行了分析。根据性能分析结果,结论部分5。

2。变量外延

在本文列出如下变量外延。秒:一个跟踪TI-SRPM构建部分。Ti:跟踪不规则TI-SRPM建立索引。 :每天一系列日期在两个相邻的维护;当= 0,介绍了日期TGC进行检验;当大于0,礼物的日期一天后TGC检验;当小于0,礼物的日期前一天TGC检验。 :测量的TGC追踪不规则指数Ti的振幅在采样点在证券交易委员会;因为TGC不是每天运营测量跟踪不规则,具有实际的价值。 的预测。 :Ti的条件在。 :Ti日期间隔内的降解率包括的日期TGC检验。 ,一个列向量的大小和1的所有元素。

3所示。TI-SRPM

许多因素施加影响跟踪不规则恶化。确保TI-SRPM捕获跟踪尽可能不规则退化趋势,它应该建立在跟踪不规则退化特征的基础。

3.1。TI-SRPM研究对象

根据实践经验正轨不规则退化,许多因素对跟踪的影响下不规则恶化,降解过程附近的两个空间点是不同的,和更重要的是,退化过程两个跟踪不规则指数在空间点也是杰出的。另一方面,维护工作定期或临时安排将破坏目前的降解过程和启动一个新的进化过程。因此,跟踪不规则应构建预测模型的退化过程追踪不规则指数在空间点在两个相邻的维护工作。

然而,由于有里程TGC之间存在错误检查(9,20.,21),建立跟踪不规则预测模型在空间点通常是不可能的。因此,一些研究跟踪不规则建立模型来预测部分的长度。

轨道几何测量(电报)用于本文处理两个里程误差修正模型、关键设备国产化里程误差修正模型,KE-BMEC [9,22),轨道几何Measurements-based里程误差修正模型,TGM-BMEC [9]。里程错误这样的电报处理这两个模型通常小于采样的距离,也就是说,0.25。因此,TI-SRPM将构造的退化过程追踪不规则指数在短Ti单元部分,0.5米。因为一个单元只有2 ~ 3节抽样点,Ti在这些点的振幅互相不偏离太多。因此,跟踪不规则状态,Ti /秒与均值量化跟踪测量不规则的Ti采样点秒。

3.2。跟踪不规则Ti的退化过程单元部分交会

与当前跟踪不规则状态为初始条件,未来跟踪不规则条件是由许多因素综合影响不规则。在铁路运输中,每天跟踪不规则变化。追踪违规情况的差异在两个时刻累计量化综合效应。它表明,综合影响因素对跟踪不规则恶化可以考虑直接使用电报。这形成了一个基础的研究跟踪不规则预测,例如,IFM (9]。

因此,在是一个主要输入影响在。与此同时,作为主要输出影响在。图1说明了这个进化的过程。在图的演化过程1、跟踪不规则TGC条件检查的检查周期。追踪违规情况那天可以从电报计算生成的在这一天的检查。

3.3。TI-SRPM建筑

研究成果的8)表明,在正常的情况下(没有自然灾害发生),没有进行维修工程,跟踪不规则状况在短期内改变一个单元部分很小。另一方面,条件因素的影响下,追踪不规则的变化在一个单元截面非线性与铁路运输7,9- - - - - -11,14,16- - - - - -19]。因此,在正常情况下,跟踪不规则退化过程大约可以表示为一个可微的,进化光滑的曲线。根据微积分基础之一,在短距离内非线性退化过程中两个相邻维修工程可以用一个线性近似恶化过程在相同的短。整个演化过程之间的两个相邻维修工程包含许多短期的恶化过程。因此,整个过程可以用许多近似线性恶化过程。

根据前面的讨论,一旦短期内已知长度的近似非线性退化过程许多线性过程,电报可以用于适合这些线性退化过程,意味着恶化率,,是用于每一个线性过程。量化的平均综合许多因素对Ti的条件的影响。因为单位部分长度较短,证券交易委员会的所有采样点可以被认为具有相同的恶化速度,追踪不规则指数Ti。根据分析结果的部分3.2,Ti在采样点的振幅在是近似的。

后TGC的铁路轨道检测单元部分是,预测振幅在Ti的每一天在采样点如图2。在图2日期范围,满足以下两个条件:(一),其中代表了当前短长度的近似非线性退化过程,和(b)段,至少有一个TGC铁路轨道交会在哪里检查。是由TGC检查间隔和通常的最大间隔,。在图2振幅的预测德州仪器的在采样点在证券交易委员会是由(3.1),其中意味着恶化率,,是由拟合时间序列使用最小二乘方法,

因为跟踪不规则恶化是非线性,用线性近似真实的恶化过程过程中,当一个新的TGC铁轨进行检验,新生成的电报应该考虑调整之前安装恶化率,,并获得一个新的,。然后使用新的恶化率进行预测,如图3。在图3,日期范围满足相同条件图2。预测振幅,、钛在证券交易委员会是由(3.2)。意味着恶化率(3.2)是根据新成立的时间序列在哪里

作为铁路轨道TGC检验证交会在哪里继续下去,前面的调整将列出一个家庭的线性预测模型,所示(3.3)。线性模型的家庭是TI-SRPM制造短程预测的振幅在采样点考虑

在(3.3),位于封闭的部分,意味着恶化率,确定,对于每一个线性模型的最小二乘方法拟合计算从电报生成期间至少4 TGC检查。当可用的TGC检查不到4倍,使用所有可用的电报。

4所示。性能分析

利用电报处理KE-BMEC和TGM-BMEC多个预测跟踪不规则的振幅采样点Jiulong-Beijing铁轨管辖济南铁路局与TI-SRPM了。在本节中,错误在振幅的测量和预测对表面采样点的部分K612 K614 + 000 + 000将分析。大约有4000(2000/0.5)单元部分,约8000(2000/0.25)采样点在2-kilometer-long跟踪部分。执行这些预测,大约48000(4000 * 6 * 2)线性模型的形式(3.1)或(3.2)建立自动TI-SRPM计算机程序编码。

这些预测的6倍都是经过检查的9月8日,9月24日10月30日,10月10日和12月12日,2008年11月13日。如上所述节3,因为TGC每天不执行检查,跟踪不规则测量与检验只能在那些日子。因此,进行误差分析只对这些预测的振幅测量,即9月24日,10月10日,10月30日,11月13日和2008年12月25日,12月12日。

4.1。计

直方图的错误评估预测见图4。和一些统计数据指标预测平均误差等误差,我,标准差,SD,和相关系数,表中列出的错误1。

柱状图在图4和统计数据列在表中1显示,衡量预测错误6次都是正态分布与手段约等于0毫米,0.3007毫米,最大SD和最低值为0.9690。

从之前的结果,以下四个主要结论抵达:(一)计在采样点是被TI-SRPM恶化趋势,(b)测量振幅的测量,,躺在封闭的部分(其中,)的概率95.44%,(c)衡量预测非常接近计测量,和(d)有高相似性指标测量和预测。

4.2。正确的表面

图5直方图显示正确的表面预测错误。一些错误统计数据表中列出2。

柱状图在图5和错误数据表中列出2显示正确的预测误差正态分布与表面意味着约等于0毫米,最大SD是0.1487毫米,最小值需要0.9940元。

从以前的结果,类似的结论的部分4所示。1绘制如下:(一)对表面恶化趋势被TI-SRPM, (b)对表面测量,,躺在封闭的部分(其中,)的概率95.44%,(c)对表面预测非常接近正确的表面测量,和(d)有高相似性对表面测量和预测。

5。结论

根据微积分基础之一,跟踪不规则恶化的特点的基础上,短期预测模型开发跟踪不规则的振幅在采样点在未来短时间内每一天。模型的研究对象是一个恶化的过程跟踪不规则参数之间的两个相邻维修工程0.5米长单元部分。TI-SRPM线性模型的研究对象包括一个家庭,也就是说,(其中,和)。性能分析的部分4TI-SRPM显示跟踪不规则恶化趋势在采样点是被TI-SRPM,不规则和跟踪预测非常接近他们的测量。

确认

这项研究部分由国家关键技术研发项目(2009 bag12a10)和中国国家基础研究计划(2012 cb725406)。