【摘 要】
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动车组车轮的磨耗程度与服役健康状态对列车的运行安全性具有重要影响,尽管目前对动车组车轮采用了较为先进的自动检测手段,但大量的日常检测数据和车轮磨耗规律未得到充分利用。同时,车轮镟修作业主要依靠固定的期限或经验判断进行,存在过度镟修或镟修不合理问题,影响了动车组列车的运行效益,并带来安全隐患。所以,本文基于动车组车轮外形检测数据,围绕车轮磨耗分析与镟修策略优化开展深入研究。为了进行车轮外形磨耗分布范
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动车组车轮的磨耗程度与服役健康状态对列车的运行安全性具有重要影响,尽管目前对动车组车轮采用了较为先进的自动检测手段,但大量的日常检测数据和车轮磨耗规律未得到充分利用。同时,车轮镟修作业主要依靠固定的期限或经验判断进行,存在过度镟修或镟修不合理问题,影响了动车组列车的运行效益,并带来安全隐患。所以,本文基于动车组车轮外形检测数据,围绕车轮磨耗分析与镟修策略优化开展深入研究。为了进行车轮外形磨耗分布范围和磨耗特征分析,建立了四阶多项式模型描述车轮踏面磨耗与运行里程的关系,从运行线路、车轮类型、车轮磨耗参数3项因素进行车轮磨耗的成因分析。利用相关性分析、高斯分布检验获取车轮外形参数对磨耗速率的影响规律,从而为后续车轮镟修作业考虑恢复踏面外形奠定基础。基于车轮外形及磨耗检测历史数据,提出了一种数据驱动的车轮磨耗预测模型。通过C-C法和主成分分析法从车轮外形检测数据中构造预测模型的数据样本,采用LM算法快速整定预测模型的权值,并通过OMP方法缩减隐含节点,从而构建了一个精简、准确的车轮磨耗预测模型。对比其他经典预测方法,证实了该预测模型的优势。针对动车组车轮“何时镟修”问题,构建了车轮磨耗与镟修损失闭环交替的车轮最佳镟修周期决策模型。在数据驱动的车轮磨耗预测模型的基础上,结合镟修量与镟修前后轮缘厚度、轮缘高度的近似模型,决策在不同镟修周期下,车轮处于磨耗与镟修损失闭环交替状态轮径值是否运用到限,从而得出车轮的期望使用寿命与镟修次数。针对动车组车轮“如何镟修”问题,提出整车车轮经济型镟修优化策略。采用重加权尺度最近迭代法配准所有仿射变形的车轮廓形,引入不同薄轮缘踏面外形镟修模板建立单轮镟修优化模型,在此基础上考虑车轮轮径差的行车要求和经镟修恢复后的车轮外形对磨耗特点的影响得到整车车轮经济型镟修结果,对比实际镟修车间能够减少21.1%镟修量。在以上建立理论模型工作的基础上,基于C#和SQL server数据库开发完成了列车车轮镟修优化决策系统。通过架构车轮检测数据访问层、功能实现业务逻辑层、操作结果可视化界面层,集成了车轮磨耗分析、车轮磨耗预测、整车车轮镟修方案快速生成等功能,从而为整车车轮镟修策略制定提供智能决策。图59幅,表16个,参考文献89篇
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