高速铁路车轮损伤实时识别的非线性盲源分离理论及关键技术研究

基本信息
批准号:51775449
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:张洁
学科分类:
依托单位:西南交通大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:傅攀,张立民,伍川辉,邓超,何智颖,廖丹,董凡,刘岳开
关键词:
盲源分离高速铁路车轮损伤状态监测非线性
结项摘要

Wheel damages reduce the safety of train operation and may lead to serious railway derailment accidents. It is a hard work to diagnosis micro damages due to the vehicle/rail system nonlinear, non-stationary, multisource and multipath. This study aims at researching nonlinear blind source separation theory as well as experiments and simulation analysis to separate the wheel wear signals, track irregularity signals and vehicle-bridge vibration signals. By optimal stereo vision sensor measurement of wheel/rail contact geometry deformation and experimental modal analysis, this research also establishes a vehicle/rail multibody dynamic model to study the nonlinear mechanism, derailment processes and security criterion based on the explicit expression of the wheel wear, time varying performance conditions and nonlinear transmit characteristic. And then, this study makes a real-time wheel condition monitoring approach based on the information mining theory of multi-source heterogeneous data to diagnose wheel defect and calculate security surplus. The achievements can provide scientific theory and method in dealing with the nonlinear dynamics of vehicle/rail multibody system and nonlinear signal analysis, and enhance the ability of intelligently safety control for high speed railway.

车轮损伤引发的列车脱轨是长期危害高速铁路行车安全的一项关键难题,车辆/轨道系统的非线性、非平稳性、多源多径特性导致车轮损伤在途实时识别困难。本项目拟在理论分析、试验测试、数值建模研究基础上,提出能够稳健高效进行合成观测信号解构的非线性盲源分离新方法,开展车轮损伤、轨道不平顺、转向架激振分量辨识;研究多目立体视觉测量传感器优化布局理论,开展轮轨交互作用三维变形测试与试验模态分析;构建试验相符的车辆/轨道多体系统数值模型,深入揭示系统非线性行为机制与列车脱轨发生发展机理,提出车轮损伤作用下的高速列车脱轨安全裕度评价准则;建立车轮损伤、时变工况、系统非线性传递特性之间的显式关联,面向车轮服役状态实时识别与安全预警开展多源异构数据驱动信息挖掘关键技术理论研究进行在线试验验证。研究成果能为车辆/轨道多体系统动力学和非线性信号处理提供相关的理论基础,并为高速铁路主动安全智能保障技术发展提供有益探索。

项目摘要

车轮作为铁道车辆重要的走行部件,对于保障高速列车运行安全起着关键性的作用。针对车轮损伤激励下的高速列车轮轨振动信号的非线性与非平稳性特征,本项目开展了理论研究、试验研究、数值仿真研究。建立了变速工况与振动统计特征函数之间的显式表达,提出的变频抽样重构方法有效消除了车速变化导致的频谱畸变。提出了能够稳健高效进行车辆-轨道系统振动观测信号解耦的盲源分离理论算法,从剧烈的轮轨冲击振动背景噪声信号中提取出了车轮损伤信号分量,明晰了车轮损伤激励下车辆-轨道系统动力响应的激励源特征。建立了车轮损伤激励下的车轮-轨道多体系统有限元模型,系统表征了列车速度、车轮踏面损伤程度等关键参量对轮轨冲击力学响应的影响规律。开展了开展车轮损伤容限安全管理方法研究。研究成果可为车辆-轨道系统动力学与非平稳信号处理提供依据,为高速铁路运行安全保障控制提供指导。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

坚果破壳取仁与包装生产线控制系统设计

坚果破壳取仁与包装生产线控制系统设计

DOI:10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.21.004
发表时间:2018
4

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
5

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

DOI:10.19818/j.cnki.1671-1637.2021.05.022
发表时间:2021

张洁的其他基金

批准号:51373001
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:11602100
批准年份:2016
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31772329
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51402311
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21407143
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51303148
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21507049
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81360384
批准年份:2013
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:40642014
批准年份:2006
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30570256
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31801362
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51435009
批准年份:2014
资助金额:320.00
项目类别:重点项目
批准号:51705387
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61906004
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51205323
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81001257
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30440025
批准年份:2004
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51003001
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11474196
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51209067
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50874092
批准年份:2008
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:11273020
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:50575137
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:41102174
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41706044
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61108025
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61875024
批准年份:2018
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:31301640
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51275307
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81703437
批准年份:2017
资助金额:20.10
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30600822
批准年份:2006
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30300178
批准年份:2003
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39170096
批准年份:1991
资助金额:4.00
项目类别:面上项目
批准号:81473008
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:31401893
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31560499
批准年份:2015
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:50375098
批准年份:2003
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:81502626
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61376121
批准年份:2013
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:11774221
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81673203
批准年份:2016
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:21677141
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:59885004
批准年份:1998
资助金额:12.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31700235
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41672276
批准年份:2016
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:11504381
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31272287
批准年份:2012
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:60708017
批准年份:2007
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51769015
批准年份:2017
资助金额:42.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21606176
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60976084
批准年份:2009
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:91536116
批准年份:2015
资助金额:90.00
项目类别:重大研究计划
批准号:50875172
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:31771289
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61875065
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:51673002
批准年份:2016
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:31360430
批准年份:2013
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81700966
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51469017
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30970321
批准年份:2009
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:71202057
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51873001
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:71702147
批准年份:2017
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41372275
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:41205043
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

时变非线性系统辩识,信号盲分离及神经网络

批准号:69572013
批准年份:1995
负责人:陈天平
学科分类:F0113
资助金额:6.00
项目类别:面上项目
2

基于盲源分析的重力梯度张量多异常源分离理论及算法研究

批准号:41374120
批准年份:2013
负责人:朱自强
学科分类:D0408
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

非平稳信号盲源分离理论及高速列车声场分解方法研究

批准号:51205323
批准年份:2012
负责人:张洁
学科分类:E0503
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

高速铁路车轮摩擦疲劳损伤机理及预防研究

批准号:51475393
批准年份:2014
负责人:刘启跃
学科分类:E0505
资助金额:84.00
项目类别:面上项目