车辆轴重铁路运输论文提纲

论文题目：基于网格的神朔铁路钢轨使用寿命评估模型研究

摘要：随着我国铁路运输逐步向“重载化”、“高速化”等方向发展,神朔铁路作为我国西煤东运的重要通道,其运量、车辆轴重和列车运行密度逐年提高,部分区段钢轨使用寿命己接近或超过维修管理规定的要求,这给神朔铁路钢轨状态管理带来了新的挑战。钢轨作为神朔铁路系统的重要设备之一,其使用寿命的管理直接关系到神朔铁路系统的安全运行。因此,对神朔铁路钢轨使用寿命进行评估以选择适当的钢轨更换时机是神朔铁路现场管理中亟需解决的实际问题。本文以神朔铁路为背景围绕其钢轨使用寿命评估问题展开了研究。首先,在分析钢轨状态劣化特征的基础上,提出了将网格化管理方法应用于神朔铁路钢轨使用寿命个性化建模的研究思路。网格化管理方法的核心在于从空间角度出发将线性、长大、连续的钢轨设备按照一定的长度细分成较小的网格单元,基于空间位置整合各个钢轨网格单元的相关状态数据,为钢轨使用寿命个性化建模奠定基础。其次,构建了神朔铁路钢轨使用寿命评估模型。模型考虑到钢轨状态劣化的异质性、多阶段性、不确定性等特征,在钢轨使用寿命网格化管理的基础上将钢轨状态劣化过程划分为多个劣化阶段,以每个钢轨网格单元的每个劣化阶段为研究对象,利用Markov随机过程构建了考虑异质性因素的钢轨网格单元使用寿命评估模型。最后,以神朔铁路上行重车线K106+000～K166+000里程范围内共60个钢轨网格单元为研究对象进行了模型验证。以网格为单位收集神朔铁路重车线钢轨状态检测数据以及相关异质性因素数据,基于构建的钢轨使用寿命评估模型计算了神朔铁路钢轨使用寿命。通过对比分析模型评估结果与钢轨实际使用寿命验证了模型的有效性,研究结果表明模型预测精度能够满足神朔铁路钢轨使用寿命管理需求。

关键词：神朔铁路;钢轨;使用寿命;网格化管理;Markov随机过程

学科专业：交通运输规划与管理

致谢

摘要

ABSTRACT

1 引言

1.1 选题来源

1.2 研究背景及意义

1.2.1 研究背景

1.2.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 钢轨使用寿命定义

1.3.2 基于病害机理分析的寿命评估模型

1.3.3 基于失效统计分析的寿命评估模型

1.3.4 既有研究总结

1.4 神朔铁路钢轨使用寿命管理存在的主要问题

1.5 论文主要研究内容及组织结构

1.5.1 论文主要研究内容

1.5.2 论文组织结构

2 神朔铁路钢轨使用寿命网格化管理

2.1 钢轨状态劣化特征分析

2.1.1 异质性

2.1.2 多阶段性

2.1.3 不确定性

2.1.4 记忆性及周期性

2.1.5 联动性

2.2 钢轨使用寿命网格化管理方法概述

2.2.1 钢轨使用寿命网格化管理定义

2.2.2 钢轨使用寿命网格化管理基本要素

2.3 钢轨使用寿命网格化管理方法应用优势

2.4 本章小结

3 神朔铁路钢轨使用寿命评估模型建立

3.1 建模思路

3.1.1 对钢轨状态劣化异质性的考虑

3.1.2 对钢轨状态劣化多阶段性的考虑

3.1.3 对钢轨状态劣化不确定性的考虑

3.1.4 对钢轨状态劣化联动性的考虑

3.2 参数声明

3.3 模型建立

3.3.1 马尔科夫状态转移概率矩阵

3.3.2 失效率函数

3.3.3 使用寿命评估模型

3.4 模型参数估计

3.5 本章小结

4 案例分析

4.1 数据选取

4.1.1 数据来源

4.1.2 钢轨网格单元异质性因素取值

4.2 模型参数估计结果及异质性因素影响程度分析

4.2.1 钢轨状态检测周期确定

4.2.2 模型参数估计结果

4.2.3 异型性因素影响程度分析

4.3 钢轨使用寿命评估结果与误差分析

4.3.1 钢轨使用寿命评估结果

4.3.2 模型预测结果对比与误差分析

4.4 模型评估结果对钢轨维修管理的作用

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 研究结论

5.2 研究展望

参考文献