一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法技术

本发明专利技术涉及铁路道岔钢轨技术领域，具体地说，涉及一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法，其包括以下步骤：一、对铁路道岔钢轨廓形进行参数化处理；二、建立钢轨廓形与道岔服役性能的映射关系；三、多目标优化。本发明专利技术提出了道岔钢轨廓形的参数化方法，能够考虑道岔区钢轨的动态组合廓形；本发明专利技术基于代理模型模拟了道岔真实服役性能；本发明专利技术采用多目标进化算法对铁路道岔变截面钢轨廓形进行自动、智能优化，无需依赖设计人员经验。需依赖设计人员经验。需依赖设计人员经验。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法


[0001]本专利技术涉及铁路道岔钢轨
，具体地说，涉及一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法。

技术介绍

[0002]与区间线路相比，铁路道岔存在尖轨、心轨等薄弱轨件，存在打磨受限区，且道岔截面沿线路纵向是变化的，给打磨廓形的优化设计带来了较大困难，如图1中尖轨打磨受限区和图2中心轨打磨受限区。
[0003]在现有技术中，铁路道岔打磨没有固定的目标廓形，通常以经验法消除钢轨表面伤损，或是单一目标条件的优化方法，尚未有关于钢轨廓形多目标优化方面的研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的内容是提供一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
[0005]根据本专利技术的一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法，其包括以下步骤：
[0006]一、对铁路道岔钢轨廓形进行参数化处理；
[0007]二、建立钢轨廓形与道岔服役性能的映射关系；
[0008]三、多目标优化。
[0009]作为优选，步骤一中，基于NURBS理论建立道岔钢轨廓形参数化模型，根据有限个变量确定任意形状的钢轨廓形。
[0010]作为优选，步骤二中，通过大量训练样本建立了道岔廓形与道岔服役性能的Kriging代理模型，建立打磨目标廓形与道岔服役性能之间的关系。
[0011]作为优选，步骤三中，以Kriging代理模型作为目标函数，采用多目标进化算法MOPSO对相应的评价指标进行优化，即可得到服役性能更优的道岔钢轨廓形。r/>[0012]本专利技术的技术效果如下：
[0013](1)提出了道岔钢轨廓形的参数化方法，能够考虑道岔区钢轨的动态组合廓形；
[0014](2)基于代理模型模拟了道岔真实服役性能；
[0015](3)采用多目标进化算法对铁路道岔变截面钢轨廓形进行自动、智能优化，无需依赖设计人员经验。
附图说明
[0016]图1为现有技术中尖轨打磨受限区的示意图；
[0017]图2为现有技术中心轨打磨受限区的示意图；
[0018]图3为实施例1中一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法的流程图。
具体实施方式
[0019]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本专利技术进行解释而并非限定。
[0020]实施例1
[0021]如图1所示，本实施例提供了一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法，其包括以下步骤：
[0022]一、对铁路道岔钢轨廓形进行参数化处理；
[0023]二、建立钢轨廓形与道岔服役性能的映射关系；
[0024]三、多目标优化。
[0025]步骤一中，由于道岔钢轨廓形由多段曲线构成，无法找到统一的数学表达式，不利于后续优化工作的进行，因此，基于NURBS理论建立道岔钢轨廓形参数化模型，根据有限个变量确定任意形状的钢轨廓形。
[0026]步骤二中，由于道岔钢轨廓形与其服役性能之间存在强非线性关系，以服役性能作为目标函数时无法直接对其进行优化求解，通过大量训练样本建立了道岔廓形与道岔服役性能的Kriging代理模型，建立打磨目标廓形与道岔服役性能之间的关系，打磨目标廓形为决策变量，道岔服役性能为目标函数。
[0027]步骤三中，以Kriging代理模型作为目标函数，采用多目标进化算法MOPSO(多目标粒子群算法)对相应的评价指标进行优化，即可得到服役性能更优的道岔钢轨廓形。
[0028]得到服役性能更优的道岔钢轨廓形后，取打磨道岔型面样件，进行试验验证，通过开展现场打磨作业并进行动力学测试，得到车辆过岔动态响应，通过滚振试验台验证，输出道岔型面集合特征变化，然候得出评估优化结果，从而为高速道岔区钢轨打磨廓形优化提供指导。
[0029]本专利技术提出了道岔钢轨廓形的参数化方法，能够考虑道岔区钢轨的动态组合廓形；本专利技术基于代理模型模拟了道岔真实服役性能；本专利技术采用多目标进化算法对铁路道岔变截面钢轨廓形进行自动、智能优化，无需依赖设计人员经验。
[0030]以上示意性的对本专利技术及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本专利技术的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本专利技术创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法，其特征在于：包括以下步骤：一、对铁路道岔钢轨廓形进行参数化处理；二、建立钢轨廓形与道岔服役性能的映射关系；三、多目标优化。2.根据权利要求1所述的一种铁路道岔钢轨打磨廓形优化方法，其特征在于：步骤一中，基于NURBS理论建立道岔钢轨廓形参数化模型，根据有限个变量确定任意形状的钢轨廓形。3.根据权利要求2所述的一种铁路道岔钢轨打磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，徐井芒，方嘉晟，陈嵘，王树国，李文博，安博洋，赖军，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司中铁宝桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：