一种无砟轨道温度梯度预警方法及相关设备技术

本发明专利技术公开了一种无砟轨道温度梯度预警方法及相关设备，所述方法包括：获取环境温度、太阳辐射、风速、湿度、降雨量和轨道结构内部温度；计算基于轴力的无砟轨道温度梯度阈值和基于位移的无砟轨道温度梯度阈值；将PSO算法和最佳核函数的SVM分类预警模型联合构建和优化得到最优的无砟轨道温度梯度分类预警模型；根据所述两种无砟轨道温度梯度阈值，将环境温度、太阳辐射、风速、湿度、降雨量和轨道结构内部温度输入所述最优的无砟轨道温度梯度预警模型，以输出轨道结构温度梯度分类预警结果。本发明专利技术以基于轴力和位移设定无砟轨道的竖向温度梯度阈值为分类标准，实现对无砟轨道温度梯度分类预警，提升了无砟轨道温度梯度预警的准确度。准确度。准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种无砟轨道温度梯度预警方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种无砟轨道温度梯度预警方法、系统、终端及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]CRTSⅡ型板式无砟轨道是我国高速铁路的一种重要的无砟轨道结构形式，温度荷载是其重要的荷载之一。CRTSⅡ型板式无砟轨道结构长期暴露于大气环境中，受到环境温度、太阳辐射、风速、湿度、降雨等多种气象因素的直接影响，白天太阳辐射强度大，环境温度高，结构表面升温快，逐渐形成上冷下热的正温度梯度分布；夜间轨道结构温度分布主要受到环境温度、风速和湿度的影响，形成上热下冷的负温度梯度分布，正负温度梯度交替作用容易引起轨道竖向多层结构界面伤损，从而导致轨道板上拱离缝等病害，严重影响到线路的安全性和平顺性。因此，建立外界环境因素与轨道结构温度梯度的关联关系，并对轨道板温度梯度设定合理有效的预警阈值，实现轨道结构病害的温度预警，对保障CRTSⅡ型板式无砟轨道正常服役性能具有重要的指导意义。
[0003]目前无砟轨道结构设计中所选取温度梯度多参考国内外相关铁路轨道结构、公路沥青路面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无砟轨道温度梯度预警方法，其特征在于，所述无砟轨道温度梯度预警方法包括：获取环境温度、太阳辐射、风速、湿度、降雨量和轨道结构内部温度；计算基于轴力的无砟轨道温度梯度阈值和基于位移的无砟轨道温度梯度阈值；构建四种核函数的无砟轨道温度梯度SVM分类预警模型，将所述环境温度、所述太阳辐射、所述风速、所述湿度、所述降雨量和所述轨道结构内部温度输入所述四种核函数的无砟轨道温度梯度SVM分类预警模型，根据输出轨道结构温度梯度分类预警结果，选定最佳核函数的SVM分类预警模型；将PSO算法和最佳核函数的SVM分类预警模型联合构建和优化得到最优的无砟轨道温度梯度预警模型；根据所述基于轴力的无砟轨道温度梯度阈值或者所述基于位移的无砟轨道温度梯度阈值，将所述环境温度、所述太阳辐射、所述风速、所述湿度、所述降雨量和所述轨道结构内部温度输入所述最优的无砟轨道温度梯度预警模型，以输出轨道结构温度梯度分类预警结果。2.根据权利要求1所述的无砟轨道温度梯度预警方法，其特征在于，所述无砟轨道温度梯度预警方法还包括：预先计算得到无砟轨道温度梯度阈值，所述无砟轨道温度梯度阈值用于所述无砟轨道温度梯度预警模型在输出轨道结构温度梯度分类预警结果时进行对比。3.根据权利要求1所述的无砟轨道温度梯度预警方法，其特征在于，所述无砟轨道为竖向多层混凝土结构，包括钢轨、扣件、轨枕、轨道板、砂浆层和底座板，计算轨道板与底座板之间的温度梯度，所述温度梯度为轨道板和底座板之间温度差与距离的比值；计算温度梯度：其中，T
g
表示温度梯度，T
s
表示轨道板温度，T
b
表示底座板温度，
△
x表示轨道板和底座板之间的距离。4.根据权利要求2所述的无砟轨道温度梯度预警方法，其特征在于，所述无砟轨道温度梯度阈值包括基于轴力的无砟轨道温度梯度阈值；计算基于轴力的无砟轨道温度梯度阈值：F
N
＝EAαΔT；
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，F
N
表示作用在无砟轨道内部的轴力，E表示无砟轨道弹性模量，A表示无砟轨道横截面积，α表示线膨胀系数，ΔT表示无砟轨道结构温度差；计算轨道板顶部和轨道板底部的温度差：
△
T1＝T1‑
T2，其中，T1表示轨道板顶部温度，T2表示轨道板底部温度；计算轨道板顶部与轨道板底部的温度梯度阈值：T
g1
＝
△
T1/
△
x1，其中，
△
x1表示轨道板顶部到轨道板底部之间的距离；计算轨道板底部和砂浆层底部的温度差：
△
T2＝T2–
T3，其中，T2表示轨道板底部温度，T3表示砂浆层底部温度；
计算轨道板底部和砂浆层底部的温度梯度阈值：T
g2
＝
△
T2/
△
x2，其中，
△
x2表示轨道板底部和砂浆层底部之间的距离；计算砂浆层底部和底座板中部的温度差：
△
T3＝T3–
T4，其中，T3表示砂浆层底部温度，T4表示底座板中部温度；计算砂浆层底部和底座板中部的温度梯度阈值：T
g3
＝
△
T3/
△
x3，其中，
△
x3表示砂浆层底部和底座板中部之间的距离；计算砂浆层底部和底座板底部的温度差：
△
T4＝T3–
T5，其中，T3表示砂浆层底部温度，T5表示底座板底部温度；计算砂浆层底部和底座板底部的温度梯度阈值：T
g4
＝
△
T4/
△
x4，其中，
△
x4表示砂浆层底部和底座板底部之间的距离。5.根据权利要求2所述的无砟轨道温度梯度预警方法，其特征在于，所述无砟轨道温度梯度阈值包括基于位移的无砟轨道温度梯度阈值；计算基于位移的无砟轨道温度梯度阈值：ΔL＝LαΔT；
ꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，ΔL表示形变，L表示轨道板长度，α表示线膨胀系数，ΔT表示无砟轨道结构温度差；计算轨道板顶部和轨道板底部的温度差：
△
T1＝T1‑
T2，其中，T1表示轨道板顶部温度，T2表示轨道板底部温度；计算轨道板顶部与轨道板底部的温度梯度阈值：T
g1
＝
△
T1/...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锐，袁文豪，周锋，徐礼祯，杜彦良，姬伟业，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：