【技术实现步骤摘要】
本申请涉及桥梁安全，尤其涉及一种船桥碰撞下列车脱轨概率分析方法、电子设备和存储介质。
技术介绍
1、近年来，船舶碰撞跨航道铁路桥梁的事故时有发生，铁路桥梁一旦遭受船舶撞击，轻则导致桥面变形和振动，影响铁路正常服役安全，重则造成列车脱轨，严重危害生命财产安全。因此，准确得到铁路桥梁在船舶撞击作用下的脱轨概率，对高速铁路桥梁列车的安全运营至关重要。
2、在实现本申请过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
3、目前，针对跨航道铁路桥梁列车脱轨概率问题的研究主要有两种实现方法：
4、一、蒙特卡罗模拟法：该模拟方法的基本思想是大数定律，即当大量重复某一实验时，最后的得到的频率会无限接近事件概率，在实际模拟中，只要样本的数目足够大，就可以认为事件发生的频率是事件发生的概率。采用蒙特卡罗模拟法来估计列车脱轨事件这类小失效概率时，需要极大的样本数目，所需时间成本大，计算效率低，难以为工程人员所接受。
5、二、极值概率密度演化法：该方法基于概率密度演化的基本思想，通过构造一个虚拟随机过程，使得随机结构动力反应的极值为该虚拟随机过程的截口随机变量，然后采用概率密度演化方法，建立概率密度演化方程并求解随机结构动力反应的极值分布。极值概率密度演化法一般是建立在外部激励已经发生的条件下来对脱轨概率进行探讨，没有考虑到外部激励发生的概率。
6、现有的列车脱轨概率计算方法缺乏对船撞作用下列车脱轨概率的深入研究，以至于船桥碰撞下的列车运行安全分析结果与实际情况不相符，进而导致列车脱轨概率的
7、因此需要一种船桥碰撞下列车脱轨概率分析方法、电子设备和存储介质，以至少部分地解决上述技术问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请提供了一种船桥碰撞下列车脱轨概率分析方法、电子设备和存储介质，获得的列车脱轨概率更符合实际状况。
2、本申请的第一方面提供了一种船桥碰撞下列车脱轨概率分析方法，该分析方法包括以下步骤：
3、获取按照预设分级方式处理后形成的每一级船舶撞击桥梁的概率；
4、基于船桥碰撞有限元模型，获取不同分级船速和所形成的每一级船舶的船舶吨位交叉组合下的船桥碰撞时程力；
5、基于列车-轨道-桥梁耦合模型，获得脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力；
6、基于所获得的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力的各自的极值，确定每一级船舶撞击桥梁下列车脱轨概率；
7、调用船桥碰撞时列车在桥上行车概率，确定每一级船舶撞击下行车脱轨子概率；
8、确定船桥碰撞下列车脱轨总概率。
9、在本申请的一些实施例中，所述按照预设分级方式处理，具体是指：
10、根据实际航道信息对船舶按照船舶吨位进行分级。
11、在本申请的一些实施例中，所述获取按照预设分级方式处理后所形成的每一级船舶撞击桥梁的概率，包括：
12、基于船舶撞击桥梁概率计算模型，获得第i级船舶撞击桥梁的概率po，i；po，i＝(ni)(pai)(pgi)
13、其中，i＝1，2，...j，j表示船舶吨位分级的数量，ni表示第i类船舶的通行量，pai表示第i类船舶的偏航概率，pgi表示第i类船舶偏航后撞上桥梁的可能性大小几何概率。
14、在本申请的一些实施例中，所述基于所获得的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力的各自的极值，确定每一级船舶撞击桥梁下列车脱轨概率，包括：
15、将所获得的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力的各自的极值与相对应的设定标准值进行比对，确定脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力的极值中一个及以上超限并取90％至95％的保证率的事件个数；
16、调用每一级船舶撞击桥梁的事件个数，确定第i级船舶撞击桥梁下列车脱轨概率
17、其中，di表示脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力的极值中一个及以上超限并取90％至95％的保证率对应的事件，bi表示第i级船舶撞击桥梁事件。
18、在本申请的一些实施例中，所述确定每一级船舶撞击下行车脱轨子概率，具体是指：
19、第i级船舶撞击下行车脱轨子概率
20、其中，pt表示船桥碰撞时列车在桥上行车概率。
21、在本申请的一些实施例中，所述基于列车-轨道-桥梁耦合模型，获得脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力，包括：
22、根据跨航道铁路桥梁列车过桥时实际运行速度统计分析结果，将选取的设定列车过桥速度分别输入列车-轨道-桥梁耦合模型；
23、将所获得的船桥碰撞时程力作为外部激励输入列车-轨道-桥梁耦合模型；
24、列车-轨道-桥梁耦合模型经过仿真计算后输出脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力。
25、在本申请的一些实施例中，所述设定列车过桥速度包括列车过桥最小速度、列车过桥最大速度和列车过桥最频繁速度。
26、在本申请的一些实施例中，所述船桥碰撞有限元模型包括桥梁子系统与船舶子系统，桥梁子系统按照实际桥址信息进行足尺实体建模，船舶子系统的撞击船舶选型与船撞速度根据实际通航信息建模；其中，撞击船舶选型包括驳船和轮船，船撞速度包括实际航道中最大吨位船舶的一般行驶速度和通航流量最大船舶的一般行驶速度。和/或
27、所述获取不同分级船速和所形成的每一级船舶的船舶吨位交叉组合下的船桥碰撞时程力，包括：
28、将每一级船速和每一级船舶的船舶吨位交叉组合后形成的数据分别输入船桥碰撞有限元模型；
29、船桥碰撞有限元模型通过有限元数值仿真计算得到相应船桥碰撞时程力。
30、本申请的第二方面提供了一种电子设备，该电子设备包括：
31、存储器，用于存储计算机可执行指令；
32、处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机可执行指令时，实现上述实施例所述的分析方法。
33、本申请的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时，实现上述实施例所述的分析方法。
34、根据本申请实施例的分析方法，采用船舶分级的方式分别计算每一级船舶撞击作用下的列车脱轨概率，相比于仅采用基于确定性思路且带有主观性的规范推荐数据，更具准确性和计算高效性；基于全概率计算方法，对船桥碰撞的概率和船桥碰撞时列车在桥上行车概率加以考虑，计算全过程下的列车脱轨概率，使得外部激励的发生概率得以体现，拟合精度更高，计算得到的列车脱轨概率与实际工程状况更相符。
35、本申请的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本申请的实践而获知。本申请的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
36、本领域技术人员将会理解的是，能够用本申本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种船桥碰撞下列车脱轨概率分析方法，其特征在于，所述分析方法包括：
2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述按照预设分级方式处理，具体是指：
3.根据权利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述获取按照预设分级方式处理后所形成的每一级船舶撞击桥梁的概率，包括：
4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述基于所获得的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力的各自的极值，确定每一级船舶撞击桥梁下列车脱轨概率，包括：
5.根据权利要求4所述的分析方法，其特征在于，所述确定每一级船舶撞击下行车脱轨子概率，具体是指：
6.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述基于列车-轨道-桥梁耦合模型，获得脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力，包括：
7.根据权利要求6所述的分析方法，其特征在于，所述设定列车过桥速度包括列车过桥最小速度、列车过桥最大速度和列车过桥最频繁速度。
8.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述船桥碰撞有限元模型包括桥梁子系统与船舶子系统，桥梁子系统按照实际桥址信息进行足尺
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令被处理器执行时，实现权利要求1至8任一项所述的分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种船桥碰撞下列车脱轨概率分析方法，其特征在于，所述分析方法包括：
2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述按照预设分级方式处理，具体是指：
3.根据权利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述获取按照预设分级方式处理后所形成的每一级船舶撞击桥梁的概率，包括：
4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述基于所获得的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力的各自的极值，确定每一级船舶撞击桥梁下列车脱轨概率，包括：
5.根据权利要求4所述的分析方法，其特征在于，所述确定每一级船舶撞击下行车脱轨子概率，具体是指：
6.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述基于列车-轨道-桥梁耦合模型，获得脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向...
【专利技术属性】
技术研发人员：张景峰，彭洋鹏，雒嘉鑫，崔畅滏，李晨涛，张先文，马捷，白宝祥，李鹏羽，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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