系統(tǒng)總結(jié)了列車(chē)運(yùn)行引起環(huán)境振動(dòng)的各類(lèi)預(yù)測(cè)方法及其不確定性問(wèn)題,梳理了初步預(yù)測(cè)、確認(rèn)預(yù)測(cè)和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)3個(gè)預(yù)測(cè)等級(jí)內(nèi)各種方法和模型近10年來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r;討論了模型輸入?yún)?shù)的隨機(jī)不確定性,包括車(chē)輛之間差異、輪軌磨耗以及預(yù)測(cè)模型中輸入地層參數(shù)等帶來(lái)的不確定性;根據(jù)新的測(cè)試結(jié)果分析了車(chē)輪和鋼軌磨耗狀態(tài)對(duì)地鐵振動(dòng)源強(qiáng)不確定性的影響。研究結(jié)果表明:機(jī)器學(xué)習(xí)方法和地層傳遞函數(shù)解析法可用于初步預(yù)測(cè)階段;用于確認(rèn)預(yù)測(cè)的各類(lèi)數(shù)值和解析模型日益完善,預(yù)測(cè)效率日益提高,但考慮車(chē)輪和鋼軌磨耗發(fā)展的輪軌激勵(lì)輸入方法仍有待進(jìn)一步完善,仍需進(jìn)一步發(fā)展振動(dòng)傳遞路徑清晰且可用于工程預(yù)測(cè)的建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型;精準(zhǔn)預(yù)測(cè)需要發(fā)展混合預(yù)測(cè)方法并研究其在地下線(xiàn)振動(dòng)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用;目前對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)性和預(yù)測(cè)方法可靠性的研究十分欠缺,絕大多數(shù)預(yù)測(cè)只能給出定值結(jié)果,無(wú)法考慮輪軌磨耗、養(yǎng)護(hù)管理水平和振動(dòng)在地層中傳播的不確定性;建議進(jìn)一步開(kāi)發(fā)具有遠(yuǎn)程智能離線(xiàn)采樣功能,并可在建筑結(jié)構(gòu)上長(zhǎng)期便捷安裝的小型振動(dòng)采集裝置,以便與機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)方法相結(jié)合,從而適應(yīng)未來(lái)智能化預(yù)測(cè)的發(fā)展要求;建議發(fā)展能夠描述鋼軌短波磨耗狀態(tài)等級(jí)和車(chē)輪不圓順等級(jí)的粗糙度譜,構(gòu)建完... 

【文章來(lái)源】：交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2020,20(03)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：16 頁(yè)

【部分圖文】：

列車(chē)引起環(huán)境振動(dòng)影響問(wèn)題涉及的子系統(tǒng)和研究?jī)?nèi)容

除了對(duì)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)公式的修正完善,更多學(xué)者近年來(lái)關(guān)注于對(duì)既有數(shù)據(jù)的挖掘和嘗試?yán)脵C(jī)器學(xué)習(xí)等方法構(gòu)建智能預(yù)測(cè)體系,以期在這一階段提高預(yù)測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度(圖2)。Paneiro等[12]提出了基于測(cè)試數(shù)據(jù)的多元線(xiàn)性回歸模型;Connolly等[13-14]利用機(jī)器學(xué)習(xí),考慮土的影響建立了適用于初步預(yù)測(cè)階段的針對(duì)高速鐵路環(huán)境振動(dòng)的預(yù)測(cè)模型,并基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度高于FTA經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)公式的快速預(yù)測(cè)模型ScopeRail;Chen等[15-16]引入支持向量機(jī)方法、Paneiro等[17-18]引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法解決列車(chē)環(huán)境振動(dòng)的預(yù)測(cè)問(wèn)題。另一種快速預(yù)測(cè)的嘗試是引入成層半空間地層的解析解,以便能更加準(zhǔn)確地考慮預(yù)測(cè)場(chǎng)地地層參數(shù)的輸入。吳宗臻等[19-20]基于車(chē)輛-軌道耦合模型的解析解和成層半空間的格林函數(shù)解析解,在忽略隧道空洞的情況下快速預(yù)測(cè)了自由場(chǎng)地的振動(dòng);Galvín等[21]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和土體的格林函數(shù)模型,提出了一種考慮多種參數(shù)的初步快速預(yù)測(cè)模型。

式中:Lv(xb)為建筑物內(nèi)點(diǎn)xb的振動(dòng)速度級(jí);C(xS,xb)為建筑物內(nèi)外兩點(diǎn)xb和xS間的振動(dòng)傳遞;LF(X)為道床上一列測(cè)點(diǎn)向量X的等效力密度級(jí);T(X,xS)為道床上一列測(cè)點(diǎn)向量X到建筑物外點(diǎn)xS的線(xiàn)源傳遞率級(jí)�；诹γ芏燃�(jí)和傳遞率級(jí)可解耦的假設(shè),Verbraken等[95-96]將數(shù)值方法引入FTA框架,明確提出了數(shù)值法求解力密度級(jí)(圖3)、數(shù)值法求解線(xiàn)傳遞率級(jí)和數(shù)值法修正錘擊點(diǎn)差異這3類(lèi)預(yù)測(cè)方法,并分析了不同錘擊位置、錘擊等效線(xiàn)源長(zhǎng)度、錘擊間距等對(duì)力密度級(jí)和線(xiàn)傳遞率級(jí)的影響。在此基礎(chǔ)上,Kuo等[97-98]進(jìn)一步考慮建筑物的振動(dòng)響應(yīng),將混合預(yù)測(cè)方法的使用工況具體分為既有建筑物鄰近新建鐵路和既有鐵路鄰近新建建筑物2種情況,并詳細(xì)討論了3種工況下土層條件、結(jié)構(gòu)存在與否和激勵(lì)點(diǎn)與建筑結(jié)構(gòu)距離等因素對(duì)建筑結(jié)構(gòu)與土體耦合損失計(jì)算結(jié)果的影響。Kouroussis等[99]參考FTA的詳細(xì)預(yù)測(cè)程序,結(jié)合實(shí)測(cè)線(xiàn)傳遞率級(jí)與車(chē)軌耦合模型獲得了輪軌接觸力密度級(jí)的混合模式,預(yù)測(cè)了自由場(chǎng)的振動(dòng)響應(yīng)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]交通荷載影響下土體振動(dòng)傳遞規(guī)律及預(yù)測(cè)方法研究[D]. 張?jiān)适?北京交通大學(xué) 2019
[2]地鐵列車(chē)曲線(xiàn)運(yùn)行車(chē)軌耦合解析模型及振源特性研究[D]. 杜林林.北京交通大學(xué) 2018
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[4]基于無(wú)限—周期結(jié)構(gòu)理論的車(chē)軌耦合及隧道—地層振動(dòng)響應(yīng)分析模型研究[D]. 馬龍祥.北京交通大學(xué) 2015

碩士論文
[1]曲線(xiàn)隧道內(nèi)地鐵列車(chē)運(yùn)行引起的地表振動(dòng)傳播規(guī)律研究[D]. 李昌.北京交通大學(xué) 2019
[2]激勵(lì)方式對(duì)地鐵浮置板軌道減振性能評(píng)價(jià)影響研究[D]. 秦沖.北京交通大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3270819