[發明專利]一種浮置板軌道鋼彈簧損傷定位識別方法

有效

• 申請號: 202011582783.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112613219B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 任娟娟;鄭健龍;歐成章;杜威;鄧世杰;劉偉;章愷堯;荀宇星;葉文龍;曾學勤
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學;西南交通大學;中鐵第六勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/27;G06N3/08;G06F119/02
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

本發明公開了一種浮置板軌道鋼彈簧損傷定位識別方法，本發明采用4個BP神經網絡分別對位移、曲率、應變及應變能4項損傷指標進行鋼彈簧損傷位置識別，獲取各個獨立的證據體，通過D?S證據融合理論對證據進行融合識別，從而實現神經網絡和證據理論的有機結合。本方法可有效提高鋼彈簧損傷位置的識別準確率，降低了識別過程的不確定性，在無砟軌道損傷識別領域具有一定的應用價值，有利于相關人員對軌道的快速檢修。

技術領域

本發明涉及浮置板軌道鋼彈簧損傷定位識別領域，具體涉及一種浮置板軌道鋼彈簧損傷定位識別方法

背景技術

截止到2020年9月，我國內地41個城市已開通運營了超過7000公里的城市軌道交通線路，其中地鐵占比約77％。為緩解地鐵運行過程中產生的振動與噪聲，浮置板軌道作為一種有效的減振降噪結構已在國內外地鐵中得到大量應用。浮置板軌道按照支撐條件不同主要分為橡膠支座浮置板軌道和鋼彈簧浮置板軌道兩種，其中鋼彈簧浮置板軌道隔振效果最好，可有效地減低軌道結構的振動與消除固體聲，適用于周圍建筑物如研究機構、醫院、博物館和音樂廳等隔振要求較高的線路地段。

隨著地鐵線路運營時間的增加，在重復列車荷載作用下，鋼彈簧隔振器可能出現失效，一旦鋼彈簧產生損傷，將造成軌道系統剛度均勻性和完整性下降，減振降噪能力隨之降低。研究表明鋼彈簧損傷會加劇軌道系統的動力響應，且隨隔振器數目增加影響更加顯著。然而，對于現澆式浮置板軌道，由于一塊浮置板布置的鋼彈簧數量較多，很難檢測到個別鋼彈簧的損傷情況，也就存在現有方法對浮置板軌道鋼彈簧損傷定位識別可靠度低的問題。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種浮置板軌道鋼彈簧損傷定位識別方法解決了現有方法對浮置板軌道鋼彈簧損傷定位識別可靠度低的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

提供一種浮置板軌道鋼彈簧損傷定位識別方法，其包括以下步驟：

S1、根據已知損傷狀態的鋼彈簧浮置板軌道建立有限元模型，獲取有限元模型中的位移模態、曲率模態、應變模態和應變能模態；

S2、將有限元模型中的位移模態、曲率模態、應變模態和應變能模態分別輸入4個BP神經網絡，對4個BP神經網絡進行訓練；

S3、根據訓練過程中4個BP神經網絡輸出的損傷狀態與實際損傷狀態的誤差對4個BP神經網絡進行反向傳播計算，更新4個BP神經網絡的參數，直至每個BP神經網絡的識別結果誤差小于等于設定值，得到訓練后的4個BP神經網絡；

S4、構建BP-D-S模型：將訓練后的4個BP神經網絡的輸出構造為4條證據體，采用D-S證據理論融合模型對4條證據體進行融合，融合結果為BP-D-S模型的輸出結果；

S5、獲取并將目標鋼彈簧浮置板軌道上的位移模態、曲率模態、應變模態和應變能模態作為BP-D-S模型的輸入，得到BP-D-S模型的輸出；

S6、根據輸入BP-D-S模型的數據的采集位置獲取識別位置，根據BP-D-S模型的輸出完成浮置板軌道鋼彈簧損傷識別。

進一步地，步驟S2中每個BP神經網絡均包括依次連接的輸入層、隱含層和輸出層；其中：

隱含層的輸出為：

輸出層的輸出為：

誤差為：