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智能铁路钢轨维护系统砂轮损耗预测模型研究

目录

一、内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1铁路交通发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2钢轨维护系统的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3砂轮损耗预测模型研究的必要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

研究目的及任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.1研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2研究任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.3研究重点与难点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

二、智能铁路钢轨维护系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

智能铁路系统简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.1铁路系统的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.2智能铁路系统的特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

钢轨维护系统构成及功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1钢轨维护系统的主要构成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2钢轨维护系统的功能与作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

砂轮在钢轨维护系统中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.1砂轮的类型与选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2砂轮在钢轨维护中的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

三、砂轮损耗预测模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

砂轮损耗机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

1.1砂轮磨损的成因．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

1.2砂轮热裂及疲劳破坏机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

数据采集与预处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.1砂轮工作过程中的数据收集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.2数据预处理与特征提取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

预测模型建立方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.1基于机器学习的预测模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.2基于深度学习的预测模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.3混合型预测模型设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

四、模型优化与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

模型参数优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

1.1参数调整与优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

1.2超参数选择与优化过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

模型性能评估指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

2.1评估指标的选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

2.2性能评估结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

模型验证与实际应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

一、内容综述

随着铁路运输的快速发展，对铁路钢轨的质量和使用寿命提出了更高的要