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基于气象参数的轨道板竖向温度梯度预测模型
  • ISSN号:1000-565X
  • 期刊名称:《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:U213.2[交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中南大学土木工程学院,湖南长沙410075
  • 相关基金:高速铁路基础研究联合基金重点支持项目(U1334203);中国博士后科学基金资助项目(2014M552158);中国铁路总公司科技研究开发计划课题(2014T003-D)
中文摘要:

传统基于热力学的混凝土结构温度场分析方法存在着假设过多、参数取值困难、计算能耗过大的缺点.为研究轨道板竖向温度梯度分布规律,结合轨道板温度场的长期观测数据,建立误差反向传播的多层人工神经网络,选用易于取得的气象参数作为训练样本,对轨道板竖向温度梯度进行预测,并采用实测数据验证其准确性.在此基础上研究了日温差、日照时数和风速对轨道板竖向温度梯度的影响规律.研究表明:采用日温差、日平均风速和日照时数3种气象参数作为训练样本,所建立的4-16-1结构人工神经网络预测结果最大误差为2.0℃,平均相对误差为0.38%,可准确预测轨道板竖向温度梯度,且具有较好的鲁棒性;各气象参数与轨道板竖向温差之间存在着复杂的非线性映射关系,总体而言,日照越强,风速越高,轨道板竖向温度梯度越大;对我国中部地区而言,轨道板竖向温度梯度为-2~10℃.

英文摘要:

The traditional thermodynamics-based analysis methods of the temperature fields of concrete structures are characterized by too many assumptions and excessive energy consumption in calculation, and with these methods it is difficult to obtain parameter values. In order to know more about the vertical temperature gradient distribution in track plate, a multi-layer artificial neural network based on error back propagation is established by using the long-term observation data of the temperature field of track plate. Then, the meteorological parameters easy to be obtained are used as the training samples to predict the vertical temperature gradient of track plate, and the predic- tion accuracy is verified by the measured data. On this basis, the influences of the daily temperature difference, the sunshine hours and the wind speed on the vertical temperature gradient of track plate are discussed. The results show that ( 1 ) when the artificial neural network of a 4-16-1 structure is established with the daily temperature difference, the daily average wind speed and the sunshine hours as the training samples, the network has a strong robustness and can accurately predict the vertical temperature gradient of track plate with a maximum error of 2.0℃ and an average relative error of 0.38% ; (2) there is a complex nonlinear relationship between each meteorological parameter and the vertical temperature difference of track plate ; (3) generally speaking, the stronger the sunshine is and the higher the wind speed is, and the greater the vertical temperature gradient of track plate will be; and (4) the vertical temperature gradient of track plate is -2- 10℃ in the central region of China.

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期刊信息
  • 《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部科技司
  • 主办单位:华南理工大学
  • 主编:李元元
  • 地址:广州市天河区五山路华南理工大学17号楼
  • 邮编:510640
  • 邮箱:journal@scut.edu.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-565X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1251/T
  • 邮发代号:46-174
  • 获奖情况:
  • 本学报荣获1996年国家教委系统优秀科技期刊二等奖...,1999年荣获全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀...,2001年荣获广东省优秀期刊奖和广东省优秀科技期刊...,2004年获全国高校优秀科技期刊二等奖,2006年获首届教育部优秀科技期刊奖,2008年荣获第二届教育部优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:22954