1.一种可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成方法,其特征在于,包括:确定无缝线路工点位置,并获取当地环境温度数据;利用经验小波分解算法分离出环境温度的年周期信号及日周期信号;基于规范标准,得到钢轨温度的年周期信号极值温度、均值温度及升降温幅值,通过公式拟合得到循环荷载的年温度成分;基于规范标准,得到钢轨温度的日极值温度曲线;根据地理位置,计算升、降温时长及其起始时刻,得出升、降温阶段公式,结合日极值温度特征计算日温度成分;将年温度成分和日温度成分叠加起来,形成完整的长期循环温度荷载。
2.根据权利要求1所述的可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成方法,其特征在于,年周期信号为使用经验小波变换得到的第一阶本征模态分类,即低频的温度信号,日周期信号为剔除低频年周期信号及高频噪声后的其他本征模态分量叠加得到的温度信号。
3.根据权利要求1所述的可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成方法,其特征在于,基于规范标准,得到钢轨温度的年周期信号极值温度、均值温度及升降温幅值,通过公式拟合得到循环荷载的年温度成分,包括:根据《铁路无缝线路设计规范》,由环境温度年周期信号极大值T ya,max 加20℃得到钢轨温度年周期信号极大值T y,max ;而环境温度年周期信号极小值T ya,min 与钢轨温度年周期信号极小值相等,直接赋值T y,min ;钢轨温度年周期信号极值T y,max 与T y,min 得到年周期轨温均值 及升降温幅度ΔT y =T y,max -T y,min ;根据温度信号采样频率,确定三角函数拟合公式的角频率;使用三角函数变换公式对傅里叶级数表达式进行化简,得到钢轨温度年周期信号的一阶傅里叶级数表达。
4.根据权利要求1所述的可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成方法,其特征在于,钢轨温度日温度特征计算,包括以下步骤:根据环境温度的日周期信号{T da }计算得到单日温度极值,包括单日温度极大值{T da,max }与极小值{T da,min };依据《铁路无缝线路设计规范》,由环境温度的单日极大值{T da,max }统一增加20℃得到钢轨温度的单日极大值{T d,max },而极小值则保持不变{T d,min }={T da,min };由钢轨温度单日极值{T d,max }、{T d,min },计算分别得到钢轨温度单日极大值的均值 变化幅度ΔT d,max ,以及单日极小值的均值 变化幅度ΔT d,min 。
5.根据权利要求4所述的可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成方法,其特征在于,得到钢轨温度的日温度成分,包括以下步骤:结合确定的工点具体地理位置,查询当地经纬度确定纬度α,计算由观测年份1月1日算起的第n日太阳直射点纬度β,最后计算该地升、降温时长t h (n)、t c (n);代入钢轨温度升、降温时长及起始时刻,得到单日钢轨温度升、降温公式;结合得到钢轨温度单日极值的均值 与变化幅度ΔT d,max 、ΔT d,min ,对钢轨温度单日极大值,以及单日极小值分别进行拟合;将钢轨温度单日极大值、极小值变化曲线代入单日升、降温公式,得到钢轨温度的日温度成分。
6.根据权利要求5所述的可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成方法,其特征在于,将年温度成分及日温度成分叠加得到最终的温度荷载曲线,并根据计算需求将其在时间序列上进行循环、截断操作,建立长期循环温度荷载模式。
7.一种可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成系统,其特征在于,包括:获取模块,用于确定无缝线路工点位置,并获取当地环境温度数据;分离模块,用于利用经验小波分解算法分离出环境温度的年周期信号及日周期信号;拟合模块,用于基于规范标准,得到钢轨温度的年周期信号极值温度、均值温度及升降温幅值,通过公式拟合得到循环荷载的年温度成分;基于规范标准,得到钢轨温度的日极值温度曲线;计算模块,用于根据地理位置,计算升、降温时长及其起始时刻,得出升、降温阶段公式,结合日极值温度特征计算日温度成分;叠加模块,用于将年温度成分和日温度成分叠加起来,形成完整的长期循环温度荷载。
8.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,实现如权利要求1-6任一项所述的可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成方法。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述处理器和所述存储器相互通信,所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令执行如权利要求1-6任一项所述的可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器以及计算机程序;其中,处理器与存储器连接,计算机程序被存储在存储器中,当电子设备运行时,所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序,以使电子设备执行实现如权利要求1-6任一项所述的可应用于时程分析的无缝线路长期循环温度荷载模式形成方法的指令。