结构材料与部件力学
研究 UHPC、钢纤维及再生材料混凝土轨枕、CNT 自感知与聚氨酯管自修复方案，以及钢制及复合轨枕、扣件和木结构加固。
足尺试验 · 有限元 · 纤维复合材料加固博士研究生 · 格罗宁根大学
QS 2027 第157 · U.S. News 2026–2027 第77 ↗韩笑东
Xiaodong Han
面向学术与工业岗位机会
铁路结构与材料 · 车辆–轨道动力学 · 智能监测
我的研究涵盖混凝土轨枕（UHPC、钢纤维、再生材料、CNT 自感知及聚氨酯管自修复）、木结构加固、车–轨动力学、振动测量、状态反演与智能感知；当前还关注钢轨波磨、多模态道床评估与物理约束学习。
项同行评议成果1715 篇期刊论文 · 2 篇会议论文
研究视角跨尺度材料、轨道部件与车–轨系统
项铁路专利2面向道岔轨枕加固与监测
研究
研究方向
从结构材料与轨道部件，延伸到感知测量、系统动力学与状态反演。
智能感知与振动测量
研究轴箱与轨旁振动、相机非接触测量和智能钢轨感知，并探索 GPR 与振动信息联合评估道床状态。
时–频分析 · 视频追踪 · 多模态感知动力学、状态反演与机理
利用车–轨模型与卡尔曼滤波研究不平顺和支承刚度反演，并开展波磨机理与物理约束学习研究。
车–轨耦合 · 系统辨识 · 物理约束研究专题
按研究主题梳理已发表工作与当前探索，点击展开研究内容及相关论文。
动力学、状态反演与波磨机理
轨道不平顺与支承刚度反演已发表研究
建立车辆–轨道动力学模型，结合模型更新、双卡尔曼滤波与扩展卡尔曼滤波，从车载或固定轨旁响应中估计轨道几何及支承状态。其中，轨旁 EKF 方法通过数值算例评估性能。
车–轨动力学 · 模型更新 · 双 KF / EKF
钢轨波磨机理与波长选择在研方向
波磨监测、维护与复发综述撰写中
物理约束学习与连续不平顺重建在研方向
探索将空间不平顺的神经网络表示与车辆–轨道动力学约束结合，从振动观测中重建连续轨道不平顺。目前推进模型开发与对照研究，独立验证仍需完成。
神经网络表示 · 动力学约束 · 连续测量窗反演
查看当前工作 ↓感知、测量与状态监测
轴箱加速度与桥梁过渡区动力响应已发表研究
基于实测轴箱加速度，比较有砟轨道与桥梁过渡区的时–频响应特征，研究不同区段的动力响应差异。
现场测量 · 轴箱加速度 · 时–频分析
相机非接触振动测量已发表研究
结合 Transformer CoTracker 视频追踪与动态模态分解，研究利用图像获取结构振动响应和动力特征的方法。
视频追踪 · CoTracker · 动态模态分解
智能感知钢轨已发表综述
在已发表综述中整理和比较钢轨传感技术、监测对象及应用条件，讨论测量解释与实际使用中的限制。
钢轨感知 · 光纤传感 · 技术综述
GPR 与振动融合的道床评估在研方向
结构材料、部件性能与加固
UHPC、钢纤维与再生材料混凝土轨枕已发表研究
通过试验与数值研究，考察超高性能混凝土（UHPC）、非预应力钢纤维混凝土及再生材料轨枕的受力性能。
UHPC · 钢纤维混凝土 · 再生材料 · 力学试验
CNT 自感知混凝土轨枕与空吊缺陷识别已发表研究
参与 CNT 自感知混凝土轨枕的试验与数值研究，分析轨枕空吊缺陷下的响应变化与支承状态识别。
CNT 混凝土 · 自感知 · 轨枕空吊
聚氨酯管自修复混凝土轨枕已发表研究
研究采用不同尺寸聚氨酯管方案的自修复混凝土轨枕，开展构造研发与性能评估。
自修复混凝土 · 聚氨酯管 · 性能评估
钢制道岔枕与复合轨枕扣件已发表研究
结合试验与有限元分析，研究钢制道岔枕，以及纤维增强发泡聚氨酯（FFU）复合轨枕扣件系统的力学响应。
钢制道岔枕 · FFU · 扣件系统 · 有限元
纤维复合材料加固与木结构已发表研究
研究 GFRP 及碳纤维织物加固木枕的性能，并在早期合作研究中考察复合加固方形木柱的偏心受压行为。
GFRP / CFRP · 木枕加固 · 木柱偏心受压
学术与工程价值
学术研究
研究材料性能、部件响应、系统动力与可测信息之间的联系。
- 力学试验与数值建模
- 模型约束下的状态反演
- 依据验证范围解释测量结果
工程应用
面向轨道检测、部件评估与维护研究，发展测量、建模和诊断方法。
- 轨枕、扣件与加固方案评估
- 车载、轨旁与非接触监测
- 轨道几何与道床状态诊断
论文
学术成果
共 17 项同行评议成果，包括 15 篇期刊论文和 2 篇会议论文，覆盖铁路状态估计、振动测量与轨道部件力学。已用期刊版本替换早期预印本，避免重复计数。
研究亮点
以试验装置、现场测量、反演流程与感知原理图，展示不同阶段和方向的研究工作。
Journal of Railway Science and Technology · 2026
GFRP 加固木枕
通过布设力与位移传感器的三点弯曲试验，评估 GFRP 包覆对木枕抗弯响应的影响。
作者稿 · 图6
Engineering Structures · 2026
轨旁测量反演轨道不平顺
利用扩展卡尔曼滤波，从固定钢轨或轨枕测点的响应中估计轨道不平顺，并通过数值算例评估性能。
作者稿 · 图1
Journal of Rail and Rapid Transit · 2026
智能感知钢轨
综述示意图将光纤布置位置与钢轨截面、中性轴及车轮通过时的弯曲响应联系起来。
作者稿 · 图3
Engineering Structures · 2026
轨道状态联合估计
双滤波框架将轨道几何估计与基于共振特征的支承刚度更新耦合。
Sensors · 2024
相机非接触振动测量
在试验梁视频中追踪测点运动，结合 CoTracker 与动态模态分解开展振动分析。
期刊论文 · 测点追踪示例
Construction and Building Materials · 2025
超高性能混凝土（UHPC）轨枕试验
利用布设加速度测点的轮对落轮装置，测量有砟轨道试验结构中钢轨与轨枕的动力响应。
期刊论文 · 试验装置
Construction and Building Materials · 2022
钢制道岔枕受力试验
通过加载千斤顶、力传感器和位移计，记录钢制道岔枕横向阻力试验中的荷载–位移响应。
期刊论文 · 横向阻力试验
Construction and Building Materials · 2023
CNT 自感知混凝土轨枕
合作研究的原图展示了电极布置、混凝土浇筑、养护与成品等自感知轨枕制作环节。
Siahkouhi 等 · 图4
Measurement Science and Technology · 2025
轴箱测量与路桥过渡区实测工况
原论文示意图标出轴箱测量位置，以及路堤有砟轨道和路桥过渡区两类实测试验工况。
Han 等 · 图9 · CC BY 4.0
同行评议成果
17 项2026查看论文 ↗2026查看论文 ↗2026查看论文 ↗2026查看论文 ↗2025查看论文 ↗2025查看论文 ↗2025查看论文 ↗2025查看论文 ↗2025查看论文 ↗2024查看论文 ↗2024查看论文 ↗2023查看论文 ↗2023查看论文 ↗2022查看论文 ↗2022查看论文 ↗2022查看论文 ↗2021查看论文 ↗
GFRP 加固木质铁路轨枕的静、动力性能：试验与数值分析
基于轨旁测量、车–轨模型与扩展卡尔曼滤波策略的轨道不平顺估计
智能感知钢轨：铁路状态监测的方案、应用与挑战
基于双卡尔曼滤波与车–轨动力模型的有砟轨道不平顺和刚度联合估计
超高性能混凝土轨枕力学行为试验分析
铁路系统轴箱加速度时–频分析：有砟轨道与桥梁过渡段试验研究
基于二维列车–轨道多自由度动力模型的有砟轨道刚度不均匀模型更新框架
非预应力钢纤维混凝土轨枕试验研究
悬空缺陷下自感知智能混凝土轨枕性能的试验与数值研究
基于 Transformer CoTracker 与动态模态分解的相机振动分析
利用再生材料提升铁路混凝土轨枕力学性能：试验与数值研究
采用不同尺寸聚氨酯管的自修复混凝土轨枕研发与性能评估
基于 CNT 自感知智能混凝土轨枕的有砟轨道悬空缺陷检测
纤维增强发泡聚氨酯复合轨枕扣件系统的试验与有限元评估
钢制道岔轨枕力学行为的试验与数值分析
利用碳纤维织物增强木质铁路轨枕力学性能：试验与数值研究
复合加固方形木柱偏心受压性能试验
专利
2 项铁路道岔轨枕相关专利。
钢轨道岔枕横向阻力加固结构
具备智能监测功能的钢轨道岔枕盖板
当前工作
在研方向
波磨机理与维护研究
结合仿真与现场响应评估，研究支承变化及波长选择；并通过综述梳理物理机理、监测、维护干预与复发证据。
多模态道床评估
联合研究 GPR、振动与辅助检测信息，解释道床内部结构与状态。
物理约束不平顺重建
将神经网络表示与车–轨动力学结合，从振动观测中重建连续空间不平顺。目前推进模型开发与对照研究，独立验证仍需完成。
以上为正在推进的研究，与已发表成果分列。各项工作的结论依据其具体试验或数值验证范围解释。
经历
经历
教育经历
博士，无损检测与结构健康监测
格罗宁根大学
硕士，铁路工程
北京交通大学
学士，土木工程（城市轨道工程）
北京交通大学
北京交通大学优秀硕士毕业生，2023
方法与工具
动力与反演
车–轨耦合、模型更新、双卡尔曼与扩展卡尔曼滤波
测量与信号
轴箱与轨旁振动、GPR、时–频分析、CoTracker 与动态模态分解
结构与材料
轨枕力学试验、复合材料加固、自感知与自修复研究
数值工具
ABAQUS、ANSYS、Simpack、RecurDyn、EDEM、Rocky DEM
学习与验证
物理约束、神经网络表示、参数研究与模型–测量对比
联系