基于FRFT的高速列車安全性態(tài)評估數(shù)據(jù)特征分析.pdf

1、隨著我國高鐵技術(shù)的飛速發(fā)展，列車車輛的速度也在不斷提高，而在列車速度提高的同時也惡化了列車的動態(tài)環(huán)境，使得列車的輪軌作用力增加、各個部件的振動和蛇行運動加劇。同時隨著列車服役時間的增加，列車零部件磨損加快導(dǎo)致其性能參數(shù)快速蛻變，嚴(yán)重影響了列車的運行品質(zhì)。因此如何提取高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效特征，并快速準(zhǔn)確的估計出高速列車安全服役性能，已成為目前高速列車安全預(yù)警領(lǐng)域亟待解決的問題。
　　 高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)具有非線性和非平穩(wěn)性，分?jǐn)?shù)階

2、傅里葉變換(Fractional Fourier Transform，F(xiàn)RFT)是傅里葉變換的一種推廣形式，能夠同時表征信號的時域和頻域信息，在非平穩(wěn)信號處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。因此本文采用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換提取信號的分?jǐn)?shù)域特征，并運用分?jǐn)?shù)域特征實現(xiàn)列車運行狀態(tài)的評估，主要研究工作如下:
　　 分析了短時傅里葉變換、小波變換、魏格納-威利分布(WVD)和Randon-Wigner分布等經(jīng)典時頻分析方法的優(yōu)缺點，并深入研究了新時頻分

3、析方法分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的基本原理和相關(guān)理論知識。提取高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)的分?jǐn)?shù)域特征，首先對高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階傅里葉變換，將數(shù)據(jù)變換到分?jǐn)?shù)階傅里葉空間，然后對變換后的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行側(cè)面投影，得到不同分?jǐn)?shù)階下的信號峰值曲線，最后計算峰值曲線的統(tǒng)計特征。
　　 研究了高速列車轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)和相關(guān)動力學(xué)分析。運用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換提取高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)特征，研究速度對仿真數(shù)據(jù)各個工況特征分布情況的影響。對所有通道單一工況的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真

4、，并運用支持向量機對四種單一工況進(jìn)行分類，通過分析不同通道不同速度下四種工況的識別率情況，統(tǒng)計出對各個工況具有較好分類效果的通道。對試驗監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真和分類統(tǒng)計，進(jìn)一步驗證通道和特征的有效性。
　　 通過比較兩種單一工況及其混合工況在橫向和垂向上的特征分布情況，來探討了多故障工況與單一工況之間的關(guān)聯(lián)。對參數(shù)漸變工況進(jìn)行仿真，研究列車從原車正常變化到三種完全故障過程中的特征分布情況。
　　 綜上所述，本文運用分?jǐn)?shù)階傅里葉