基于運(yùn)營車輛的鋼軌不平順檢測(cè)及病害識(shí)別研究.pdf

1、為實(shí)現(xiàn)軌道交通高速度、高載荷、高密度的發(fā)展目標(biāo)，保障軌道交通的行車安全，就要加強(qiáng)對(duì)鋼軌健康狀態(tài)的管理和監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的鋼軌檢測(cè)方法主要依賴于軌檢車檢測(cè)，但是存在檢測(cè)周期長、費(fèi)用大等問題，已經(jīng)不能滿足當(dāng)今對(duì)鋼軌狀態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)性和實(shí)時(shí)性的要求?；谶\(yùn)營車輛的軌道不平順檢測(cè)系統(tǒng)由于效率高、檢測(cè)周期短、對(duì)正線運(yùn)營影響小等優(yōu)點(diǎn)，受到國內(nèi)外的高度重視。然而基于運(yùn)營車輛的鋼軌檢測(cè)方式上有一些技術(shù)問題需要解決，例如尚沒有統(tǒng)一的鋼軌超限檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)鋼軌病害的

2、研究甚少等。針對(duì)此情況，本文提出了一種基于運(yùn)營車輛的軌道不平順檢測(cè)系統(tǒng)超限等級(jí)管理標(biāo)準(zhǔn)制定方法，研究了基于檢測(cè)加速度的鋼軌健康狀況監(jiān)測(cè)和表面病害的各種識(shí)別方法，為鋼軌不平順檢測(cè)及病害識(shí)別提供了新思路。
　　本文主要研究成果及技術(shù)手段簡述如下:
　　(1)基于運(yùn)營車輛的軌道不平順檢測(cè)系統(tǒng)超限等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)制定。當(dāng)鋼軌線路某處存在不平順及病害時(shí)都會(huì)對(duì)經(jīng)過此處的列車產(chǎn)生或多或少的影響。因此對(duì)于同一位置處的鋼軌異常，軌檢車和軌道不平順檢測(cè)

3、系統(tǒng)采集到的鋼軌檢測(cè)信號(hào)都會(huì)存在異常成分，但是由于兩種檢測(cè)方式檢測(cè)裝置的不同導(dǎo)致兩種檢測(cè)方式衡量鋼軌異常的標(biāo)準(zhǔn)存在差異?；诖嗽瓌t本文對(duì)上海南站站至錦江樂園站區(qū)間內(nèi)的大量鋼軌檢測(cè)信號(hào)分析處理并與軌檢車檢測(cè)到的鋼軌不平順進(jìn)行比較分析，提出了基于運(yùn)營車輛的軌道不平順檢測(cè)系統(tǒng)超限等級(jí)管理標(biāo)準(zhǔn)。并驗(yàn)證了標(biāo)準(zhǔn)的可用性和軌道不平順檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)鋼軌檢測(cè)的可重復(fù)性。
　　(2)基于轉(zhuǎn)向架加速度測(cè)量的鋼軌健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)。本文對(duì)鋼軌不平順檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行快速

4、傅里葉變換得到其幅值譜信息。鋼軌檢測(cè)信號(hào)以幅值譜的形式來描述，反映了鋼軌檢測(cè)信號(hào)幅值在頻域內(nèi)的分布特征，直觀的描述了檢測(cè)區(qū)段影響鋼軌健康狀態(tài)較大的鋼軌不平順的波長組成。但是，對(duì)鋼軌不平順進(jìn)行幅值譜分析還不能反映鋼軌健康狀態(tài)的空間分布特征，所以對(duì)鋼軌檢測(cè)信號(hào)的均方根及峰峰值分析顯得十分必要。均方根分析確定該區(qū)段鋼軌檢測(cè)信號(hào)異常的極值振幅。峰峰值分析直觀的表述了該段鋼軌某處振動(dòng)的強(qiáng)烈程度。均方根及峰峰值分析反映了鋼軌健康狀態(tài)隨線路空間位置變

5、化的特征。
　　(3)基于轉(zhuǎn)向架加速度測(cè)量的鋼軌病害識(shí)別方法研究。由于鋼軌病害檢測(cè)信號(hào)頻率構(gòu)成較復(fù)雜，不同波長的鋼軌病害對(duì)應(yīng)不同頻率的檢測(cè)信號(hào)。采用小波包分解的理論對(duì)鋼軌檢測(cè)信號(hào)分解為不同頻帶的信號(hào)，選取小波包分解過程中的部分節(jié)點(diǎn)代表特定類型的鋼軌病害特征信號(hào)，分別對(duì)各類病害信號(hào)進(jìn)行幅值譜分析，找出鋼軌線路存在的病害類型。對(duì)各節(jié)點(diǎn)的鋼軌病害信號(hào)采用連續(xù)小波變換分析，確定鋼軌病害的空間位置。
　　本文主要貢獻(xiàn):制定了基于運(yùn)營車