軌道高低不平順動態(tài)檢測系統(tǒng)的設計與實現.pdf

1、隨著高鐵技術的成熟和發(fā)展，中國的主要軌道線路已經逐漸被高鐵所替代。然而機車速度的不斷提高對軌道的平順性要求更為嚴格，尤其是軌道高低不平順，理論研究和工程實踐已經證明，軌道高低不平順是引起機車車輛產生振動、引起輪軌作用力增大、導致行車速度受限的主要因素。目前大多數小型軌道檢測設備采用弦測法對軌道高低不平順進行檢測，并基于頻率采樣法設計相應的FIR逆濾波器來對弦測的畸變波形進行復原，計算量較大，而且忽略了預處理過程對復原精度的影響，導致軌道

2、高低不平順檢測系統(tǒng)的實時性和準確性不高。為了真實反映軌道的高低不平順情況，本文在中央國有資本經營預算支出項目“鋼軌高效輕量化銑磨作業(yè)系統(tǒng)產業(yè)化”的背景下，研究軌道高低不平順檢測方法和軌道高低不平順信號的數據處理技術。
　　本文研究內容主要包括:
　　1)搭建軌道高低不平順數據采集實驗平臺，獲取軌道高低不平順數據，為后續(xù)檢測信號的數據處理算法研究提供可靠的實驗數據。
　　2)從檢測信號的采集、預處理、數字濾波處理等3方面

3、研究了軌道高低不平順的檢測與數據處理方法。在軌道高低不平順信號的數據預處理過程中，針對信號非線性趨勢項，提出了一種基于小波變換的稀疏最優(yōu)化方法(WT-SO:WaveletTransform-Sparse Optimization)。該方法通過設置兩個邊界約束條件，求取l1范數稀疏最優(yōu)解重構信號趨勢項。在檢測信號的復原階段，基于最小二乘法設計FIR逆濾波器復原畸變波形。它只關注于關鍵頻率點處的幅頻響應與脈沖響應的對稱性，不用考慮相頻響應的

4、計算，較頻率采樣法更為簡單方便。
　　3)根據鋼軌打磨的測量及評價標準BS EN13231-3∶2006，設計FIR濾波器，將檢測信號分解為波長范圍在30-100mm，100-300mm，300-1000mm的信號，結合移動波深幅值有效值平均值(RMS:Root mean square)和移動波深幅值峰-峰平均值(PPR:Moving average of peak-to-peak amplitude)評價該段軌道的高低不平順情況