基于運營車輛的鋼軌不平順檢測及病害識別研究.pdf

1、為實現軌道交通高速度、高載荷、高密度的發(fā)展目標，保障軌道交通的行車安全，就要加強對鋼軌健康狀態(tài)的管理和監(jiān)測。傳統(tǒng)的鋼軌檢測方法主要依賴于軌檢車檢測，但是存在檢測周期長、費用大等問題，已經不能滿足當今對鋼軌狀態(tài)監(jiān)測動態(tài)性和實時性的要求?；谶\營車輛的軌道不平順檢測系統(tǒng)由于效率高、檢測周期短、對正線運營影響小等優(yōu)點，受到國內外的高度重視。然而基于運營車輛的鋼軌檢測方式上有一些技術問題需要解決，例如尚沒有統(tǒng)一的鋼軌超限檢測標準、檢測鋼軌病害的

2、研究甚少等。針對此情況，本文提出了一種基于運營車輛的軌道不平順檢測系統(tǒng)超限等級管理標準制定方法，研究了基于檢測加速度的鋼軌健康狀況監(jiān)測和表面病害的各種識別方法，為鋼軌不平順檢測及病害識別提供了新思路。
　　本文主要研究成果及技術手段簡述如下:
　　(1)基于運營車輛的軌道不平順檢測系統(tǒng)超限等級標準制定。當鋼軌線路某處存在不平順及病害時都會對經過此處的列車產生或多或少的影響。因此對于同一位置處的鋼軌異常，軌檢車和軌道不平順檢測

3、系統(tǒng)采集到的鋼軌檢測信號都會存在異常成分，但是由于兩種檢測方式檢測裝置的不同導致兩種檢測方式衡量鋼軌異常的標準存在差異。基于此原則本文對上海南站站至錦江樂園站區(qū)間內的大量鋼軌檢測信號分析處理并與軌檢車檢測到的鋼軌不平順進行比較分析，提出了基于運營車輛的軌道不平順檢測系統(tǒng)超限等級管理標準。并驗證了標準的可用性和軌道不平順檢測系統(tǒng)對鋼軌檢測的可重復性。
　　(2)基于轉向架加速度測量的鋼軌健康狀態(tài)監(jiān)測。本文對鋼軌不平順檢測信號進行快速

4、傅里葉變換得到其幅值譜信息。鋼軌檢測信號以幅值譜的形式來描述，反映了鋼軌檢測信號幅值在頻域內的分布特征，直觀的描述了檢測區(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，對鋼軌不平順進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，所以對鋼軌檢測信號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)段鋼軌檢測信號異常的極值振幅。峰峰值分析直觀的表述了該段鋼軌某處振動的強烈程度。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)基于轉向架加速度測量的鋼軌病害識別方法研究。由于鋼軌病害檢測信號頻率構成較復雜，不同波長的鋼軌病害對應不同頻率的檢測信號。采用小波包分解的理論對鋼軌檢測信號分解為不同頻帶的信號，選取小波包分解過程中的部分節(jié)點代表特定類型的鋼軌病害特征信號，分別對各類病害信號進行幅值譜分析，找出鋼軌線路存在的病害類型。對各節(jié)點的鋼軌病害信號采用連續(xù)小波變換分析，確定鋼軌病害的空間位置。
　　本文主要貢獻:制定了基于運營車