轨道不平顺波形检测系统精度分析与优化

针对设计完成的一种附加排轮结构轨道不平顺波形检测系统,通过严格的数学推理,并参考现场实际经验,合理设计分析参数,相对精确地分析出整套轨道不平顺波形检测系统的检测精度。在此基础上,推导并建立合理的数学模型,利用Matlab软件对检测系统进行模拟仿真测试,为检测系统的设计改进提出合理化建议,在更好地适应现场使用的同时,相应地提高检测系统的检测精度。     

轨道不平顺检测评价及预测综述

按描述参数、激扰方向以及波长的不同对轨道不平顺进行分类;根据检测原理的不同及有无轮载比较不同轨道不平顺检测方法的优缺点;梳理局部不平顺评价和区段整体不平顺评价标准;分析频域评价方法的优缺点及各国应用情况;概括轨道不平顺时频域评价方法及其局限性;按预测方法的不同分析3类轨道不平顺预测方法。研究结果表明：相较于高速铁路,城轨交通动态检测缺少轨检车及综检车的应用;既有铁路轨道谱构建较为完善,但在城轨领域仍缺少成熟的轨道谱;时频分析方法能够同时在时域和频域上对轨道不平顺进行定位,适用于非平稳性信号,但其实际应用仍受较大限制;轨道不平顺预测能提高轨道维护效率,但仍存在很大局限性,无法进一步推广。     

富春江特大桥轨道高低长波不平顺评估

现行规范中高速铁路轨道静态长波不平顺采用300 m基线长矢距差法评估,其限值为10 mm。由于温度荷载、二期恒载和徐变等多种因素的影响,跨度200 m以上桥梁的垂向变形较大,轨道静态长波不平顺难以满足规范要求,现行规范的矢距差法已不能适应大跨度桥梁及轨道技术发展的需求,采用适用大跨度桥梁的轨道静态长波不平顺评估方法非常必要。针对湖杭铁路富春江特大桥(30+46+300+97+62.395) m高低塔钢混组合梁斜拉桥,选取桥梁理论变形、实测线形以及实测线形+升温/降温最不利工况变形,对无砟轨道静态长波不平顺采用300 m基线失距差法和60 m弦中点弦测法进行评估,大桥的理论线形和实测线形静态长波高低不平顺300 m基线最大测量值分别为69.07 mm和63.56 mm,60 m弦最大测量值分别为6.73 mm和6.56 mm。研究结果表明：该桥理论线形、实测线形的300 m基线长高低不平顺均不满足10 mm限值要求;60 m弦中点弦测法高低不平顺能满足7 mm限值要求。富春江特大桥静态长波不平顺静态验收,可采用60 m弦长中点弦测法测量,限值取7 mm,为主跨200 m以上的大跨度桥无砟轨道高低静态长波不平顺验收和管理提供了理论支撑。     

基于中点弦测法的中低速磁浮轨道不平顺检测

针对中低速磁浮F轨轨道不平顺检测问题,提出基于机器视觉测量技术的中点弦测方法.由一组激光摄像式传感器检测轨道轮廓,进行图像处理、特征点提取以及世界坐标系转换后,计算得到轨道不平顺正矢值,通过\"以小推大\"、差值方法得到不同弦长的不平顺值,并为长沙磁浮快线研制了M TDS-1型车载非接触式中低速磁浮F轨轨道动态检测装置.选...     

提速线路轨道长波不平顺检测技术

为满足提速线路最高行车速度250km.h-1的要求,研究截止波长为70m的轨道长波不平顺检测技术。选择合适的电路参数设计模拟滤波器。根据模拟滤波器的性能、传感器精度、70m截止波长和±1mm检测精度的要求,确定轨检车最低检测速度为40km.h-1。设计以三角窗为基窗、各窗函数并联、截止波长为70m的数字滤波器,并编程实现;对现场检测数据进行频谱分析,证明设计的数字滤波器滤波效果良好。检测的轨道长波不平顺以波形图和浏览波形图显示,并用于评价轨道质量。通过在轨检车上应用和现场复核,长波不平顺检测技术满足提速线路检测的需要。     

基于动态短弦的无砟轨道板周期性不平顺管理标准

在分析我国高速铁路普遍采用的板式无砟轨道周期性不平顺几何特征的基础上,针对目前管理标准采用单一阈值卡控轨道不平顺幅值、忽略周期性不平顺等短波不平顺成分的现状,基于弦测法传递函数选择合理弦长;建立验证动力学仿真模型,分析周期性不平顺弦测值变化对车辆动力学性能的影响,提出轨道板周期性不平顺管理标准,并进行实例验证.结果 表...     

运营期高速铁路轨道长波不平顺静态测量方法及控制标准

现有高速铁路轨道长波不平顺静态检测主要采用矢距差法或简化矢距差法,存在与检测起点相关、含有里程相位差、基础变形时检测幅值偏大、与车体振动加速度匹配性较差等缺点。利用中点弦测法对轨道长波不平顺进行静态检测,通过对中点弦测法不同测弦长度有效测量波长范围和列车敏感波长分析,采用60 m测弦长度的中点弦测法最适合时速300~350 km运营期高速铁路;利用车辆-轨道动力学仿真分析和最小二乘法拟合相结合方法,提出运营期高速铁路300及350 km·h^-1速度下的轨道长波高低不平顺控制标准,并进行实例验证。结果表明:60 m弦中点弦测法既可保证轨道长波不平顺检测的准确性,又能很好地体现车体振动响应;时速300 km运营期高速铁路轨道长波高低不平顺3级控制标准建议值分别为9,15,21 mm;时速350 km分别为7,11,15 mm。     

倾角传感器检测轨道不平顺状态

轨道的不平顺状态对机车车辆的安全行驶有重要的影响 ,介绍一种使用倾角传感器动态检测轨道不平顺的方法 ,安装在手推小车上 ,由倾角传感器、光电轴角编码器、DSP轨道检测单元板、转储器及地面处理系统等部分组成 ,能够检测轨道的高低不平顺 ,水平不平顺以及三角坑 ,为铁路工务部门线路维修提供技术依据。     

轨道检测波形综合展示分析软件的开发与应用

利用综合检测列车检测数据指导工务维修是高速铁路维修的重要手段.通过对轨道检测波形图的分析可以掌握轨道不平顺的状态,方便快捷地查看波形可以极大地提高轨道不平顺分析效率.本文介绍了轨道检测波形综合展示分析软件的研发及应用.     

长波长轨道不平顺检测中的数字滤波方法

分析和比较了目前较为成熟的轨道长波长不平顺的检测方法，尽管随检测原理的不同，各国的轨检系统采用的处理方法相关很大，但其共同点是均离不开数字信号处理方法，从而保证系统有良好的幅频特性和相频特性。     

高速铁路大跨度桥梁轨道静态长波不平顺设计控制参数研究

我国现行高速铁路设计、验收规范中,采用300 m基线150 m矢距差法对轨道长波不平顺性进行评价。对于大跨度桥梁,受温度变化、混凝土收缩徐变等多种因素影响,桥上轨道线形随温度变化而发生动态变化,仍沿用规范的评价方法,难以与桥梁固有变形特性相适应。通过分析我国现行高速列车敏感波长,结合多座大桥运营监测结果及不同弦长的有效测量范围,确定选用60 m中点弦测法评价大跨桥梁轨道长波不平顺性;通过仿真及实测手段,得到列车速度为250、300、350 km/h时60 m中点弦测法平顺性控制限值。多座高速铁路大跨度桥梁工程实践表明,60 m中点弦测法适用性较好,可供今后高速铁路大跨度桥梁设计、验收参考。     

基于互补滤波的轨道不平顺动态测量方法

现有高速铁路轨道动态检测主要采用基于加速度计和测距传感器数据的惯性基准法,由于加速度计具有信噪比低、积分漂移大等特点,限制了其在轨道长波不平顺和低速下的测量精度,因此提出基于互补滤波的轨道不平顺动态测量方法。首先,优化系统硬件结构,在转向架前后安装测距传感器;其次,采用轨面上\"两点弦\"测量模型,推导基于光纤陀螺仪数据的角速度测量法;通过测量系统传递函数的幅频特性分析,发现角速度测量法在测量30 m以内的短波不平顺时存在衰减,为此提出互补滤波方法,即对加速度测量法与角速度测量法进行融合计算;最后,用轨道-车辆动力学仿真对3种方法的精度进行实例分析。结果表明:相较于角速度测量法,互补滤波测量法有效补偿了其在测量30 m以内的短波不平顺时存在的高频衰减的不足;相较于加速度测量法,互补滤波测量法将平均精度提高了24%～80%,因而它具有噪声敏感度低、受检测速度影响小等优点。     

等弦法对轨道不平顺测量滤波特性影响的研究

文章从空域和频域两个角度讨论了等弦测量法对轨道不平顺测量结果滤波特性的影响,这种滤波特性是指轨道不平顺的长波长成分被极大地衰减,短波长成分则随波长变化起伏振荡。文章将弦测法的结果与轨道检查车的拟空间曲线输出结果进行了对比。     

轨道不平顺质量指数解析

介绍轨检车动态几何检测数据与轨道不平顺质量指数的区别和联系,对于轨检车日常检测数据的运用进行分析.     

弦测法检测轨向不平顺的研究

弦测法是轨道方向测量的一种基本方法。文章讨论了弦测法的基本原理并推导了“以小推大”公式,在此基础上分析了轨检仪利用弦测法检测轨向不平顺时,影响检测精度的因素,并提出了相应的改进方案。     

高速磁浮轨道导向不平顺检测系统的研究

高速磁浮列车是利用电磁力实现车辆与轨道无接触高速运行的一种新型交通工具,车辆的导向和制动性能受到轨道导向不平顺的影响。为了保证高速磁浮车辆运行的安全性、稳定性和舒适性,设计一种结构简化、低成本和搭载式的磁浮轨道导向不平顺检测系统。该系统基于惯性基准法原理实现检测,由加速度计、测距传感器、数据记录仪和里程检测模块组成,并未使用陀螺仪和倾角仪测量载体的姿态角变化。分析了车辆姿态变化对导向不平顺检测误差的影响,因未修正姿态导致的检测误差绝对值在直线段轨道达到0.4 mm,而在曲线段轨道超过了3 mm。为了降低缺乏姿态观测所致误差,提出一种设计线型辅助的策略用以部分替代倾角仪功能,即以列车所在位置轨道的横坡角和纵坡角分别近似替代载体的侧滚角和俯仰角低频分量,并用于补偿加速度积分中的重力和离心力分量,仿真表明该方法可将曲线段轨道的检测误差降低至0.6 mm。此外,结合磁浮轨道刚度大、变形小以及分段铺设的特点,利用分段直线拟合方法对不平顺检测结果进行平滑处理,从而进一步降低缺乏姿态观测的影响,保证系统具有足够的检测精度。通过小车检测试验,结果表明所设计系统及数据处理方法可实现±0.5 mm之内的检...     

轨道几何不平顺安全限值的研究

为尽快解决轨道的安全管理，本文对至今尚未被确定的轨道几何不平顺的安全限值，从车辆－轨道系统耦合动力学方面进行了分析。     

基于数据融合的轨道不平顺检测算法研究

针对轨道不平顺检测方法和检测精度问题,提出基于捷联式惯性导航技术,搭建以四元数为基础的“数学平台”,融合里程计和射频标签修正里程位置信息,根据惯性测量单元加速度计和陀螺仪的数据进行轮轴姿态解算,通过互补滤波算法进行数据融合,并基于混沌增强果蝇优化算法进行滤波处理,获得以欧拉角表示的轮轴三维姿态数据,进而拟合实现轨道不平顺检测。实践表明,文章提出的数据融合检测算法,可以有效实现轨道不平顺检测,提高检测精度,为轨道维护保养提供基础数据。     

嵌入式轨道钢轨焊接不平顺安全限值研究

为调查嵌入式轨道的槽型轨焊接不平顺的安全控制限值及焊接不平顺现代对有轨电车及嵌入式轨道动力作用的影响,建立现代有轨电车/嵌入式轨道耦合动力学模型。计算模型中,现代有轨电车简化为多刚体动力系统,嵌入式槽型轨被视为连续弹性支承基础上的Timoshenko梁,整体道床用三维实体有限元单元模拟,钢轨填充材料用三维粘弹性弹簧-阻尼单元模拟,嵌入式道床板底部的致密混凝土底座及路基简化为等效的弹簧-阻尼单元。基于动力学仿真计算,以GB5599-1985规定的车辆动力学性能指标为评定准则,对槽型轨焊接不平顺的安全限值进行详细分析。计算结果表明,对于短波波长小于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.2 mm;对于短波波长大于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.3 mm。     

高速铁路轨道不平顺的评定方法

文章通过研究轨道不平顺的实际影响，科学评价轨道平顺状态，正确识别状态不良的地点和区段，对指导轨道维修管理，保证高速行车的安全与平稳，具有借鉴意义。