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长波高低不平顺与车体垂向加速度关联模型研究

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铁道学报 2015年第4期37卷 75-79页

作者：牛留斌刘金朝王卫东中国铁道科学研究院基础设施检测研究所北京100081

轨道不平顺是车辆振动的主要激励源,随着车辆运营速度的增加,引起车辆振动加剧的不利波长也在变化。本文利用谱分析方法对0号高速综合检测列车实测数据进行分析,得到高速条件下长波高低不平顺和车体垂向加速度在空间频域上的分布规律,... 详细信息

轨道不平顺是车辆振动的主要激励源,随着车辆运营速度的增加,引起车辆振动加剧的不利波长也在变化。本文利用谱分析方法对0号高速综合检测列车实测数据进行分析,得到高速条件下长波高低不平顺和车体垂向加速度在空间频域上的分布规律,分别采用非参数模型和ARX模型构建长波高低不平顺与车体垂向加速度之间的关联关系,并利用系统辨识技术对两种模型的传递函数进行估计。通过将两种关联模型分别与长波高低不平顺结合,实现车体垂向加速度的预测;并与实测车体垂向加速度进行相关性和相干性分析。结果表明,两种模型均能较好反映长波高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递关系。通过比较,ARX模型比非参数模型更精确。

关键词：长波高低不平顺车体垂向加速度相干函数非参数模型 ARX模型

基于空间状态辨识理论的高速铁路车体垂向加速度预测模型

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铁道建筑 2020年第2期60卷 110-115页

作者：杨怀志牛留斌谷永磊杨飞京沪高速铁路股份有限公司北京100038 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

轨道不平顺是引起车辆振动的主要激励源。深入分析轨道高低不平顺与车体垂向加速度关联关系动态,掌握轨道结构传递特性,对科学评价车辆、轨道的服役状态及精准指导线路养护维修具有重要意义。基于系统辨识理论,以我国高速综合检测列车... 详细信息

轨道不平顺是引起车辆振动的主要激励源。深入分析轨道高低不平顺与车体垂向加速度关联关系动态,掌握轨道结构传递特性,对科学评价车辆、轨道的服役状态及精准指导线路养护维修具有重要意义。基于系统辨识理论,以我国高速综合检测列车车载检测系统在一高速铁路上的实测轨道不平顺及车体垂向加速度样本数据为基础,通过平均周期图谱法计算检测数据功率谱密度及其相干函数,用状态空间方法构建长波轨道高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递模型,并用关联模型传递函数及实测数据对所建模型进行验证。结果表明:模型预测的车体垂向加速度与相应实测数据有较强的线性相关性;利用合理阶数的状态空间模型,能够有效辨识长波轨道高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递关系。

关键词：长波轨道高低不平顺车体垂向加速度平均周期图谱法功率谱密度状态空间模型

基于实车试验的大跨度桥梁轨道静态长波高低不平顺验收标准验证

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铁道学报 2024年第1期46卷 120-128页

作者：李国龙孙宪夫高彦嵩杨飞高芒芒柯在田中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司科技和信息化部北京100844

由于温度、施工偏差、二期恒载等因素影响,高速铁路大跨度桥梁成桥线形与设计线形存在较大差异,且矢距差法不适用于大跨度桥梁和地基大面积沉降等区域的轨道线形验收。针对速度为250 km/h的高速铁路有砟轨道大跨度桥梁,基于轨道高低不... 详细信息

由于温度、施工偏差、二期恒载等因素影响,高速铁路大跨度桥梁成桥线形与设计线形存在较大差异,且矢距差法不适用于大跨度桥梁和地基大面积沉降等区域的轨道线形验收。针对速度为250 km/h的高速铁路有砟轨道大跨度桥梁,基于轨道高低不平顺不同弦测值与车体垂向振动加速度之间的相关性,提出高低不平顺60 m弦测值与车体垂向振动加速度之间的关联关系,进而给出桥上轨道静态高低长波不平顺60 m中点弦测值10 mm的验收限值建议,最后在某主跨为672 m的高速铁路斜拉桥上预设“四峰三谷”形式的轨道高低不平顺并进行实车验证,证明此限值建议的合理性。结果表明:对于速度为250 km/h的高速铁路,车体垂向振动加速度与不平顺60 m弦测值之间呈线性关系;大跨度桥梁温度变形显著,整体表现为桥面高程与温度成反相关关系,但桥梁温度变形主要表现为长波不平顺;预设的60 m余弦波形式的轨道高低不平顺主要影响行车舒适性,对安全性影响较小,且列车速度在275 km/h及以下时,产生的车体垂向振动加速度最大值为0.98 m/s2,舒适性指标最大为2.47,评价为“优秀”,接近优秀/良好分界线。

关键词：高速铁路大跨度桥梁预设不平顺实车试验轨道静态长波高低不平顺 60 m中点弦测法车体垂向加速度

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地震频谱特性对高速列车车体振动的影响分析

地震工程与工程振动 2019年第1期39卷 189-198页

作者：李娆饶郭恩栋孙逊中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为研究不同频谱特性的地震作用对高速列车振动的影响,本文建立31自由度的机车模型,利用三角级数法生成轨道不平顺。通过在水平、竖直两个方向输入不同频谱特性的三条地震波,主要从频域角度分析总结了不同车速和不同地震峰值加速度下车... 详细信息

为研究不同频谱特性的地震作用对高速列车振动的影响,本文建立31自由度的机车模型,利用三角级数法生成轨道不平顺。通过在水平、竖直两个方向输入不同频谱特性的三条地震波,主要从频域角度分析总结了不同车速和不同地震峰值加速度下车体的垂直和横向加速度。结果表明,地震对车体横向振动的影响大于垂向;地震动的低频成分居多时,会使得车体振动响应增大。地震峰值加速度对车体振动有较大影响且车速和地震峰值加速度共同控制车体的横向和垂向振动主频。列车运行时,若遇到卓越频率低且峰值加速度较大的地震激励。

关键词：地震作用频谱特性车体垂向加速度车体横向加速度频率

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基于小波分析的高速列车车体运行状态估计

计算机应用研究 2013年第10期30卷 2948-2950页

作者：刘林艳金炜东余志斌西南交通大学电气工程学院成都610031

基于监测数据评估高速列车空气弹簧和横向减振器等关键部件的运行状态,针对车体垂向加速度振动信号,提出了小波包能量矩的列车状态估计方法。首先分析车体垂向振动特征,对不同工况和不同速度下的信号进行小波包分解,并重构能量较大的频... 详细信息

基于监测数据评估高速列车空气弹簧和横向减振器等关键部件的运行状态,针对车体垂向加速度振动信号,提出了小波包能量矩的列车状态估计方法。首先分析车体垂向振动特征,对不同工况和不同速度下的信号进行小波包分解,并重构能量较大的频带信号,再计算各频带的小波包能量矩特征,不同频带信号的小波包能量矩变化反映了列车运行状态的改变。将不同频带的小波包能量矩组成特征向量,最后用支持向量机进行故障识别。实验数据仿真分析表明,列车空簧失气故障和横向减振器失效故障识别率为100%,说明该方法能很好地估计出高速列车的故障状态。

关键词：监测数据高速列车车体垂向加速度小波包能量矩支持向量机状态估计

基于车辆响应的桥梁区段轨道高低不平顺快速估计算法

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铁道建筑 2024年第10期64卷 20-25页

作者：支洋中国国家铁路集团有限公司工电部北京100844

基于高速铁路轨检数据,采用Pearson相关系数及相干函数,研究桥梁区段轨道高低不平顺与车辆响应的相关关系。利用贝叶斯优化(Bayesian Optimization,BO)对时间卷积神经(Temporal Convolutional Neural,TCN)网络进行改进,确定最佳感受野大... 详细信息

基于高速铁路轨检数据,采用Pearson相关系数及相干函数,研究桥梁区段轨道高低不平顺与车辆响应的相关关系。利用贝叶斯优化(Bayesian Optimization,BO)对时间卷积神经(Temporal Convolutional Neural,TCN)网络进行改进,确定最佳感受野大小,提出基于贝叶斯优化的时间卷积神经(BO-TCN)网络算法,利用该算法对轨道高低不平顺进行估计,并与传统循环神经网络算法的准确率及计算效率进行对比。结果表明:车体垂向加速度能够反映桥梁跨长及其2~4倍频(32、16、10、8 m)和轨道板长及其2倍频(6.45、3.30 m)引起的周期性轨道高低不平顺;以车体垂向加速度作为BO-TCN的输入特征,可实现3 m以上波长轨道高低不平顺的准确估计;相比长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)网络和门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU),利用BO-TCN算法估计的轨道高低不平顺与实测值吻合度更高,且训练速度可达LSTM、GRU的20倍以上。

关键词：高速铁路贝叶斯优化时间卷积神经网络车辆响应轨道不平顺车体垂向加速度

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路基不均匀沉降对板式轨道动力学影响分析

路基不均匀沉降对板式轨道动力学影响分析

作者：刘茹冰西南交通大学

学位级别：硕士

路基不均匀沉降是影响板式轨道在路基上推广应用的一个重要因素。不均匀沉降的产生,会导致列车运行品质下降,影响乘客乘坐的舒适性;增加机车各部件的振动,进而减少其疲劳寿命。不均匀沉降的发生也使轨道板和底座板的应力迅速增加,从而... 详细信息

路基不均匀沉降是影响板式轨道在路基上推广应用的一个重要因素。不均匀沉降的产生,会导致列车运行品质下降,影响乘客乘坐的舒适性;增加机车各部件的振动,进而减少其疲劳寿命。不均匀沉降的发生也使轨道板和底座板的应力迅速增加,从而引发裂缝的出现,最终可能导致轨道结构的破坏。故而了解列车对不均匀沉降的动力学响应,以便于限定合理的不均匀沉降允许幅值;了解轨道板和底座板的应力分布规律,以便于合理配置加强钢筋,对于板式轨道在路基上的推广应用具有重要意义。本文采用有限元软件对列车通过不均匀沉降地段时的运行状态进行模拟。采用车辆——轨道垂向耦合模型,通过板壳单元和梁单元以及弹簧阻尼单元的结合应用建模进行瞬态分析。分析了车体垂向加速度、轮轨力以及轮下轨道板的纵向应力与列车行驶速度、路基不均匀沉降弦长和不均匀沉降幅值之间的关系,并以旅客乘车舒适度为依据给出不同速度、不同弦长对应的不均匀沉降参考限值。本文采用实体模型和准静态荷载,对轨道结构在不均匀沉降地段的工作状态进行模拟。找出在20m弦长不均匀沉降状态下,轨道板和底座板横、纵向应力的平面分布变化规律。本文还对比了框架板和普通A型板在不均匀沉降地段的工作状态,对这两种轨道板在不均匀沉降地段的适应性做出比较。

关键词：板式轨道不均匀沉降车体垂向加速度车辆-轨道垂向耦合模型