[發明專利]軌道車輛加速度響應分析的方法及裝置

有效

• 申請號: 200910243101.0
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101738497A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 曾宇清;甘敦文;董孝卿;倪純雙;于衛東;扈海軍;劉秀波;王衛東;黃強
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院機車車輛研究所
• 主分類號: G01P15/18
• 分類號: G01P15/18;G01M17/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明涉及軌道車輛測試數據的分析方法，尤其涉及一種軌道車輛加速 度響應分析的方法及裝置。

背景技術

軌道車輛的振動特性分析是軌道車輛設計優化、運營維護的重要手段， 一般通過車輛動力學仿真計算以及車輛的室內振動或滾振試驗來完成。由于 軟件能力、模型參數、實驗室激勵特性及激勵水平限制，仿真計算以及實驗 室試驗的結果往往與車輛在線路上的實際運營情況有一定差異，有時還可能 發生較大的偏差。

直接利用車輛動力學線路試驗乃至車輛實際運營時的動力學監測數據進 行車輛特性的分析是廣大鐵路科研工作者長期研究的方向之一，由于軌道車 輛在線路上的動力學響應同時取決于軌道車輛特性及車輛輸入，是耦合的， 直接解耦、提取車輛特性顯然是困難的，此前世界各國均沒有大的突破。

例如：在中國，近年軌道車輛動力學試驗測試能力大為提高，然而測試 數據的分析方法仍基于以試驗數據的時域、參數化處理為主、輔以簡單頻域 參數-平穩性指標的國標GB5599-85《鐵道軌道車輛動力學性能評定和試驗鑒 定規范》，對車輛特性的分析能力落后于實踐需求，需要完善。

與此同時，隨著高速動車組在中國的大量開行，運用中發現：越來越多 的車輛動力學實際問題與固定波長車輛輸入有關，這些固定波長的車輛輸入 包含了車輛輪對不圓、偏心帶來的影響也包含了高速鐵路特殊的軌道結構帶 來的影響，這些固定波長車輛輸入迫切需要評估。

但是，目前還沒有一種方法可以直接利用車輛動力學線路試驗乃至車輛 實際運營時的動力學監測數據進行全面、有效的軌道車輛特性以及固定波長 車輛輸入評估。

由于車輛加速度響應獲取比較容易，希望能夠通過車輛加速度響應來達 到以上目的，顯然，該方法的實現將對軌道車輛特別是對高速軌道車輛試驗、 監測、檢修及特性優化具有重要意義。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種軌道車輛加速度響應分析的方法及裝 置，能夠直接利用車輛動力學線路試驗乃至車輛實際運營時的車輛加速度響 應進行全面、直觀、有效的軌道車輛特性以及固定波長車輛輸入的統計評估。

一方面，本發明實施例提出了一種軌道車輛加速度響應分析的方法，該 方法包括：a.獲取軌道車輛加速度響應信號及其對應的速度信息；b.根據速 度對所述加速度響應信號進行分組；c.根據周期圖方法獲得每個速度級對應 的加速度響應信號的功率譜或者功率等效的幅值譜；d.將步驟c的結果用三維 速度-頻譜圖進行表示；e.識別所述三維速度-頻譜圖中不隨速度變化的局部 峰值和/或隨速度線性變化的局部峰值。

另一方面，本發明實施例還提出了一種軌道車輛加速度響應分析的裝置， 包括：加速度及速度獲取單元，用于獲取軌道車輛加速度響應信號及其對應 的速度信息；分組單元，用于根據速度對所述加速度響應信號進行分組；頻 譜計算單元，用于根據周期圖方法獲得每個速度級對應的加速度響應信號的 功率譜或者功率等效的幅值譜；三維顯示單元，用于將所述頻譜計算單元的 計算結果用三維速度-頻譜圖進行表示；識別單元，用于識別三維速度-頻譜 圖中不隨速度變化的局部峰值和/或隨速度線性變化的局部峰值。

本發明實施例的有益效果是：

本發明實施例的軌道車輛加速度響應分析的方法及裝置，能夠全面、直 觀、有效地得到軌道車輛特性以及感興趣的固定波長車輛輸入，只要原始信 號頻帶足夠寬，分析結果就不會受后續濾波頻率等的影響；本發明實施例不 僅可以用于加速度響應信號的人工識別、定性分析也可用于軌道車輛特性及 輸入的定量評估，且算法簡單，實現容易；本發明實施例對軌道車輛特別是 高速軌道車輛的試驗、監測、檢修以及特性優化等具有很強的工程應用價值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實 施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面 描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講， 在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種軌道車輛加速度響應分析的方法流程示 意圖；

圖2a-圖2b分別為輪對垂向振動三維速度-頻譜圖及其對應的不隨速度變 化的局部峰值自動識別結果圖；

圖3a-圖3b分別為架構垂向振動三維速度-頻譜圖及其對應的不隨速度變 化的局部峰值自動識別結果圖；