[發明專利]一種基于路基動應力時程信號的列車運行速度確定方法

有效

• 申請號: 202111163264.5
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113771917B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 羅強;馮桂帥;王騰飛;蔣良濰;張良;肖世國;謝宏偉;葉慶志;劉宏揚;付航
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B61L25/02
• 分類號: B61L25/02
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種基于路基動應力時程信號的列車運行速度確定方法，包括：獲取列車的車況數據；測量路基動應力時程信號，建立路基動應力時程曲線；根據路基動應力時程曲線，識別得到路基動應力時程信號基頻；根據列車的車況數據和路基動應力時程信號基頻，確定列車運行速度。列車的車況數據是易測得及易獲取的簡單客觀數據，而通過路基動應力時程信號基頻進行計算，則合理規避了路基動應力時程曲線高頻雜波的影響，克服了現有方法由曲線波形毛刺、畸變以及峰值偏移引起的系統誤差，運行速度計算結果更準確可靠。

技術領域

本發明涉及鐵道工程領域，具體涉及一種基于路基動應力時程信號的列車運行速度確定方法。

背景技術

列車高速運行會對軌道線路結構施加準靜態移動荷載，同時會由于軌道不平順或車輪失圓產生動態激勵。準靜態荷載源自列車以穩定速度運行時的軸重，主要產生低頻動力作用，而動態激勵是高頻振動的來源。對路基而言，前者由動應力、動變形體現，后者由振動速度、振動加速度反映。路基動應力在空間分布、時域及頻域等方面具有不同的特征，往往能夠反映列車荷載及線路結構的某些特點，如列車荷載的周期效應和軌道結構對列車荷載的擴散效應等。

路基動應力時程曲線包含列車軸載作用時序、動應力分布形態等信息，是列車軸列荷載作用并擴散至路基的直觀反映，通過傅里葉變換得到的頻譜曲線可反映路基動應力頻響特征。隨列車編組增加，路基動應力頻譜主頻由車輛定距頻率整數倍逐步過渡到車長頻率整數倍，基頻與列車編組、車速及車輛幾何參數有關。在已知車輛編組及幾何參數時，可建立車速與基頻的聯系。

現有技術根據時程曲線的峰值時差及反映車輛幾何參數的距離，通過兩者相除計算列車運行速度，存在以下技術不足：1、距離取值較小時，峰值時差誤差較大；距離取值較大時，長度測量所需工作量大且不易量測。2、路基動應力時程曲線是現場測試獲得的直接成果，受現場測試條件影響，時常導致時程曲線存在毛刺、形態畸變、峰值偏移等現象，進而引起峰值時差的偏差。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種基于路基動應力時程信號的列車運行速度確定方法解決了現有技術實施難度大和誤差較大的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于路基動應力時程信號的列車運行速度確定方法，包括以下步驟：

S1、獲取列車的車況數據；

S2、測量路基動應力時程信號，建立路基動應力時程曲線；

S3、根據路基動應力時程曲線，識別得到路基動應力時程信號基頻；

S4、根據列車的車況數據和路基動應力時程信號基頻，確定列車運行速度。

本發明的有益效果為：列車的車況數據是易測得及易獲取的簡單客觀數據，而通過路基動應力時程信號基頻進行計算，則合理規避了路基動應力時程曲線高頻雜波的影響，克服了現有方法由曲線波形毛刺、畸變以及峰值偏移引起的系統誤差，運行速度計算結果更準確可靠。

進一步地，所述列車的車況數據包括：列車編組數量和列車單節車長。

進一步地，所述步驟S2包括以下分步驟：

S21、獲取列車的計劃開行速度；

S22、根據列車單節車長和列車的計劃開行速度，通過下式計算路基動應力時程信號采樣頻率：

其中，f_s為路基動應力時程信號采樣頻率，v_p為列車的計劃開行速度，L_c為列車單節車長；

S23、按照路基動應力時程信號采樣頻率，采集埋設于路基基床范圍內的路基動應力傳感設備的傳感信號，建立路基動應力時程曲線。