[发明专利]轨道车辆加速度响应分析的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及轨道车辆测试数据的分析方法，尤其涉及一种轨道车辆加速 度响应分析的方法及装置。

背景技术

轨道车辆的振动特性分析是轨道车辆设计优化、运营维护的重要手段， 一般通过车辆动力学仿真计算以及车辆的室内振动或滚振试验来完成。由于 软件能力、模型参数、实验室激励特性及激励水平限制，仿真计算以及实验 室试验的结果往往与车辆在线路上的实际运营情况有一定差异，有时还可能 发生较大的偏差。

直接利用车辆动力学线路试验乃至车辆实际运营时的动力学监测数据进 行车辆特性的分析是广大铁路科研工作者长期研究的方向之一，由于轨道车 辆在线路上的动力学响应同时取决于轨道车辆特性及车辆输入，是耦合的， 直接解耦、提取车辆特性显然是困难的，此前世界各国均没有大的突破。

例如：在中国，近年轨道车辆动力学试验测试能力大为提高，然而测试 数据的分析方法仍基于以试验数据的时域、参数化处理为主、辅以简单频域 参数-平稳性指标的国标GB5599-85《铁道轨道车辆动力学性能评定和试验鉴 定规范》，对车辆特性的分析能力落后于实践需求，需要完善。

与此同时，随着高速动车组在中国的大量开行，运用中发现：越来越多 的车辆动力学实际问题与固定波长车辆输入有关，这些固定波长的车辆输入 包含了车辆轮对不圆、偏心带来的影响也包含了高速铁路特殊的轨道结构带 来的影响，这些固定波长车辆输入迫切需要评估。

但是，目前还没有一种方法可以直接利用车辆动力学线路试验乃至车辆 实际运营时的动力学监测数据进行全面、有效的轨道车辆特性以及固定波长 车辆输入评估。

由于车辆加速度响应获取比较容易，希望能够通过车辆加速度响应来达 到以上目的，显然，该方法的实现将对轨道车辆特别是对高速轨道车辆试验、 监测、检修及特性优化具有重要意义。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种轨道车辆加速度响应分析的方法及装 置，能够直接利用车辆动力学线路试验乃至车辆实际运营时的车辆加速度响 应进行全面、直观、有效的轨道车辆特性以及固定波长车辆输入的统计评估。

一方面，本发明实施例提出了一种轨道车辆加速度响应分析的方法，该 方法包括：a.获取轨道车辆加速度响应信号及其对应的速度信息；b.根据速 度对所述加速度响应信号进行分组；c.根据周期图方法获得每个速度级对应 的加速度响应信号的功率谱或者功率等效的幅值谱；d.将步骤c的结果用三维 速度-频谱图进行表示；e.识别所述三维速度-频谱图中不随速度变化的局部 峰值和/或随速度线性变化的局部峰值。

另一方面，本发明实施例还提出了一种轨道车辆加速度响应分析的装置， 包括：加速度及速度获取单元，用于获取轨道车辆加速度响应信号及其对应 的速度信息；分组单元，用于根据速度对所述加速度响应信号进行分组；频 谱计算单元，用于根据周期图方法获得每个速度级对应的加速度响应信号的 功率谱或者功率等效的幅值谱；三维显示单元，用于将所述频谱计算单元的 计算结果用三维速度-频谱图进行表示；识别单元，用于识别三维速度-频谱 图中不随速度变化的局部峰值和/或随速度线性变化的局部峰值。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例的轨道车辆加速度响应分析的方法及装置，能够全面、直 观、有效地得到轨道车辆特性以及感兴趣的固定波长车辆输入，只要原始信 号频带足够宽，分析结果就不会受后续滤波频率等的影响；本发明实施例不 仅可以用于加速度响应信号的人工识别、定性分析也可用于轨道车辆特性及 输入的定量评估，且算法简单，实现容易；本发明实施例对轨道车辆特别是 高速轨道车辆的试验、监测、检修以及特性优化等具有很强的工程应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种轨道车辆加速度响应分析的方法流程示 意图；

图2a-图2b分别为轮对垂向振动三维速度-频谱图及其对应的不随速度变 化的局部峰值自动识别结果图；

图3a-图3b分别为架构垂向振动三维速度-频谱图及其对应的不随速度变 化的局部峰值自动识别结果图；