[发明专利]一种基于车载监测的铁路桥梁轨道不平顺计算方法

说明书

本发明涉及铁路轨道技术领域，具体涉及一种基于车载监测的铁路桥梁轨道不平顺计算方法。采集检测车辆在线路上行驶时的振动响应；计算当前时刻车辆‑桥梁系统的刚度矩阵K、阻尼矩阵C、质量矩阵M以及荷载矩阵p，并构建车辆‑桥梁系统的时变运动方程；计算当前时刻观测方程的系数矩阵Φ_k，Θ_k，Ω_k，H_k，Λ_k，Ψ_k，并对车辆‑桥梁系统状态向量以及车载观测向量进行离散化处理；根据预测根据预测基于计算并根据计算计算当前时刻权重矩阵V_k，结合计算出基于车桥耦合动力分析理论和卡尔曼滤波分析方法，利用运营车辆的车载振动数据实时监测桥梁轨道不平顺状态，提高了桥梁轨道不平顺检测效率与检测精度，降低了检测成本。

技术领域

本发明涉及铁路轨道技术领域，具体涉及一种基于车载监测的铁路桥梁轨道不平顺计算方法。

背景技术

轨道不平顺是引起列车振动的主要激振源，是影响列车舒适性、安全性的关键。因此，轨道平顺性的检测对于保证车辆乘坐舒适及列车运行安全有着重大的意义。

目前，轨道不平顺的检测主要采用惯性基准法或轴箱加速度法，这两种方法都假定轴箱竖向位移为轨道竖向不平顺，并运用加速度(轴箱或车体加速度)的二次积分计算位移。这类监测技术存在两方面的问题：1)识别结果包含了车桥耦合产生的轴箱处竖向位移，桥上轨道不平顺的监测误差严重偏大；2，运用加速度的二次积分计算位移，数值误差较大。

随着我国铁路事业的不断发展，铁路运输速度的快速提高，铁路部门对铁路轨道平顺性等级的要求也越来越高。这就要求我们能够快速准确的检测轨道不平顺情况，对轨道进行及时的维护保养，而现有的检测方法难以满足轨道平顺性检测的工程需要。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种检测精度高、检测效率高、检测成本低的基于车载监测的铁路桥梁轨道不平顺计算方法。

本发明技术方案为：一种基于车载监测的铁路桥梁轨道不平顺计算方法，包括

步骤一：采集检测车辆在线路上行驶时的振动响应；

步骤二：计算当前时刻车辆-桥梁系统的刚度矩阵K、阻尼矩阵C、质量矩阵M以及荷载矩阵p，并构建车辆-桥梁系统的时变运动方程；

步骤三：计算当前时刻观测方程的系数矩阵Φ_k，Θ_k，Ω_k，H_k，Λ_k，Ψ_k，并对车辆-桥梁系统状态向量以及车载观测向量进行离散化处理；

步骤四：根据上一时刻的系统状态最优估计预测当前时刻的系统状态根据上一时刻的协方差矩阵最优估计预测当前时刻的协方差矩阵

步骤五：基于计算当前时刻系统状态向量的最优估计并根据计算当前时刻协方差矩阵的最优估计

步骤六：计算当前时刻权重矩阵V_k，结合计算出当前时刻轨道不平顺的最优估计

步骤七：重复步骤二～六，直至tT，将计算所得的当前时刻轨道不平顺的最优估计输出；

其中，T为识别已选定轨道区段的轨道不平顺需要的总时间。

较为优选的，所述步骤一包括采集车辆的车体竖向位移y_c、车体转动角度θ_c、车体竖向速度车体转动速度车体竖向位移加速度和车体转角加速度

较为优选的，所述辆-桥梁系统的时变运动方程为：