軌道高低不平順動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著高鐵技術(shù)的成熟和發(fā)展，中國的主要軌道線路已經(jīng)逐漸被高鐵所替代。然而機(jī)車速度的不斷提高對(duì)軌道的平順性要求更為嚴(yán)格，尤其是軌道高低不平順，理論研究和工程實(shí)踐已經(jīng)證明，軌道高低不平順是引起機(jī)車車輛產(chǎn)生振動(dòng)、引起輪軌作用力增大、導(dǎo)致行車速度受限的主要因素。目前大多數(shù)小型軌道檢測設(shè)備采用弦測法對(duì)軌道高低不平順進(jìn)行檢測，并基于頻率采樣法設(shè)計(jì)相應(yīng)的FIR逆濾波器來對(duì)弦測的畸變波形進(jìn)行復(fù)原，計(jì)算量較大，而且忽略了預(yù)處理過程對(duì)復(fù)原精度的影響，導(dǎo)致軌道

2、高低不平順檢測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性不高。為了真實(shí)反映軌道的高低不平順情況，本文在中央國有資本經(jīng)營預(yù)算支出項(xiàng)目“鋼軌高效輕量化銑磨作業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化”的背景下，研究軌道高低不平順檢測方法和軌道高低不平順信號(hào)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
　　本文研究內(nèi)容主要包括:
　　1)搭建軌道高低不平順數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，獲取軌道高低不平順數(shù)據(jù)，為后續(xù)檢測信號(hào)的數(shù)據(jù)處理算法研究提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　2)從檢測信號(hào)的采集、預(yù)處理、數(shù)字濾波處理等3方面

3、研究了軌道高低不平順的檢測與數(shù)據(jù)處理方法。在軌道高低不平順信號(hào)的數(shù)據(jù)預(yù)處理過程中，針對(duì)信號(hào)非線性趨勢項(xiàng)，提出了一種基于小波變換的稀疏最優(yōu)化方法(WT-SO:WaveletTransform-Sparse Optimization)。該方法通過設(shè)置兩個(gè)邊界約束條件，求取l1范數(shù)稀疏最優(yōu)解重構(gòu)信號(hào)趨勢項(xiàng)。在檢測信號(hào)的復(fù)原階段，基于最小二乘法設(shè)計(jì)FIR逆濾波器復(fù)原畸變波形。它只關(guān)注于關(guān)鍵頻率點(diǎn)處的幅頻響應(yīng)與脈沖響應(yīng)的對(duì)稱性，不用考慮相頻響應(yīng)的

4、計(jì)算，較頻率采樣法更為簡單方便。
　　3)根據(jù)鋼軌打磨的測量及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)BS EN13231-3∶2006，設(shè)計(jì)FIR濾波器，將檢測信號(hào)分解為波長范圍在30-100mm，100-300mm，300-1000mm的信號(hào)，結(jié)合移動(dòng)波深幅值有效值平均值(RMS:Root mean square)和移動(dòng)波深幅值峰-峰平均值(PPR:Moving average of peak-to-peak amplitude)評(píng)價(jià)該段軌道的高低不平順情況