目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 軌道檢測概述 2
1.1.1 軌道不平順的基本知識 2
1.1.2 軌道病害的基本知識 6
1.1.3 道岔的基本知識 9
1.1.4 軌道質量指數(shù)的基本知識 14
1.2 軌道檢測技術的國內外研究現(xiàn)狀 15
1.2.1 不平順檢測 15
1.2.2 軌道病害研究 16
1.2.3 道岔病害研究 17
1.2.4 TQI預測 20
1.3 本書的主要內容 21
參考文獻 22
第2章 城軌車輛動力學模型 27
2.1 城軌車輛垂向懸掛系統(tǒng)動力學建模 27
2.1.1 城軌車輛垂向懸掛系統(tǒng)的微分方程描述 27
2.1.2 城軌車輛懸掛系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型與頻域響應分析 30
2.1.3 基于功率譜函數(shù)的軌道模擬及車輛模型時域響應仿真 34
2.1.4 模型的特點與局限 35
2.2 城軌車輛橫向動力學分析 35
2.2.1 整車橫向動力學系統(tǒng)的微分方程描述 35
2.2.2 整車橫向動力學系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型 39
2.2.3 整車橫向動力學系統(tǒng)的頻域響應分析 43
2.3 SIMPACK域軌車輛整車動力學仿真實驗模型 48
2.3.1 SIMPACK軟件介紹 48
2.3.2 城軌車輛整車動力學仿真實驗模型的搭建 50
2.4 本章小結 52
參考文獻 53
第3章 軌道檢測數(shù)字信號處理基礎 54
3.1 時域分析理論 54
3.2 頻域分析理論 55
3.2.1 頻譜分析 55
3.2.2 頻域特征值 56
3.3 小波分析的基本原理 57
3.3.1 連續(xù)小波變換 58
3.3.2 小波包分解 58
3.4 希爾伯特一黃變換 60
3.5 支持向量機的基本原理 65
3.5.1 支持向量機概述 65
3.5.2 支持向量機分類原理 66
3.6 本章小結 67
參考文獻 67
第4章 基于運營車輛的軌道不平順檢測系統(tǒng)與超限等級標準 69
4.1 軌道不平順檢測系統(tǒng)的組成 69
4.2 傳感器的選用標準 71
4.3 軌道不平順檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設備 71
4.4 軌道不平順檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理設備 72
4.5 軌道不平順檢測系統(tǒng)軟件 73
4.6 軌道動態(tài)不平順超限等級標準概述 75
4.7 軌道不平順檢測數(shù)據(jù)及處理流程 76
4.8 軌道不平順數(shù)據(jù)分析舉例及超限等級標準制定 77
4.8.1 高低不平順數(shù)據(jù)分析及超限等級標準制定方法 78
4.8.2 軌向不平順數(shù)據(jù)分析及超限等級標準制定方法 80
4.9 軌道木平順檢測系統(tǒng)超限等級標準可用性驗證 83
4.10 軌道不平順檢測系統(tǒng)檢測可重復性驗證 84
4.11 本章小結 94
參考文獻 94
第5章 鋼軌健康狀態(tài)檢測 95
5.1 各項軌道不平順振動譜分析 95
5.1.1 軌道不平順度簡介 95
5.1.2 軌道不平順的分類 96
5.2 基于轉向架振動加速度譜的鋼軌健康狀態(tài)分析 100
5.3 基于均方根及峰峰值的鋼軌健康狀態(tài)分析 107
5.4 本章小結 110
參考文獻 110
第6章 鋼軌核傷建模與檢測技術研究 111
6.1 鋼軌核傷病害 111
6.1.1 鋼軌核傷的產(chǎn)生機理及擴展 111
6.1.2 鋼軌核傷擬合模型 113
6.1.3 SIMPACK彈性體建模 114
6.2 基于核傷鋼軌的整車動力學模型 115
6.2.1 剛性輪軌接觸模型的建立 115
6.2.2 車輛仿真模型的建立 117
6.2.3 存在核傷病害的彈性鋼軌建模 119
6.3 鋼軌核傷處轉向架加速度信號的時頻分析 121
6.3.1 時域分析 121
6.3.2 頻域分析 123
6.3.3 不同車速下的車輛轉向架振動加速度信號時頻特性 127
6.4 小波分析與希爾伯特一黃變換在鋼軌核傷檢測中的應用 131
6.4.1 小波分析在鋼軌核傷檢測巾的應用 131
6.4.2 希爾伯特黃變換在鋼軌核傷檢測巾的應用 137
6.4.3 系統(tǒng)模態(tài)分析 143
6.5 本章小結 146
參考文獻 147
第7章 波浪形磨耗建模與檢測技術研究 149
7.1 基于SIMPACK的鋼軌波浪形磨耗建模 149
7.1.1 鋼軌波浪形磨耗病害 149
7.1.2 基于波磨鋼軌的整車動力學模型 151
7.2 銅軌波磨處轉向架加速度振動信號的時頻分析 153
7.2.1 時域分析 153
7.2.2 頻域分析 155
7.3 小波分析 156
7.4 希爾伯特一黃變換分析 160
7.5 本章小結 163
參考文獻 163
第8章 軌縫低接頭病害建模與檢測技術研究 164
8.1 基于SIMPACK的軌縫低接頭建模 164
8.1.1 軌縫低接頭的形成 164
8.1.2 鋼軌軌縫低接頭擬合模型 164
8.2 軌縫低接頭處轉向架加速度振動信號的時域分析 166
8.3 軌縫低接頭處轉向架加速度振動信號的功率譜密度分析 168
8.4 軌縫低接頭處轉向架加速度振動信號的小波分析 169
8.5 軌縫低接頭處轉向架加速度振動信號的希爾伯特一黃變換 172
8.6 上海地鐵1號線實際數(shù)據(jù)分析 174
8.7 本章小結 183
參考文獻 183
第9章 車輛一道岔病害建模與檢測技術研究 184
9.1 道岔建模 184
9.1.1 道岔的構造 184
9.1.2 道岔建模原理 185
9.1.3 道岔病害的模擬 190
9.2 轉向架振動加速度信號分析 194
9.2.1 尖軌不密貼信號分析 194
9.2.2 尖軌軋傷信號分析 198
9.2.3 叉心沉落信號分析 202
9.2.4 導曲線反超高 207
9.3 基于SVM的道岔病害識別 211
9.4 模型驗證及可行性分析 224
9.4.1 基于實驗臺的模型驗證 225
9.4.2 工程應用可行性分析 235
9.5 本章小結 244
參考文獻 244
第10章 神經(jīng)網(wǎng)絡預測TQI 245
10.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測TQI 245
10.1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡簡介 245
10.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡輸入、輸出樣本 246
10.1.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡結構設計 247
10.1.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測流程 249
10.1.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測結果 249
10.1.6 網(wǎng)絡輸入樣本優(yōu)化及預測結果 250
10.2 灰色神經(jīng)網(wǎng)絡預測TQI 252
10.2.1 灰色神經(jīng)網(wǎng)絡 252
10.2.2 遺傳算法優(yōu)化的灰色神經(jīng)網(wǎng)絡 255
10.3 泛化回歸神經(jīng)網(wǎng)絡預測TQI 258
10.4 支持向量機神經(jīng)網(wǎng)絡預測TQI 260
10.5 本章小結 263
參考文獻 264