[发明专利]轨道车辆横向动力学性能地面监测评估方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种轨道车辆横向动力学性能地面监测评估方法。

背景技术

车辆运行安全评估一般有标准动力学试验及地面监测两种形式。

标准动力学试验，是在被测车辆上安装测力轮对、加装速度计、位移计等传感器，在正线上试验，得到试验值(又称真值)，将试验值依照标准(例如GB/T5599-1985《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》)要求来评估车辆的横向动力学性能；其测量的特征值如脱轨系数最大值、平均值、方差等反映了被测车辆横向动力学特征。标准动力学试验能得到被测车辆在所有正常线路下的安全情况，但是由于需要在每个被测车辆上均安装传感器，因此其运用成本很高。

轨道车辆横向动力学地面监测方法是，在轨道上安装监测设备，能提供通过该监测设备数米范围内的所有车辆的轮轨力等数据。换句话说，轨道车辆横向动力学地面监测由于能直接提供车辆的轮轨力、脱轨系数等安全关键参数、具有较高的监测频次且运用成本低廉，目前已成为轨道车辆，特别是货车的主流安全监测手段。但是，轨道车辆横向动力学地面监测只能提供车辆通过监测设备时数米范围内的监测值，并不能提供车辆在所有正常线路下的监测值，因此其监测具有一定的局限性。

目前，标准动力学试验和轨道车辆横向动力学地面监测结果之间没有明确的对应关系，如此限制了轨道车辆横向动力学地面监测在货车安全监测运用中的深化，限制了该技术在中、高速客车安全监测中的推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种轨道车辆横向动力学性能地面监测评估方法，其能建立地面监测与标准动力学试验之间的数值关系，以利用地面监测进行车辆的横向动力学评估。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现，一种轨道车辆横向动力学性能地面监测评估方法，包括步骤：

A、获得某一类型车辆的基础数据，所述基础数据包括有效监测速度级下的地面监测数据x，评估速度级下的标准横向动力学试验数据y，以及对应的横向动力学特征参数θ；

B、分别生成各个评估速度级下上述类型车辆标准横向动力学试验数据y关于横向动力学特征参数θ的第一种条件概率密度函数p(y|θ)；

C、分别生成各个有效监测速度级下上述类型车辆地面监测数据x关于横向动力学特征参数θ的第二种条件概率密度函数p(X|θ)；

D、依据上述第二种条件概率密度函数p(X|θ)及对应的地面监测数据，生成上述类型车辆的横向动力学特征参数θ的概率密度函数p(θ)；

E、根据贝叶斯估计推论，对任一个属于上述类型车辆的车辆，将其有效监测速度级下地面监测数据序列Xc结合第二种条件概率密度函数p(X|θ)和概率密度函数p(θ)，得到该车辆的横向动力学特征参数分布，所述序列Xc是对x的n次独立测量；

F、通过该车辆的横向动力学特征参数分布和第一条件概率密度函数，得到所述车辆在评估速度级下标准横向动力学参数分布，根据标准进行评估。

在优选的实施方式中，评估速度级下第一种条件概率密度函数和/或第二种条件概率密度函数的生成步骤包括：

G1、将上述类型车辆某速度级下的地面监测数据x和标准横向动力学试验数据y对不同的横向动力学特征参数θ，采用非参数方法生成初步的概率密度函数；

G2、对初步的概率密度函数依据横向动力学特征参数θ累加生成累积概率数据；

G3、对等累积概率数据依据横向动力学特征参数θ进行多项式拟合，生成拟合数据；

G4、对拟合数据累减生成待插补样本数据；

G5、将待插补样本数据进行平滑及标准图像插补计算；

G6、将图像插补结果归一化处理，得到该速度级下地面监测数据x和标准横向动力学试验数据y关于横向动力学特征参数θ的条件概率密度函数。

在优选的实施方式中，上述步骤G1中的非参数方法采用Parzen窗法。

在优选的实施方式中，上述基础数据中的地面监测数据x和标准动力学试验数据y，依据标准通过标准横向动力学试验或数值仿真的方式获取。

本发明的评估方法的特点及优点是：

1、建立了车辆横向动力学地面监测结果与标准横向动力学试验结果间的概率数值关联；

2、由于利用多次监测数据进行评估，所得到的评估结果稳定，并且可以结合不同的速度级进行评估，提高评估的时效性；

3、采用本发明得到的结果，可以引用现有的车辆横向动力学标准进行最终的评判；

4、本发明是一个通用的方法，可以用于货车的评估也可用于客车的安全评估。

附图说明