[发明专利]一种轨道结构病害的远程监控预警方法

摘要

本发明公开了一种轨道结构病害的远程监控预警方法，所述远程监控预警方法包括以下步骤：计算不同工况条件下不同机车车辆运行时的正常轨道噪声数据，并将所述正常轨道噪声数据作为样本噪声数据；并在所述样本噪声数据的基础上生成轨道线路不同里程的标准噪声数据；利用声传感器采集所述列车运行过程中的车底噪声辐射数据；将所述车底噪声辐射数据与所述标准噪声数据进行对比分析，当所述车底噪声辐射数据与所述标准噪声数据的偏差大于病害阈值时，判定轨道结构出现病害特征。本发明的优点是，将检测装置安装在运行的列车上，可以对轨道的状况进行实时快速检测，解决了人工检测效率低下的问题。

主权项

1.一种轨道结构病害的远程监控预警方法，其特征在于所述远程监控预警方法包括以下步骤：计算不同工况条件下不同列车运行时的正常轨道噪声数据，并将所述正常轨道噪声数据作为样本噪声数据；在列车出发前输入列车型号以及线路资料，并在所述样本噪声数据的基础上生成轨道线路不同里程的标准噪声数据；利用声传感器采集所述列车运行过程中的车底噪声辐射数据；将所述车底噪声辐射数据与所述标准噪声数据进行对比分析，当所述车底噪声辐射数据与所述标准噪声数据的偏差大于病害阈值时，判定轨道结构出现病害特征，并进行报警；其中，所述计算不同工况条件下不同列车运行时的正常轨道噪声数据包括以下步骤：建立列车‑钢轨‑轨道板的耦合分析模型，求解所述列车的车体与转向架之间的作用力、所述列车的车轮与所述轨道之间的轮轨作用力以及作用于所述轨道板上的竖向力；建立所述车体、所述轨道板、所述车轮以及所述钢轨的三维有限元模型，计算所述车体、所述车轮、所述钢轨以及所述轨道板的振动响应；利用边界元的方法，计算车体辐射噪声、车轮辐射噪声、钢轨辐射噪声和轨道板辐射噪声，并利用声学叠加原理以及考虑遮蔽效应将车体底板辐射噪声、车轮辐射噪声、钢轨辐射噪声和轨道板辐射噪声进行时域和频域内的叠加，获得不同工况条件下不同列车运行时的所述正常轨道噪声数据；求解所述车体与转向架之间的作用力、所述轮轨作用力和作用于所述轨道板上的竖向力包括以下步骤：将所述列车用按照指定速度运行于所述钢轨上的多刚体系统进行模拟，所述多刚体系统包括车体、转向架以及车轮；在模拟过程中结合所述车体的质量、前后所述转向架的构架质量、所述车轮的质量以及悬挂系统的质量和阻尼，同时结合所述车体和所述转向架的沉浮运动和点头运动以及所述车轮的竖向振动；将所述钢轨视为连续弹性离散点支承基础上的无线长梁，所述钢轨的下基础沿纵向离散分布；所述列车与所述钢轨之间的耦合作用通过轮轨接触实现；将所述轨道板视为刚性支承块，其具有垂向运动自由度；将所述轨道板与路基之间的连接视为线性弹簧和阻尼元件；结合轨道不平顺、车轮不平顺、轴重以及行车速度，计算所述车体与所述转向架之间的动态作用力、轮轨之间的竖向动态作用力以及作用于所述轨道板上的竖向动态力。