專利名稱：一種軌道不平順幅值安全域估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軌道交通安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軌道不平順幅值安全域估計方法。
背景技術(shù)：
安全和高速是高速鐵路建設(shè)首先要考慮的核心問題，提供運行速度快、安全可靠性高及乘坐舒適度好的軌道，也是高速鐵路建設(shè)和管理的最基本目標(biāo)。軌道的平順性直接關(guān)系到列車運行品質(zhì)和輪軌間作用力，是引起機車車輛振動的主要根源，大幅值的軌道不平順不但嚴(yán)重影響乘車舒適度而且危及行車安全，因此良好的軌道平順狀態(tài)是降低輪軌作用力、保證行車安全的重要條件。故確定軌道不平順幅值的量化管理標(biāo)準(zhǔn)具有重要意義。隨著鐵路運行速度的不斷提高，對軌道平順性的要求也愈加嚴(yán)格，各鐵路大國均投入大量的人力物力對軌道不平順的監(jiān)測和管理進(jìn)行深入研究。F. CHELI等分析了不同運行速度時不同波長的軌道不平順對脫軌危險性的影響；Alfi S等基于數(shù)值實驗，給出了一個波長大于20m的長波不平順估計方法；練松良等模擬仿真客貨車動力系響應(yīng)，歸納出了客貨共運線路的軌道不平順不利波長的范圍；吳旺青通過速度、不平順幅值和波長等多種組合條件下的仿真，提出了秦沈客運專線綜合試驗段軌道不平順管理標(biāo)準(zhǔn)建議值；李明華等通過建立整車模型和對運動方程的求解，探討了軌道高低不平順對列車垂向加速度的影響，提出300km/h速度時應(yīng)滿足的軌道最大高低不平順幅值；陳果等建立了車輛/軌道垂橫耦臺模型.在充分考慮多種波長并存的情況下，仿真計算了 250km/h高速鐵路各種軌道不平順的管理目標(biāo)值；管震舜通過對比分析在各種類型的軌道不平順條件下高速客車動力響應(yīng)的計算結(jié)果，找出了不利的軌道不平順類型及不利波長等重要參數(shù)。上述技術(shù)均對軌道不平順及其影響進(jìn)行了詳細(xì)分析，但均是分別考察某一速度下，某一類型或某一波長或某幅值范圍內(nèi)的軌道不平順對車輛運行的影響，忽略了對各類型、各波長及各幅值的軌道不平順耦合后對車輛整體運行狀況的影響，不能完整準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)實際運行情況，降低了成果在工程實踐中應(yīng)用的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述背景技術(shù)中提到現(xiàn)有軌道不平順方法不能全面考慮軌道各因素、不能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)實際運行情況等不足，本發(fā)明提出了一種軌道不平順幅值安全域估計方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種軌道不平順幅值安全域估計方法，其特征是該方法包括以下步驟步驟I :建立輪軌動力學(xué)仿真模型；步驟2 :將軌道不平順數(shù)據(jù)輸入輪軌動力學(xué)仿真模型，得到脫軌系數(shù)、輪重減載率和輪軌橫向力，并對脫軌系數(shù)進(jìn)行平滑處理； 步驟3 :利用輪重減載率、輪軌橫向力和平滑處理后的脫軌系數(shù)對軌道不平順數(shù)據(jù)的幅值進(jìn)行一次標(biāo)記；
步驟4 :在步驟3的基礎(chǔ)上對軌道不平順數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對網(wǎng)格內(nèi)的軌道不平順數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，得到網(wǎng)格的危險點分布比率，根據(jù)所確定的危險點分布比率閾值完成對軌道不平順數(shù)據(jù)的二次標(biāo)記；步驟5 :利用經(jīng)過二次標(biāo)記的軌道不平順數(shù)據(jù)的幅值訓(xùn)練支持向量機分類器；步驟6 :對訓(xùn)練后的支持向量機分類器進(jìn)行測試，若達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)，則此時的支持向量機分類器可用；否則，則返回步驟5。所述脫軌系數(shù)的計算公式為
權(quán)利要求
1.一種軌道不平順幅值安全域估計方法，其特征是該方法包括以下步驟 步驟I:建立輪軌動力學(xué)仿真模型； 步驟2 :將軌道不平順數(shù)據(jù)輸入輪軌動力學(xué)仿真模型，得到脫軌系數(shù)、輪重減載率和輪軌橫向力，并對脫軌系數(shù)進(jìn)行平滑處理； 步驟3 :利用輪重減載率、輪軌橫向力和平滑處理后的脫軌系數(shù)對軌道不平順數(shù)據(jù)的幅值進(jìn)行一次標(biāo)記； 步驟4 :在步驟3的基礎(chǔ)上對軌道不平順數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對網(wǎng)格內(nèi)的軌道不平順數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，得到網(wǎng)格的危險點分布比率，根據(jù)所確定的危險點分布比率閾值完成對軌道不平順數(shù)據(jù)的二次標(biāo)記； 步驟5 :利用經(jīng)過二次標(biāo)記的軌道不平順數(shù)據(jù)的幅值訓(xùn)練支持向量機分類器； 步驟6 :對訓(xùn)練后的支持向量機分類器進(jìn)行測試，若達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)，則此時的支持向量機分類器可用；否則，則返回步驟5。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軌道不平順幅值安全域估計方法，其特征是所述脫軌系數(shù)的計算公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軌道不平順幅值安全域估計方法，其特征是所述輪重減載率的計算公式為
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軌道不平順幅值安全域估計方法，其特征是所述平滑處理的公式為
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軌道不平順幅值安全域估計方法，其特征是所述危險點分布比率的計算公式為
全文摘要
本發(fā)明公開了軌道交通安全技術(shù)領(lǐng)域中的一種軌道不平順幅值安全域估計方法。本發(fā)明首先建立輪軌動力學(xué)仿真模型；將軌道不平順數(shù)據(jù)輸入輪軌動力學(xué)仿真模型，得到脫軌系數(shù)、輪重減載率和輪軌橫向力，并對脫軌系數(shù)進(jìn)行平滑處理；然后對軌道不平順數(shù)據(jù)進(jìn)行一次標(biāo)記；對軌道不平順數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對網(wǎng)格內(nèi)的軌道不平順數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，得到網(wǎng)格的危險點分布比率，完成對軌道不平順數(shù)據(jù)的二次標(biāo)記；接著訓(xùn)練支持向量機分類器；最后對訓(xùn)練后的支持向量機分類器進(jìn)行測試，若達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)，則此時的支持向量機分類器可用；否則，重新訓(xùn)練支持向量機分類器。本發(fā)明可用于高速鐵路軌道幾何狀態(tài)對行車安全影響的定量評價。
文檔編號G06F19/00GK102622519SQ20121006202
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者廖貴玲, 張媛, 秦勇, 賈利民, 邢宗義, 陳波 申請人:北京交通大學(xué)