基于车辆动态响应的轨道不平顺智能感知算法研究

《基于车辆动态响应的轨道不平顺智能感知算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、；妻京交博士学位论文基于车辆动态响应的轨道不平顺智能感知算法研究ResearchonIntelligentSensingAlgorithmofTrackIrregularityBasedonVehicleDynamicResponses作者：史红梅导师：曾广商教授北京交通大学2012年10月学位论文版权使用授权书l螋嬲本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复E

2、IJ件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：史啪-％-7--R期：山I上年／f月如日导师签签字日期中图分类号：U216．3，U298UDC-629学校代码：10004密级：公开北京交通大学博士学位论文基于车辆动态响应的轨道不平顺智能感知算法研究ResearchonIntelligentSensingAlgorithmofTrackIrregularityBasedonVehicleDynamicResponses作者姓名：史红梅导师姓名：曾广商学位类别：工学学号：04116277职称：教授学位级别：博士学科专业：载运工具运

3、用工程研究方向：检测与诊断北京交通大学2012年10月致谢本论文是在导师曾广商院士的关心鼓励和教诲指导下完成的，从论文选题到论文完成都给予了我耐心的指导。曾院士渊博的学识、严谨的工作态度、敏锐的科学思维、高屋建瓴的指导思想和富有启发性的分析将使我受益终生。在此，谨向我的导师曾广商院士致以最诚挚、最衷心的感谢。李长春教授、徐宇工教授、李强教授、任尊松教授在百忙之中对我论文的选题和研究工作给予了许多的宝贵意见和帮助，在此表示衷心感谢。特别感谢李长春教授在我攻读博士期间给予的鼓励和支持，和一直以来对我工作学习上的帮助。感谢团队负责人余祖俊教授对我论文研究工

4、作给予的宝贵意见和帮助，以及多年来在工作和生活上的支持和帮助。感谢朱力强副教授和郭保青博士对我论文研究工作给予的宝贵意见和帮助。另外感谢我所在团队轨道交通智能检测研究所的各位研究生同学的帮助。感谢学院领导对我在职攻读博士学位期间给予的支持和帮助，感谢测控系各位老师在我论文撰写期间对我工作的支持。感谢我的父母和家人多年来对我生活上的照顾和无私帮助，在我遇到困难和挫折时，他们总是默默的陪在我的身边，给予我精神上莫大的支持，也激励我努力工作的同时尽快完成学业。感谢在百忙之中对我的论文进行评阅和指导的各位专家、教授。最后，衷心感谢所有曾经帮助过我的同事、同学

5、和朋友，衷心祝愿每一个人健康幸福。中文摘要轨道交通是我国最重要的交通运输方式，是国民经济和社会发展的命脉。随着列车运行速度、运载重量和运输密度的大幅度提高，车辆与轨道结构之间的动态相互作用日益增强，导致车辆对线路结构的动力破坏作用也越严重，而线路状态的恶化反过来影响列车运行的安全性和乘坐舒适性，因此及时掌握线路状态对于保证列车运行安全和合理制定维修计划具有重要意义。本文以轨道不平顺为研究对象，结合车辆轨道耦合模型，研究了～种基于车辆振动动态响应的轨道不平顺智能感知算法，能够实现运营列车以不同速度通过线路时轨道不平顺的获取，弥}bT轨检车或综合检测车检

6、测周期内轨道不平顺状态无法获知的不足，对于保证行车安全、线路设计、养护维修等具有重要的理论意义和现实意义。论文首先在已有车辆轨道耦合模型的基础上，仿真分析了不同线路(不同轨道不平顺)、不同列车运行速度、不同车辆类型作用下车辆轨道动态振动特性，进～步明确了论文的研究意义，同时为后面轨道几何不平顺的估计提供了仿真数据。为实现利用运营车辆的车辆振动响应感知轨道几何静态不平顺，论文提出了一种基于微种群遗传算法和车辆轨道耦合模型相结合的轨道几何静态不平顺估计算法，将轨道几何静态不平顺看做车辆轨道耦合模型非线性系统的～个参数，进而将轨道不平顺求解转换为模型参数的

7、估计。参数估计准则采用车辆轨道耦合模型与车辆测量模型输出之差平方和最小，利用遗传算法在解空间内直接搜索轨道静态不平顺的最优解。由于车辆轨道耦合模型动力学方程为大型非线性方程组，为缩短计算时间和计算量，论文研究了改进的微种群遗传算法，撇弃了一般微种群遗传算法中的重启步骤，增大了变异概率，在进化过程中使用了最优保留策略，仿真计算结果表明估计的轨道几何静态不平顺在检测误差允许范围内。轨道基础结构缺陷引起的刚度突变是造成轨道刚度不平顺的主要原因，在列车通过时会引起较大的动态不平顺。论文在分析了轨道基础结构缺陷下车辆轨道动态响应的基础上，提出了一种基于支持向量

8、机和车辆振动响应进行轨道刚度突变的识别算法，为了提高轨道刚度不平顺的识别率和分类准确性，在支持向量机的参数选