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原文传递基于轨道检测数据的大机捣固作业效果研究

论文题名：	基于轨道检测数据的大机捣固作业效果研究
关键词：	普速铁路;捣固作业;轨道不平顺;功率谱密度;动力学评估
摘要：	有砟轨道作为一种传统轨道结构，在我国普速铁路系统中占据着较高比例。为了有效改善此种轨道结构几何质量状态，各路局逐渐在捣固作业过程中采取了精测精捣技术。然而，由于我国对捣固模式的运用和评估尚未出台科学的指导意见，各路局在进行作业时所采用的捣固模式不同，导致作业效率和效果参差不齐。为此，本文基于大量轨道检测数据，利用数据分析、力学仿真相结合的方法，提出一种考虑波长因素的大机捣固作业评价指标，并基于此指标实现对路局不同精测精捣组合作业模式的效果评估，以此来指导路局科学采用合适的组合作业模式，实现降本增效的目的。主要研究内容及结论如下：　　（1）轨道几何不平顺静动态检测数据特征分析。　　基于现代统计学理论与方法，针对轨道检测数据出现异常的情况，本文对轨道不平顺数据预处理方法进行了分析，并借此对实测数据进行了相应预处理。之后，本文基于轨道质量指数，对不同检测波长下TQI的变化情况以及不同捣固模式下TQI及其分项的变化情况进行了分析。研究发现，随着轨检车检测截止波长的提高，TQI的数值整体变大，并由此初步掌握了大机捣固作业的改善效果。接下来，本文利用Welch法对绝对测量和相对测量下的轨道不平顺功率谱密度进行了计算分析，从而获取了不同捣固模式的轨道谱特征。研究发现，大机捣固作业对于高低和轨向不平顺的改善效果较为明显，对于水平和三角坑不平顺在一定波长范围内具有改善效果，对于轨距不平顺不具有改善效果。　　（2）考虑波长因素的大机捣固作业评价指标研究。　　基于大机捣固作业数据，本文以小波分析理论为基础，提出了一种考虑波长因素的大机捣固作业评价指标EIR，并对该指标的定义以及计算方法进行了详细的阐述。接下来，本文对不同捣固模式下的各项轨道不平顺能量情况进行了分析，从而掌握了不同模式捣固作业前后轨道不平顺的能量变化情况。之后，本文结合大机捣固作业评价指标EIR的计算公式，对不同捣固模式下相应轨道不平顺能量的改善情况进行了计算，从而得到了不同精测精捣组合作业模式的作业效果，最后将其和TQI的分析计算结果进行了对比，以此验证了结果的有效性。　　（3）不同捣固作业模式下车辆动力学响应研究。　　基于多体系统动力学理论，本文结合相关车辆参数，利用SIMPACK软件建立了车辆动力学仿真分析模型，并通过实测的车体垂向加速度数据对建立的动力学模型从时域和频域两个角度分别进行了验证。接着，本文基于建立的动力学仿真分析模型，结合普速铁路实际运营条件，以不同车速对三种捣固模式下的轨道不平顺进行了动力学仿真分析计算，由此得到了不同捣固模式下各项车辆运行安全性指标以及平稳性指标统计峰值的变化规律。
作者：	孟志博
专业：	交通运输
导师：	辛涛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2023