基于轨道轮轨力连续测试的车辆运行状态地面安全监测系统的研究

地铁轨道动态检测技术的发展及研究摘要：轨道是地铁运营的基础，其质量直接决定着地铁能否安全、稳定地运行，因此有必要做好对轨道检测技术的研究。

本文对地铁轨道动态检测技术的发展展开研究。

从基于陀螺仪的动态低速检测、基于真实路况的车载动态检测、基于手机传感器的动态添乘检测三个方面，探讨地铁轨道动态检测技术的发展。

期望本文能够为相关工作者带来一定的参考。

关键词：地铁；轨道；动态检测技术引言：近年来我国民众的出行节奏越发频繁，对地铁的稳定性、舒适性的要求也越来越高。

加强对地铁轨道动态检测技术的应用，有利于提升检测人员查找轨道病害的准确性，为地铁轨道病害修复工作带来有力的支持。

但当前我国应用较多的地铁轨道动态检测技术，在数据真实性、时效性、成本低廉性等方面多少都存在一定不足，有必要进一步研究，提升检测效果。

1.基于陀螺仪的动态低速检测在当前的地铁轨道动态检测中，应用大型轨检车检测，通常会用到惯性基准法、弦测法两种方法。

我国地铁轨道动态检测对第一种方法的应用较多，在长时间的发展下，已经出现了第六代GJ-6型。

该系统主要借助模拟信号的光纤陀螺、加速度计、位移计等工具，完成对轨道的动态检测，检测人员可综合采用惯性测量技术、激光摄像检测技术、数字相机、数字图像处理技术，经AD转换后，运用计算机完成各项数据处理、波形显示、数据存储以及超限判断，得知地铁轨道的精确情况[1]。

这一技术在实际应用中，具有检测范围广、精确度高、效率高等多种优势。

但是，当前我国的地铁轨道检测工作，往往会用到工程车来拖动网轨检测车，这就涉及到一个问题：国内大多数地铁对工程车的运行都有速度限制，而在道岔路段，若轨道检测车的速度下限小于临界值，就会导致检测结果不准确，或者出现漏检等一系列情况，甚至为检测人员带来一些安全隐患。

因此，目前技术研发人员在研究弦测法与惯性基准法的基础上，研发出了一种基于陀螺仪的轨道高低不平顺低速检测方法。

这与弦测法下的高低不平顺检测方法具有突出的不同。

轮轨关系是轨道交通区别于其他交通方式的核心所在，轨道交通车辆通过近似锥形踏面的车轮与钢轨的准刚性滚动接触，具有阻力小、运量大、经济性好的特点，但因轮轨间准刚性接触，轮轨磨耗不可避免。

如何降低轮轨间的异常磨耗，各国均开展了相关研究。

从车辆角度来讲，一方面，轮对踏面故障会导致轮轨磨耗异常增加，如踏面损伤（不圆、擦伤、剥离、碾堆、局部凹陷等）会导致强烈轮轨垂向作用，产生较大轮轨冲击力，加剧对车辆部件和轨道的磨耗、伤损；另一方面，车辆参数不合理，如轮轨匹配、构架对轮对的约束、车体对构架的约束等，可能导致轮轨磨耗增加、车辆运行稳定性下降。

上述问题均会导致运营成本的增加，严重时可能危及行车安全[1-2]。

因此，车轮踏面损伤、车辆横向动力学性能不良是影响车辆正常运用的关键因素，必须进行深入研究、有效监控，在保证运营安全的前提下提高车辆的维修经济性。

1 地面轮轨力监测系统（TPDS）概述1.1 测试原理T P D S采用“剪力+支撑力”的连续轮轨力测试原理[3-5]，连续测区长度达到米级（见图1、图2），测区长TPDS在城轨车辆状态监控中的应用展望■　李旭伟 秦菊 陈天柱 于国丞 李甫永摘 要: 轨道车辆和线路的作用问题是轨道交通轮轨接触式运输的基本问题，减少轮轨间的异常磨耗是保证运营安全、提高车辆维修经济性的关键。

阐述地面轮轨力监测系统（TPDS）的测试原理、在铁路动客货车车辆运行安全监控方面发挥的重要作用，以及在指导车辆造修方面取得的效果。

因城市轨道交通车辆同样存在轮轨磨耗问题，提出将TPDS轮轨力测试技术及装备应用于城市轨道交通，并进行车辆状态实时在线监控的展望。

关键词：城轨车辆；踏面损伤；轮缘磨耗；TPDS；轮轨力；监测；全连续中图分类号：U279.3 文献标识码：A 文章编号：1672-061X（2016）06-0068-04图1 五单元测区连续布置垂向力原理图图2 五单元测区连续布置横向力原理图轮质量P速度v0.61.21.21.21.21.2一测区二测区三测区四测区五测区轮质量P 横向力影响线单位：mQQ度6 m；由于TPDS连续轮轨力测区较长，可测得一段较长时间内车轮垂向力增减变化的平均值，而不是波动过程的某个瞬时值，不仅提高检测精度、整个轮周踏面损伤的捕捉率及横向动力学性能的识别，还大大提高了系统适用的速度范围。

轨道交通车辆运行状态监测技术进展及前沿问题分析引言：随着城市化进程的加快和交通需求的不断增长，轨道交通在现代都市生活中扮演着重要角色。

然而，由于车辆运行状态不可控因素和客流量的变化，轨道交通系统的安全性和效率面临许多挑战。

为了确保轨道交通系统的稳定运行以及提供可靠的服务质量，车辆运行状态的监测技术显得尤为重要。

一、轨道交通车辆运行状态监测技术的发展1. 传统的车辆运行状态监测技术传统的车辆运行状态监测技术主要基于人工巡检和固定传感器的数据收集。

人工巡检需要大量的人力和时间，并且存在主观性和不可靠性的问题。

而固定传感器只能提供有限的数据采集范围，无法全面监测车辆的运行状况。

这些传统技术无法满足轨道交通系统运行状态实时监测和故障诊断的需求。

2. 基于物联网的车辆运行状态监测技术随着物联网技术的快速发展，基于物联网的车辆运行状态监测技术逐渐应用于轨道交通系统。

该技术通过传感器、通信设备和计算机技术等组成的系统，可以实时监测车辆的各项指标，包括速度、温度、振动等。

通过数据的采集和分析，可以及时发现故障并进行预警，提高轨道交通系统的安全性和运行效率。

3. 车辆运行状态监测技术的前沿发展车辆运行状态监测技术的前沿发展主要涉及以下几个方面：（1）智能传感器技术：传感器技术的不断进步使得车辆运行状态的监测更加精确和可靠。

智能传感器可以实时采集多种数据，并通过数据分析和处理提供更准确的运行状态信息。

（2）数据挖掘和分析技术：大数据时代的到来为车辆运行状态的监测提供了更多的机会与挑战。

数据挖掘和分析技术可以帮助从庞大的数据中提取有价值的信息，实现对车辆运行状态的全面监测和分析。

（3）人工智能技术：人工智能技术的应用将为车辆运行状态监测带来革命性的变化。

通过机器学习和深度学习等技术，可以实现对车辆运行状态的自动识别和预测，并提供精确的运行状态信息。

二、车辆运行状态监测技术面临的挑战和问题1. 大数据管理和分析问题随着监测技术的发展，产生的数据量呈爆炸式增长。

关于如何提高车辆运行品质轨边动态监测系统（ TPDS）运行质量的思考发布时间：2022-01-05T06:49:19.934Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：张宇[导读] 车辆运行品质轨边动态监测系统 TPDS，是基于轮轨垂向力、横向力连续测量的一种监测设备。

中国铁路北京局集团有限公司天津车辆段天津市 300012摘要：车辆运行安全监控系统（简称 5T 系统）对铁路车辆运行安全进行动态检测，其中车辆运行品质轨边动态监测系统 TPDS 是针对车辆空车脱轨问题而研究开发的一种轨边地面监测系统，设备精密度高、集成化高，对运行中列车起到很好的监控作用。

关键词：安全监控；设备性能；维护管理；技术素质。

1 系统架构车辆运行品质轨边动态监测系统 TPDS，是基于轮轨垂向力、横向力连续测量的一种监测设备。

利用设在轨道上的检测平台，实时在线监测运行中货车轮轨间的动力学参数，并对其运行状态进行分级评判。

并且在此基础上各 TPDS 探测站联网识别运行状态不良车辆，通过对运行状态不良车辆预警、追踪、处理，实现车辆运行全过程把控，并及时推送至各作业场，对状态不良车辆进行处理，从而减少车辆提速后空车脱轨事故的发生。

2 保证系统运行质量必要性车辆运行安全监控系统（简称 5T 系统）采用智能化、信息化、网络化技术，实现轨边地面设备对铁路货车运行安全的实时、动态检测，预报准确率高，目前作业场现场作业对 5T 系统的依赖性也越来越大， 5T 系统中的车辆运行状态地面安全监测系统 TPDS，是保障铁路货车运行安全的关键环节之一。

2.1 设备型号老旧。

随着近几年铁路科学技术迅猛发展，探测精度要求越来越高， TPDS 系统的技术性能要求也随之增高，但 TPDS 系统不可能随时更新改造，那么就存在设备超期服役的现象。

一是因系统要求 24 小时开机运行，易造成工控机的性能下降；二是处理数据也越来越复杂、量大，老旧的工控机硬件难以满足软件运行需求，导致软件频繁中止运行，从而造成“设备中断” 问题的频繁发生，严重时更会造成数据处理主机死机，影响系统对车辆运行的正常探测预报。

铁路车辆运行安全监测设备综合监控管理系统关键技术研究摘要：目前，我国铁路客运客站逐渐向空间形态多样化、结构立体化、层次化和多功能性方向发展，其中大跨度、大柱网空间结构体系在站房及无站台柱雨棚开始广泛应用。

大型铁路站房结构人流密集，属于整个交通系统网络的关键节点，受社会关注度高，一旦结构发生破坏将会引起极其严重的后果，造成严重损失的同时，还可能引发严重的社会舆论影响。

因此，铁路客站作为铁路运输的重要组成部分和城市综合交通枢纽，其建设质量和运营安全备受关注。

有必要在大体量和结构复杂的铁路客站前期施工和后期运营过程进行深入研究，运用现代传感技术、振动测试理论、数据传输技术、计算机软硬件技术、信号分析与处理技术等专门学科建立结构健康监测系统，在长期运营过程中实时监测客站的工作运行情况，在结构出现异常受力状态或处于危险时及时发出报警，以便采取相应的应急措施降低人员和财产损失。

关键词：铁路车辆；安全监测设备；监控管理技术引言铁路基础设施检测监测是实现基础设施故障诊断、状态评价、趋势预警，提高维修效率、降低维修成本的重要技防手段。

我国铁路基础设施检测监测技术在近些年得到了长足发展，已形成了一套行之有效的检测监测数据分析、结果应用体系、方法和措施，有效保障了列车安全运营。

但对照基础设施智能运维需求还存在一定差距，尤其在检测监测数据采集、传输、处理和分析的过程中时效性和准确性方面依然存在显著不足。

一体化视频系统在现有综合视频监控系统的基础上进一步扩大了覆盖范围，将目前分散的、自成系统的各类专用视频统一管理，有利于资源集中管理及共享；通过将接入节点集中部署在机房条件和维护条件较好的车站，有利于提升运营维护效率；采用云计算、云存储等技术提高了系统容错纠错能力，提高了系统的安全性、可扩展性、可维护性，有利于提升系统性能；采用H.265等成熟技术，大幅降低了资源占用，有利于节约工程投资。

1.重载铁路健康管理（PHM）平台重载运输在提高运输效率、增加经济效益和降低物流运输成本方面起着至关重要的作用，这也是我国大力发展铁路货运的主要原因。

城市轨道交通车辆运行品质轨边动态监测系统（MTPDS）及应用作者：李旭伟田光荣柴雪松肖齐李甫永凌烈鹏来源：《现代城市轨道交通》2019年第08期摘要：城市轨道交通车辆运行品质轨边动态监测系统（MTPDS）用于识别车轮踏面损伤、多边形磨耗以及运行状态不良的车辆，是确保车辆运行安全的重要技术装备。

介绍其测试原理、功能与构成，并针对某城市轨道交通线路（以下简称“某城轨线”）的应用情况进行相关分析，其数据分析表明：MTPDS能够高效监控车辆的运营状态，有效指导车辆的检修维护，大幅提高车辆运营安全性及维修经济性;同时对车辆的设计、选型等具有重要的指导意义。

关键词：城市轨道交通;车辆;动态检测;踏面损伤;冲击当量中图分类号：U273.10 引言轮轨关系是轨道交通区别于其他交通方式的核心所在，因轮轨间的刚性接触，轮轨磨耗不可避免。

针对如何降低轮轨间的异常磨耗，各国均开展了相关研究。

从车辆角度讲，一方面，轮对踏面故障会导致轮轨磨耗异常增加，如轮对踏面损伤（车轮多边形、局部失圆、擦伤、剥离等）会导致强烈轮轨垂向作用，产生较大的轮轨冲击力，从而加剧车辆和轨道部件的磨耗、伤损[1-2];另一方面，车辆参数不合理，如轮轨匹配不佳等，可能导致轮轨磨耗增加、车辆运行稳定性下降。

上述问题均会导致运营成本增加，严重时可能危及行车安全，因此必须进行有效的控制。

中国铁道科学研究院集团有限公司在客货通用车辆运行品质轨边动态监测系统（TPDS）[3-6]的基础上，攻克了无砟轨道二维传感器、全连续轮轨力测量、电磁兼容、车轮多边形自动识别、城轨车辆运行状态评估等技术，研制出MTPDS系统，并在国内某城轨线进行了运用，效果良好。

1 MTPDS 测试原理准确测量车辆通过时的轮轨力是进行车辆运行品质评判的基本要求。

基于钢轨应变在地面测量轮轨力，其常用技术包括剪力法[7]、弯矩差法、轨腰压缩法、测力垫板法、“剪力+支撑力”准连续测量法[8]和复合测区全连续测量法等[9-11]，经历了由间断测量、准连续测量到全连续测量的发展过程。

高速铁路中的列车位置与运行状态监测与分析随着现代化交通网络的发展，高速铁路成为了重要的交通运输方式之一。

而在高速铁路的运行过程中，准确地监测列车位置与运行状态变得至关重要。

本文将针对高速铁路中的列车位置与运行状态监测与分析进行探讨。

1. 概述高速铁路的运行速度快、运力大，因此对列车的位置和运行状态进行准确监测和分析至关重要。

这有助于提高列车的运行效率和安全性，减少运行事故的发生，并为调度系统提供可靠的数据依据。

因此，高速铁路中的列车位置与运行状态监测与分析是高速铁路运营的核心内容之一。

2. 列车位置监测列车位置监测是通过使用全球定位系统（GPS）和地面监测系统来获取列车准确位置的过程。

目前，高速列车普遍配备有高精度的GPS设备，通过卫星定位技术可以准确获取列车的当前位置信息。

此外，地面监测系统如轮轨力检测器、振动传感器和激光测距仪等，可以监测列车在轨道上的运行状态，包括速度、加速度、振动等参数。

通过这些监测手段的结合，可以实时获知列车的位置信息，并提供给运营调度系统，以便进行列车运行的精确控制和安全保障。

3. 列车运行状态监测列车运行状态监测主要是指对列车的运行过程中涉及的各种状态进行监测和分析。

这些状态包括列车的速度、加速度、车辆振动、空气动力学性能等。

通过对列车运行状态的监测，可以实时分析列车的运行质量和安全性，并及时采取相应的措施进行调整。

例如，当列车的速度超过预设阈值时，系统将发出警报，并自动降低列车速度以确保行车安全。

此外，列车的运行状态监测还可以通过数据分析，提供列车的运行健康状况，以便进行维护和故障排除。

4. 列车位置与运行状态分析列车位置与运行状态的分析可以针对列车的运行效率、运行安全性等方面展开。

一方面，通过对列车位置和运行状态数据的分析，可以对列车的运行效率进行评估。

例如，可以通过分析列车的运行速度和停留时间，评估列车在不同线路段的平均运行速度和停站时间，从而为运营调度提供参考依据，优化列车运行方案。

高速列车轮轨状态监测系统设计与开发随着时代的变迁，人们对于交通方式的要求越来越高。

高速列车的出现为人们带来了更加快捷、便利和安全的出行方式。

而作为高速列车中的核心部分——轮轨系统的运行安全，更是受到了广泛的关注和重视。

为了实现对高速列车轮轨状态的实时监测，轮轨状态监测系统被设计与开发出来。

一、高速列车轮轨状态监测的重要性首先，高速列车的行驶速度较快，一旦轨道、车轮出现问题，将很可能导致灾难性的后果。

而轮轨系统长期以来的磨损、疲劳及其它因素的影响，会引发下列问题：车辆运行不平稳、高速跑动过程中的搏动、轨道及车轮表面的损伤等。

这些问题的出现都会影响高速列车的安全性和舒适性。

其次，随着高速铁路营运的不断推进以及载客量的不断增加，轮轨系统的这些问题也会更加严重。

如果不能及时地监测和修正问题，可能会引发严重的事故，不仅会使铁路企业遭受巨大的经济损失，更会带来对乘客和环境造成恶劣影响。

二、高速列车轮轨状态监测系统的设计为了有效地监测和管理轮轨系统的运行状态，可以采用传感器技术的方法。

高速列车轮轨状态监测系统在设计时需要考虑以下几点：1. 传感器选择和布置：传感器的选取决定了监测系统的精度和可靠性。

可以选择温度传感器、振动传感器和压力传感器等，将其布置在需要监测的位置上，收集到各种数据；2. 数据采集和处理：监测系统通过采集的数据进行处理，得出综合运行指标。

数据采集和处理的过程需要考虑到如何有效地传输数据、如何提高采样频率、如何减小噪声等问题；3. 成本控制：设备的成本是一个重要的考虑因素，虽然高精度的传感器能够提供更加精细的数据，但是选择过于昂贵的器材可能会带来较大的经济成本；4. 多源数据整合：监测系统还需要考虑如何整合来自不同设备的数据并进行综合分析。

同时，也可能需要与列车调度系统等其他系统进行联动。

三、高速列车轮轨状态监测系统的开发高速列车轮轨状态监测系统的开发首先需要对系统架构进行设计，确定系统的功能结构、数据流程、接口和模块间的关系等。

高速轨道交通安全检测系统的轨道状态评估与管理随着高速轨道交通的发展，轨道状态评估与管理对确保交通安全和运行效率起着重要的作用。

高速轨道交通安全检测系统是一种用于监测和评估轨道状况的关键技术。

本文将探讨高速轨道交通安全检测系统中的轨道状态评估与管理的重要性和具体实施方法。

首先，轨道状态评估与管理在高速轨道交通中的重要性不容忽视。

合理的轨道状态评估和有效的管理能够帮助运营方及时发现和修复轨道问题，减少事故风险，确保列车运行的安全。

同时，正确评估轨道状态可以为轨道的维护和修复提供决策依据，确保交通的持续顺畅。

然而，高速轨道交通的轨道状态评估与管理面临许多挑战。

例如，轨道的长期使用可能引起疲劳损伤和裂纹等问题，这些问题往往需要专业设备和技术手段进行检测和评估。

此外，高速轨道交通运营具有高负荷和频繁使用的特点，轨道状态评估与管理需要能够实时监测和快速响应。

为了解决这些问题，高速轨道交通安全检测系统的轨道状态评估与管理可以采用多种技术手段。

一种常用的方法是利用无人驾驶设备和传感器对轨道进行实时监测。

这些设备可以收集轨道上的振动、温度、压力等数据，并通过数据分析算法进行评估，检测轨道问题。

同时，在轨道上安装自动监测系统，可以实时监测轨道的磨损情况，并根据监测结果进行定期维护和修复。

此外，高速轨道交通安全检测系统的轨道状态评估与管理还可以利用人工智能和大数据技术。

通过收集和分析大量的轨道运行数据和维护记录，可以建立轨道状态的历史数据库，并通过人工智能算法进行模式识别和异常检测，预测轨道的潜在问题。

同时，利用大数据分析技术可以对不同区域和时间段的轨道状态进行比较和评估，为轨道的维护和修复提供科学依据。

除了技术手段，高速轨道交通的轨道状态评估与管理还需要政府部门、运营方和维护方的合作与支持。

政府部门应加强对轨道状态评估与管理的监督和规范，推动相关标准的制定和执行。

运营方应投入必要的人力和物力资源，建立专业的轨道检测与评估团队，并定期进行培训和技术更新。

铁路客货车通用运行品质轨边动态监测系统TPDS的研制李甫永;李旭伟;凌烈鹏;秦菊;陈天柱【摘要】客车车轮踏面损伤形式多样，监测主要依靠人工，容易造成漏检，而病害漏检会给行车带来安全隐患。

针对监测铁路客车车轮踏面损伤和车辆动力学性能运行品质的要求，在既有铁路货车 TPDS 的基础上，通过优化电磁兼容设计、建立客车踏面损伤评判模型和改进测试区平台，研制出了客货车通用TPDS。

该系统能够识别铁路客货车车辆运行状态，获得车轮踏面损伤情况，监测车辆超偏载，为铁路客货车行车安全提供技术保障。

%T he tread damage forms of passenger carriage wheel are various and were mainly monitored by artificial detection,which often caused the missing of disease detection and threatened the train operation safety. For the monitoring requirements of passenger carriage wheel tread damage and vehicle dynamic mechanical properties and running performance,the new T PDS for passenger and freight based on the former T PDS of railway freight car was developed by optimizing the electromagnetic compatibility,constructing the passenger carriage wheel tread damage evaluation model and improving the test platform,which can identify the vehicle running state of the railway passenger and freight car,obtain the wheel tread damagedetection,monitor the vehicle overload and unbalanced load,and provide technical support for railway vehicle operation safety.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6页(P130-134,140)【关键词】客货通用;TPDS;电磁兼容;踏面损伤【作者】李甫永;李旭伟;凌烈鹏;秦菊;陈天柱【作者单位】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U216.3铁路客车车轮踏面损伤监测主要依靠人工。

轨检车轮轨力检测系统研制与应用李谷;祖宏林;储高峰;张志超【摘要】轮轨力作为车轮与钢轨的直接作用结果,在车辆系统固定情况下能准确发现识别轨道线路的病害.介绍装备于轨检车的我国自主研发的轮轨力检测系统,主要包括系统构成、工作原理、工作流程、数据分析及轨检评价标准等,并分析不同轨道病害作用下的轮轨力变化规律和特征.采用轮轨力检测系统进行轨道线路质量检查和评判的新方法具有独特的技术优势,更适合于检测识别轨道线路短波不平顺,与传统几何轨检技术相结合能够对我国铁路线路进行全面综合的质量评估,保障铁路运输的安全性与经济性.【期刊名称】《中国铁路》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】5页(P74-78)【关键词】轨检车;轮轨力;测力轮对;轨道病害【作者】李谷;祖宏林;储高峰;张志超【作者单位】中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U2730 引言配备于轨检车上的轮轨力检测系统主要用于检查轨道线路中影响安全性和平稳性的因素，还可对轨道线路的病害或结构性缺陷作出辅助评判。

轮和轨是铁路运输方式下不可分割的一对耦合体，机车车辆在轨道上运行就会在车轮与钢轨之间产生作用力（简称轮轨力），轮轨力是机车车辆车轮与轨道之间相互作用的综合结果，机车车辆运行安全性和平稳性从本质上来说就取决于轮轨相互作用关系是否正常[1-2]。

同一车辆通过不同线路工况（包括病害线路）时会表现出不同的轮轨力响应特征。

根据这一原理，在轨检车上安装轮轨力检测系统，利用连续测量的测力轮对实时检测车轮与钢轨间的相互作用力及其变化过程，可通过对作用力幅值大小和作用过程的分析判断筛选出轮轨间的异常作用现象，为及时发现和准确判明轨道线路上可能存在的缺陷或有害不平顺提供有效信息，有助于及时消除线路病害对机车车辆运行安全性、平稳性的影响。

高速铁路动车组运行状态地面监测系统的研制凌烈鹏;李旭伟;柴雪松;冯毅杰;于卫东;谢锦妹【摘要】研制了一种高速铁路动车组运行状态监测系统。

该监测系统包括安装于轨道上的测试单元、数据采集单元及评判分析软件等。

其工作原理是应用轨道上的测试单元连续测得动车组通过时的轮轨力，根据轮轨力分析动车组的运行状态及车轮伤损状况。

本文介绍该监测系统的技术方案及关键部件的设计与开发。

该监测系统在兰新二线大风专项试验中得以应用及验证，并为兰新二线动车组在大风条件下的运行状态提供了重要的试验数据。

%A running state monitoring system of high speed railway EM U was introduced in this paper,which includes the testing devices on the track,data acquisition devices and evaluation analysis software. T his monitoring system can analyze running state and w heel defects of EM U by consecutive w heel-rail force acquired from testing devices on the track when high speed railway EM U passing through. T he technical scheme and key parts design and development were presented,which have been applied and verified in the gale special test of Lanzhou-Xinjiang No. 2 railway line,and provide important experiment data for EM U running state in windy conditions.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P71-75,83)【关键词】动车组;运行状态;车轮伤损;轮轨力【作者】凌烈鹏;李旭伟;柴雪松;冯毅杰;于卫东;谢锦妹【作者单位】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081【正文语种】中文【中图分类】U238;U211.5随着中国高速铁路的快速发展，动车组运行状态的监测也日益受到重视。

铁路5T系统应用的探讨本文探讨了铁路5T系统的应用现状和信息整合思路。

铁路5T系统是指THDS、TFDS、TADS、TPDS和TCDS这五项铁路车辆安全防范预警系统的统称。

随着铁路运营的发展，列车速度和载重量不断提高，对列车安全提出了更高的要求。

铁路5T设备应运而生，有效地建立了比较全面的车辆安全防范预警体系。

通过采用先进检测技术和人机联控有效监测，5T系统可以预防各种危及行车安全的故障，达到故障隐患的及时发现和早期预警，从而保障铁路运输的安全运行。

在5T系统中，THDS红外线轴温探测系统被认为是最值得投资的也是最必要的设备。

THDS利用轨边红外线热敏或光子探头，对通过车辆每个轴承温度实时检测，并将检测信息实时上传到分局车辆运行安全检测中心，进行实时报警。

由于轴承故障导致的热切轴事故发生非常快，因此建立有效的红外线轴温探测网络，对列车车轴温度变化进行有效监控，对列车运行安全是十分必要和有益的。

在铁路5T系统中，信息整合也是非常重要的。

通过整合不同预警系统的信息，可以更全面地了解列车运行状态，及时发现和预警各种故障隐患，从而保障铁路运输的安全。

因此，铁路5T系统的信息整合应该是一个重要的研究方向。

按照我国铁路货车轴承故障的分类方法，滚动轴承的故障类型主要包括裂损、麻点、剥离、碾皮、磨损、变色、烧附、压痕、凹痕、电蚀、锈蚀、松动、硬损伤等。

然而，并非所有的轴承故障都能够通过声学方法进行诊断。

声学诊断只能探测到在运转中能够引起较大振动和噪声的故障或缺陷，包括内外圈滚道的裂损、剥离、腐蚀、异常磨损、压痕、内圈松动、微振磨蚀、滚子剥离、裂损、腐蚀、保持架裂损以及其他引起较大噪声和影响行车安全的故障。

目前世界上仅有两种产品化的货车轴承早期故障声学监测诊断装置，一是美国TTCI的轨边声学探测系统，二是___的铁路轴承声学监测系统（RailMBAM）。

它们都各自开发声学传感器阵列，提高了指向性和保真度，从而提高了轨边检测的信噪比。

轮轨力连续测试方法及车轮失圆的检测与识别研究的开题报告一、选题背景轮轨力是影响列车运行性能和安全的重要因素之一，车轮失圆则是轮轨力的主要诱发因素之一。

因此，对轮轨力的连续测试和车轮失圆的检测与识别具有重要的研究价值和实际意义。

二、研究目的本研究旨在探讨轮轨力的连续测试方法和车轮失圆的检测与识别技术，为提高列车运行安全性、降低运输成本和延长列车寿命提供技术支持。

三、研究内容1. 轮轨力的连续测试方法研究通过测量列车在运行中的轮轨力，分析列车运行状态，识别病态轮和高频不平衡等故障，为列车运行安全提供技术支持。

具体研究内容包括：基于车轮动态方程的轮轨力计算方法研究、基于轮轴扭转振动的轮轨力连续测试方法研究、基于机车头部设备的轮轨力无线实时监测系统研究等。

2. 车轮失圆的检测与识别技术研究车轮失圆是列车运行中的常见故障，会导致轮轨力增大、轮径不同、车辆摆动等问题，严重影响列车行驶安全。

本研究将探讨车轮失圆的检测和识别技术，具体研究内容包括：基于轮缘影像的车轮失圆检测方法研究、基于轮缘位移的车轮失圆识别方法研究、首次出现车轮失圆的时机预测方法研究等。

四、预期成果1. 轮轨力的连续测试方法开发出基于车轮动态方程和轮轴扭转振动的轮轨力计算方法，实现车轮失圆、病态轮和高频不平衡等故障的连续监测和诊断，提高列车行驶安全性和运行可靠性。

2. 车轮失圆的检测与识别技术开发出基于轮缘影像和轮缘位移的车轮失圆检测和识别算法，提高车辆运行的安全性和可靠性，降低运输成本，延长列车使用寿命。

五、研究方法本研究将采用理论研究和实验研究相结合的方法，其中理论研究将主要针对轮轨力的计算方法和车轮失圆的检测与识别技术展开，实验研究将主要针对研究方法的可行性、有效性和可靠性进行验证。

其中，车轮失圆的检测与识别技术研究将基于实验数据进行算法的优选和参数的校准，并结合车辆实际运行数据进行验证和评估。

六、研究计划1. 轮轨力的连续测试方法(1) 论文调研和整理；(2) 基于车轮动态方程的轮轨力计算方法研究；(3) 基于轮轴扭转振动的轮轨力连续测试方法研究；(4) 基于机车头部设备的轮轨力无线实时监测系统研究。