铁路轨道结构系统能量场测试方法及系统技术方案

本申请公开了一种铁路轨道结构系统能量场测试方法及系统，属于轨道交通技术领域，该方法包括：在铁路钢轨上布设多个加速度传感器；以加速度传感器的布设位置作为各个钢轨单元的中点，对钢轨进行划分，得到多个钢轨单元；在钢轨上方施加垂直激励，通过加速度传感器获取加速度响应信号；对加速度响应信号进行积分处理，得到多个钢轨单元对应的速度及位移；根据速度及位移，计算得到多个钢轨单元分别对应的动能和势能，得到钢轨对应的能量场。本申请通过在轨道的钢轨上布设加速度传感器，并测量轨道的各个单元的加速度信息，进而得到各个单元对应的势能、动能和总能量，得到对应能量场，更加准确，与实际的轨道结构一致。与实际的轨道结构一致。与实际的轨道结构一致。

【技术实现步骤摘要】
铁路轨道结构系统能量场测试方法及系统


[0001]本申请涉及轨道交通
，尤其涉及一种铁路轨道结构系统能量场测试方法及系统。

技术介绍

[0002]在轨道交通，例如铁路、地铁以及城市轨道等，为了得到轨道结构的能量场的分布，需要进行具体分析。其中，现有技术手段中，常用的做法是建立轨道结构的有限元分析模型，通过输入各个部件的技术参数，进行理论计算，分析得出轨道结构系统的传递和分布特征，进而得出能量场的传递和分布规律。其中，该种方法的分析结果的准确性很大程度上依赖各部件参数的选取和仿真模型的建立。对于技术参数来说，首先，各部件，例如钢轨，技术参数本身难于获取，另外由于部件的参数具有非线性和频变性的特点，技术参数具有多变性，因此最终选取的技术参数与实际的结构有着较大的差距，最终导致能量场的分析结果与实际结构不一致，无法获取准确的轨道结构的系统能量场特征。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中，在进行轨道结构的系统能量场确定时，无法准确真实地反映轨道能量场的真事分布情况，准确性不高的问题，本申请提出一种铁路轨道结构系统能量场测试方法及系统。
[0004]在本申请的一个技术方案中，提供一种铁路轨道结构系统能量场测试方法，包括：在预设长度的铁路钢轨上布设多个加速度传感器，每个加速度传感器用以获取钢轨对应位置的加速度响应信号；以多个加速度传感器的布设位置作为各个钢轨单元的中点，对钢轨进行划分，得到对应的多个钢轨单元；在钢轨上方施加垂直激励，通过加速度传感器获取各个钢轨单元对应的加速度响应信号；对加速度响应信号进行积分处理，得到多个钢轨单元分别对应的速度及位移；根据多个钢轨单元分别对应的速度及位移，计算得到多个钢轨单元分别对应的动能和势能，进而得到钢轨对应的能量场。
[0005]可选的，以多个加速度传感器的布设位置作为各个钢轨单元的中点，对钢轨进行划分，得到对应的多个钢轨单元，包括：将相邻加速度传感器对应布设位置间的中点作为钢轨单元的端点；将相邻端点之间的钢轨，作为钢轨单元。
[0006]可选的，在钢轨上方施加垂直激励，包括：利用激励装置在钢轨的中间位置垂直施加激励，激励装置包括力锤。
[0007]可选的，根据多个钢轨单元分别对应的速度及位移，计算得到多个钢轨单元分别对应的动能和势能，进而得到钢轨对应的能量场，包括：按照钢轨单元在钢轨上的位置进行各个钢轨单元对应动能的排布，确定钢轨对应的动能能量场；按照钢轨单元在钢轨上的位置进行各个钢轨单元对应势能的排布，确定钢轨对应的势能能量场。
[0008]可选的，根据多个钢轨单元分别对应的速度及位移，计算得到多个钢轨单元分别对应的动能和势能，进而得到钢轨对应的能量场，还包括：根据各个钢轨单元对应的动能和
势能，计算各个钢轨单元对应的总能量；按照钢轨单元在钢轨上的位置进行各个钢轨单元对应总能量的排布，确定钢轨对应的总能量能量场。
[0009]可选的，在预设长度的铁路钢轨上均匀布设多个加速度传感器，包括：按照预设间隔在钢轨上均匀布设多个加速度传感器，其中预设间隔小于第一倍数的扣件间距，大于第二倍数的扣件间距。
[0010]可选的，预设间隔小于2倍的扣件间距，大于0.5倍的扣件间距。
[0011]在本申请的一个技术方案中，提供一种铁路轨道结构系统能量场测试系统，包括：激励装置，其在预设长度的铁路钢轨上施加垂直激励，通过在钢轨上布设的多个加速度传感器获取各个钢轨单元对应的加速度响应信号，其中以多个加速度传感器的布设位置作为各个钢轨单元的中点，对钢轨进行划分，得到对应的多个钢轨单元；能量场确定装置，其对加速度响应信号进行积分处理，得到多个钢轨单元分别对应的速度及位移，并根据多个钢轨单元分别对应的速度及位移，计算得到多个钢轨单元分别对应的动能和势能，进而得到钢轨对应的能量场。
[0012]本申请的有益效果是：本申请通过在轨道的钢轨上布设加速度传感器，并测量轨道的各个钢轨单元的加速度响应信号，进而获得各个单元的在对应时间内的速度和位移，进而得到各个单元对应的势能、动能和总能量，得到对应能量场。确定的能量场更加准确，与实际的轨道结构一致，能够得到准确的系统能量场特征。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本申请铁路轨道结构系统能量场测试方法的一个实施方式的流程示意图；
[0015]图2是本申请加速度传感器布设的一个实例的示意图；
[0016]图3是本申请钢轨单元划分的一个实例的示意图；
[0017]图4是本申请铁路轨道结构系统能量场测试系统的一个实施方式的结构示意图。
[0018]通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
[0019]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除
了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的产品或设备不必限于清楚地列出的哪些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
[0021]在轨道交通，例如铁路、地铁以及城市轨道等，为了得到轨道结构的能量场的分布，需要进行具体分析。其中，现有技术手段中，常用的做法是建立轨道结构的有限元分析模型，通过输入各个部件的技术参数，进行理论计算，分析得出轨道结构系统的传递和分布特征，进而得出能量场的传递和分布规律。其中，该种方法的分析结果的准确性很大程度上依赖各部件参数的选取和仿真模型的建立。对于技术参数来说，首先，各部件，例如钢轨，技术参数本身难于获取，另外由于部件的参数具有非线性和频变性的特点，技术参数具有多变性，因此最终选取的技术参数与实际的结构有着较大的差距，最终导致能量场的分析结果与实际结构不一致，无法获取准确的轨道结构的系统能量场特征。
[0022]针对上述问题本申请提出一种铁路轨道结构系统能量场测试方法及系统。本申请的铁路轨道结构系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路轨道结构系统能量场测试方法，其特征在于，包括：在预设长度的铁路钢轨上布设多个加速度传感器，每个所述加速度传感器用以获取所述钢轨对应位置的加速度响应信号；以多个所述加速度传感器的布设位置作为各个钢轨单元的中点，对所述钢轨进行划分，得到对应的多个所述钢轨单元；在所述钢轨上方施加垂直激励，通过所述加速度传感器获取各个所述钢轨单元对应的所述加速度响应信号；对所述加速度响应信号进行积分处理，得到多个所述钢轨单元分别对应的速度及位移；根据多个所述钢轨单元分别对应的速度及位移，计算得到多个所述钢轨单元分别对应的动能和势能，进而得到所述钢轨对应的能量场。2.根据权利要求1所述的基于钢轨的轨道结构系统能量场测试方法，其特征在于，所述以多个所述加速度传感器的布设位置作为各个钢轨单元的中点，对所述钢轨进行划分，得到对应的多个所述钢轨单元，包括：将相邻所述加速度传感器对应布设位置间的中点作为所述钢轨单元的端点；将相邻所述端点之间的钢轨，作为所述钢轨单元。3.根据权利要求1所述的基于钢轨的轨道结构系统能量场测试方法，其特征在于，所述在所述钢轨上方施加垂直激励，包括：利用激励装置在所述钢轨的中间位置垂直施加激励，所述激励装置包括力锤。4.权利要求1所述的基于钢轨的轨道结构系统能量场测试方法，其特征在于，所述根据多个所述钢轨单元分别对应的速度及位移，计算得到多个所述钢轨单元分别对应的动能和势能，进而得到所述钢轨对应的能量场，包括：按照所述钢轨单元在所述钢轨上的位置进行各个所述钢轨单元对应动能的排布，确定所述钢轨对应的动能能量场；按照所述钢轨单元在所述钢轨上...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫子权，孙林林，崔树坤，梁晨，涂英辉，刘炳彤，肖俊恒，王树国，刘伟斌，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：