基于监测数据的高铁车轴及制动管状态性能分析

摘要

近十年我国高速铁路得到了飞速发展，已基本掌握高速铁路的关键核心技术，并逐步走出国门。与此同时，列车的行车安全始终成为高速铁路发展的重中之重，国内外均展开了相关研究，但由于高铁的安全保障技术的关键作用，唯究开发具有自主知识产权的核心技术，才能保障我国的高铁智能、绿色的健康发展。具体而言，车轴和风管作为高铁的关键设备，其运行状态直接关系到车辆的运行安全。现有研究主要针对车轴的振动信号，研究其性能，缺乏实时性；而另一关键设备——制动管的性能状态仅依靠人工检测，极大地依赖人工经验。以上问题，直接影响导致了行车风险和成本增加。本研究主要围绕高速列车的车轴和风管的保障技术展开深入研究，主要体现了以下三方面。
　　第一，针对数据量大、数据种类繁多的复杂高速列车监测数据中，由于传感器等问题导致的数据中出现孤立零值点和数据缺失点问题，实现了监测数据的自动预处理。此方法对于监测数据不会造成数据的偏差过大，会影响以后的分析研究，而面对大范围缺失数据为了最大限度的避免造成误差，本文采用人工手动插值，根据专家分析来针对性的插值。
　　第二，针对高速列车的车轴状态分析问题，通过列车监测数据的分析研究，分析得出一种有效的判断列车车轴老化状态的指标，并通过某高速列车实际监测数据，测试验证该方法的有效性和实用性。尽管用到的是一些简单通用的数据处理方法，例如离散小波变换，线性插值，但是该车轴老化状态指标以及处理体系可以在车轴出现故障时进行早期预警以及精确定位，从而降低了维护成本，并改善了系统的安全性。
　　第三，针对高速列车的制动管的健康状态分析问题，通过对分析压力数据特征的分析，提出了高速列车制动管的有效的判据。在此基础上，对制动管路的实际故障特征进行了分析，计算出制动管压力数据的与之相对应的特征值与实际故障特征相对比来达到对制动管的故障分析。最后基于实测数据，据分析结果验证了该方法的有效性和实用性。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文研究的主要内容

2 高速列车监测数据的预处理

2.1引言

2.2监测数据初步分析

2.3监测数据空值点的处理

2.4监测数据突变零值点的处理

2.5本章小结

3 高速列车车轴性能分析研究

3.1引言

3.2监测数据的相关性分析

3.3轴温数据的去噪处理

3.4基于轴温数据的车轴老化分析

3.5本章小结

4 高速列车制动管性能分析研究

4.1列车制动管的初步分析

4.2制动管压力数据的去噪处理

4.3基于制动管压力数据的制动管性能分析

4.4本章小结

5 总结和展望

5.1工作总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

8 攻读学位期间的研究成果