CN105292177B - 一种用轴箱振动、冲击信息测量轨道波磨的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用轴箱振动、冲击信息测量轨道波磨的方法，其振动、冲击信息获取装置含有安装在运营车辆轮对轴上的转速传感器S，安装在轮对两端轴箱轴承座上的振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2，以及在线监控装置JKQ和波磨地面分析***DMXT，所述转速传感器S、振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2与在线监控装置JKQ相连，所述在线监控装置JKQ或将其数据下载到波磨地面分析***DMXT，实现运营车辆车载式波磨信息的检测、采集、诊断、分析、决策。本发明通过采集运营车辆的轴箱振动、冲击信息，基于广义共振的测量原理，实现车载实时或下载随后完成轨道波磨波长、波深的测量和分析，大大减少人工工作量。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通轨道检测技术领域，具体涉及一种用轴箱振动、冲击信息测量轨道波磨的方法，主要用于在地铁等轨道交通车辆运动中通过检测支承车轮车轴的轴箱之振动加速度、冲击信息，实时测量轨道波磨的波长、波深。
背景技术
轨道波磨是轨道表面波浪形状的不平顺现象，是轨道伤损的一种形式。轨道波磨对轮轨关系、列车走行部故障均会产生极大的影响，造成的危害有：一是安全隐患，比如车辆通过波磨波峰、跌落波谷时产生强烈的振动，不仅使轨道的波磨扩展，使车轮、车辆和钢轨相关各部件的工作状态恶化，加速转向架等相关部件的机械损伤，增加列车运行时出轨风险和日常养护维修成本，而且导致车轴断裂、支架固定螺栓断裂、转向架构架裂纹等走行部部件故障；二是噪声污染，车辆通过波磨区间时，会发出啸叫声，是轨道交通噪声的主要来源，严重影响乘客的舒适度；更为严重的是，钢轨波磨发展到一定程度，隐含着导致车辆脱轨、翻车等重大事故的危险。
基于上述原因，我国各大城市地铁公司制定定期轨道打磨计划，以此减小波磨对车辆的影响，减少轮轨的异常磨损，减少列车运行噪音和提高运行稳定性。为了确定轨道波磨发生的区间，需要对轨道波磨及时进行测量、评价。
目前，对轨道波磨的关注主要了解两个参数：波长和波深。列车通过波长和波深不同的轨道时，相应产生的振动和冲击不同，对车辆的损伤程度也不同。波长和波深综合反映了波磨的轻重程度。相关资料显示：当波磨的波深达到0.5mm，波长为0.3m时，车速60km/h左右，轨道轨面所承受的动载荷将增大为静载荷的151％，由此造成钢轨使用寿命缩短50％～75％；而且由波磨引起的轮轨振动还导致车辆部件加速损坏。
早期对轨道波磨的测量，主要采用波磨测尺和波磨小推车，主要依靠人工操作实施。后期则发展了“轨检车”。
波磨测尺主要采用静态逐点手工测量，测量长度一般为1～1.2m，可对钢轨纵向长度0.8～1m范围内的波磨进行测量，波长可测范围有限，这种方法检测效率十分低下，往往要波磨形成并发展至很严重时才能被地铁工务人员所发现。据相关报道可知，由于钢轨打磨车的每次打磨能力是0.1～0.2mm。当工务人员发现波磨轨道时，很可能波磨情况已经较为严重，需要对其进行多次打磨，因此打磨成本高昂。同时，打磨不到位，轨道波磨在没有及时被消除的情况下继续投入使用，导致波磨继续蔓延，最终只能换轨，造成极大的成本消耗。
波磨小推车可用于钢轨长距离连续测量，扩大了可测波长范围，相对于纯手工测量的波磨测尺方式，使用较方便，测量效率较高。但这种测量方式因测量车行进速度很慢，不能在地铁正常营运时进行，作业时间一般安排在完成当日运营任务、待车辆全部离线入库后，在午夜至凌晨的短暂期间作业，由于监测里程长、任务量大，必须增加监测装备和人力投入。
随着近十多年来铁路运输车辆的六次提速，铁路建设和运营里程的快速扩展，和城市轨道交通的快速发展，钢轨波磨测量的重要性日趋突出，对钢轨波磨潜在的安全隐患的防范迫不及待。因此，开发自动化程度高的、对钢轨波磨可进行动态在线检测的技术，代表了该领域技术发展的主要趋势，纷纷研究各种轨检车技术方案。其中，典型方案发表在《中国铁道科学》2002年06期，作者刘伶萍等：《钢轨波浪磨耗检测***的研究开发》，公开了一种安装在轨检车上，对钢轨波浪磨进行动态在线检测的装置。
刘伶萍等在《钢轨波浪磨耗检测***的研究开发》公开这种轨检车进行动态在线检测技术方案，自动化程度高，可以大幅度减轻过去的人工方式的劳动强度，提高测量效率，在钢轨波磨检测工作中可发挥很好的作用。只是，这种轨检车的技术方案，其局限性和缺陷也十分明显。例如，因为轨检车检测车速低于铁路的常规运行车速，其工作不能与运营车辆统一调度，而必须调度安排专门的轨检车波磨检测时段，因而工作过程影响铁路的正常营运而不容频繁使用；因而也不能具备运营时间实时检测波磨状态及对车辆的影响；特别是轨道波磨一旦发生，由于车辆多而密集，轨道波磨发展很快，轨检车滞后的检测，造成非实时性、不适应性等很大矛盾。同时，在测量原理上，该方案采用惯性法测量原理，对轴箱加速度信号进行等距离采样、显示和存储，然后经过数字处理输出代表钢轨波磨幅值的位移量或标准差。这种惯性法、或者惯性基准法测量原理，其测量精度不能保证，由于加速度是与轨检车车速相关的，轨检车车速达不到运营时的速度，加速度信号微弱，信噪比低，积分运算低频信号容易引起积分饱和，是一种有待改进的测量方式。而近年来在铁路、轨道车辆、风机安全检测技术方面，采用广义共振、共振解调、频谱分析技术，代表了未来发展方向。
因此，开发一种在结构上能够适应高速运营车辆工作状态要求、可以直接安装在运营车辆上，并且采用先进的广义共振、共振解调、频谱分析技术的进行轨道波磨诊断的一种钢轨波磨实时检测***，就可以克服上述方法的缺陷，开创性地在运营车辆实际运营运行的状态下，对轨道波磨参数进行实时监测，做到运营车辆在第一时间发现钢轨波磨问题、第一时间判别严重程度、第一时间作出采取安全措施的果断决定，这对于防止钢轨波磨的恶化、杜绝铁路和轨道交通因为钢轨波磨的严重造成脱轨、翻车等等严重事故的发生，具有非常重要的作用。
为适应地铁和城市轨道交通快速发展，特提出一种用轴箱振动、冲击信息测量轨道波磨的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以大大减少人工工作量、也不需要工务人员夜间进行检测作业、适应于车辆正常运行时自动进行的，采用轴箱振动、冲击信息测量轨道波磨的方法。
本发明的技术方案是如下实现的：一种用轴箱振动、冲击信息测量轨道波磨的方法，其振动、冲击信息获取装置含有安装在运营车辆轮对轴上的转速传感器S，安装在轮对轴两端轴箱轴承座上的振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2，安装在车上的在线监控装置JKQ以及接收在线监控装置JKQ下载数据并进行继续分析的波磨地面分析***DMXT，所述转速传感器S、振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2与在线监控装置JKQ相连：振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2的输出信号均接到在线监控装置JKQ的振动监测通道和基于广义共振的测量原理的共振解调通道，转速传感器S的输出信号接到在线监控装置JKQ的转速通道；在线监控装置JKQ用转速传感器S的或经处理得到的车轮每转一周产生的N(优选值为300-500，更优选值为400)个均布的脉冲控制，采集振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2的振动加速度信号a1、a2和冲击c1、c2信号经过在线监控装置JKQ基于广义共振的测量原理变换得到的共振解调信号g1、g2，由在线监控装置JKQ对波磨振动加速度信号a1、a2，共振解调信号g1、g2及转速脉冲信号用波磨波深、波长振动识别方法和波磨波长冲击识别方法进行轨道波磨信息车载式测量的实时诊断、分析、决策；或将在线监控装置JKQ采集的波磨振动信号a1、a2，共振解调信号g1、g2及转速脉冲信号数据下载到波磨地面分析***DMXT，由波磨地面分析***DMXT对波磨振动加速度信号a1、a2，共振解调信号g1、g2及转速脉冲信号用波磨波深、波长振动识别方法和波磨波长冲击识别方法进行轨道波磨信息离线式诊断、分析、决策、报警。
进一步，波磨波深、波长振动识别方法是：将转速跟踪并行采样方式下，从轴箱振动冲击检测传感器A1测得并经振动监测通道处理、输出的振动加速度a1，从轴箱振动冲击检测传感器A2测得并经振动监测通道处理、输出的振动加速度a2，统一定义为振动加速度asc；参照转速通道输出不同时间t的转速频率fn(t)，将瞬时t的asc值asc(t)进行重积分处理得到振幅xjs(t)＝asc(t)/fn2(t)，式中fn为车轮转动的频率；逐个测量xjs(t)中第1～i～n个波磨的波深之计算方法为：计算xjs(t)中第(i-1)个正极大值减去下一个负极大值的值，得到第i个波磨的波深Xi，Xi为X1、X2、…Xi…Xn的通式；逐个测量xjs(t)中第1～i～n个波磨的波长之采样点数DBi方法为：计算xjs(t)中第(i-1)个正极大值时的采样点号去减下一个正极大值时的采样点号得到第i个波磨的采样点数DBi，DBi为DB1、DB2、…DBi…DBn的通式；对于轴箱振动冲击检测传感器A1和轴箱振动冲击检测传感器A2的对应轨道，其第1～i～n个波磨之波长ALi的计算方法为：
ALi＝π*D*DBi/N，
式中，ALi为AL1、AL2、…ALi…ALn的通式，D为车轮轮径，N为车轮每转动一周的周期TN＝1/fn对应的采样点数。
进一步，波磨波长冲击识别方法是：将转速跟踪并行采样方式下，从轴箱振动冲击检测传感器A1测得c1经共振解调监测通道处理、输出的共振解调信号g1，从轴箱振动冲击检测传感器A2测得c2经共振解调监测通道处理、输出的共振解调信号g2，统一定义为共振解调信号gsc；参照转速通道输出不同时间t的转速频率fn(t)，将瞬时t的gsc值gsc(t)进行波磨冲击脉冲极值分析处理得到冲击正极值样本gjs(t)，逐个测量gjs(t)中第1～i～n个波磨的波长之采样点数DBi方法为：计算gjs(t)中第(i-1)个正极大值时的采样点号去减下一个正极大值时的采样点号得到第i个波磨的采样点数DBi，DBi为DB1、DB2、…DB…DBn的通式；对于轴箱振动冲击检测传感器A1和轴箱振动冲击检测传感器A2的对应轨道，其第1～i～n个波磨之波长GLi的计算方法为：
GLi＝π*D*DBi/N，
式中，GLi为GL1、GL2、…GLi…GLn的通式，D为车轮轮径，N为车轮每转动一周的周期TN＝1/fn对应的采样点数。
波磨是轨道上出现的波浪状磨损，它的形状(波形)有的接近于正弦波，有的接近于波峰(高位)尖锐的半波正弦波。当车辆通过波磨路段时，会引起车轮、轴箱上下起伏振动：当车辆的车轮由波磨波峰运行到波谷时，车轮、轴箱向下振动；当车辆的车轮由波磨波谷运行到波峰时，车轮、轴箱向上振动。当车速很快或波长很短时，车轮从波谷最低点上升到波峰的过程中将产生对波磨的上升边冲击；当波深很深而车速甚低时，车轮从波峰下降到波谷的过程中将发生自由落体而跌落到波磨的波谷发生冲击；一般使用同一条轴的轴箱振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2检测波磨引起的振动、冲击信息：获得的振动物理量是振动加速度a1、a2，它反映了车轮、轴箱上下起伏振动的加速度幅值和加速度频率；获得的冲击c1、c2经共振解调变换为共振解调信号g1、g2反映的是因上述原因引起轮轨产生的共振解调幅值和冲击频率。
某检测路段的具有一定深度X的波磨，若车轮通过时始终接触轨道，则车轮以及轴箱的振幅就始终等于波磨的深度X。可以对加速度a重积分获得振幅x，获得该检测路段的近似于波磨形貌的振幅样本。
振动加速度a和振幅x的经典定义是：对于正弦振动x＝A·sin(2πft)，有a(t)＝-(2πf)2·A·sin(2πft)。波磨本身没有频率的概念，就像长度本身没有频率的概念一样。只有以车轮通过长度为L的波磨之速度V作为参照，才有波磨的频率f，即f(t)＝V(t)/L(t)。f(t)是否随时间变化取决于速度V(t)和波磨长度L(t)：如果车轮通过波磨路段的速度是恒定的V，波磨的波长是等长的L，通过轴箱传感器检测得到波磨振动的频率则是恒定的，即f＝V/L；如果车轮通过波磨路段的速度是随时间变化的V(t)，波磨的波长是等长的L，通过轴箱传感器检测得到波磨振动的频率则是随时间变化的，即f(t)＝V(t)/L；如果车轮通过波磨路段的速度是恒定的V，波磨的长度是不等长的L(t)，通过轴箱传感器检测得到波磨振动的频率则是随时间变化的，即f(t)＝V/L(t)。
在轨道交通领域，实际情况是车速是变化的，波磨路段每一波磨的波长也是不相等的，即便在同一波磨路段且该路段每一波磨长度等长，以不同车速(设为V1,V2)通过时测得的振动信号所反应的波磨频率(分别为f1＝V1/L，f2＝V2/L)也是不同的。另外，从轴箱振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2测得的振动、冲击信号是在跟踪采样方式下获得，跟踪采样振动、冲击样本所反映的波磨长度与采样点数有关，每采样点之间的时间间隔虽然不同，但距离间隔相同，即使在不同车速下等长波磨对应的采样点数也是相同的，固可以通过振动加速度a重积分为振幅x后测量每一波磨采样点数DB后计算波长L，也可以通过冲击样本测量每一波磨采样点数DB后计算波长L，因为DB与车速无关，无需考虑不同车速下产生不同频率f1、f2对波长计算的影响。故转速跟踪检测振动和冲击具有优越性。
但是，不同车速下产生不同波磨频率f1、f2却对从轴箱振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2测得的振动加速度幅值的表达产生影响。根据a(t)＝-(2πf)2·A·sin(2πft)，测点的振动加速度幅值|a(t)|与波磨振幅|x(t)|关系为|a(t)|＝(2πf)2·|x(t)|，可知从轴箱振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2测得的振动加速度幅值与波磨频率f2成正比，因在转速跟踪情况下，信号频率f与车轮的转速频率fn是成正比的，固|a(t)|与转速fn2成正比。
假设通过轴箱传感器实测得到波磨振动加速度信号为asc，通过重积分计算得到的波磨振幅信号用xjs表示，根据经典的定义有：xjs(t)＝∫∫asc(t)dtdt，对于正弦振动asc(t)＝A·sin(2πft)，有在转速跟踪采样条件下，从轴箱振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2测得的振动加速度asc，对于不同的车轮转速频率fn，asc(t)修正为asc(t)/fn2(t)积分处理得到振幅xjs(t)，逐个测量计算xjs(t)中第一个正极大值减去下一个负极大值的值，得到每一波磨波深X1～Xn，转速fn(t)通过转速传感器S获得。经典的评价轨道波磨的方法是识别波深并加以限值，例如大于0.4mm则需打磨轨道。本方法所得定的每个波磨的波深为评价轨道波磨状况提供了数据。对于波长相对很短或车速很快时，小的波深却引起很大的振动加速度和破坏力，因此，根据加速度a1、a2，还可以计算各路段给轨道的波磨引起的加速度绝对平均值、加速度峰值、加速度有效值等提交给波磨对车、轮、轨危害程度的综合评价。
当车速很快或波长很短时，车轮从波谷上升到波峰的过程中将产生对波磨的上升侧的冲击；当波深很深而车速甚低时，车轮从波峰下降到波谷的过程中将发生自由落体而跌落到波磨的波谷发生冲击；一般使用同一条轴的轴箱振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2检测波磨引起的冲击信息，所获得的冲击c1、c2经共振解调变换为共振解调信号g1、g2反映的是因上述原因引起轮轨产生的共振解调幅值和冲击频率。该冲击的机理包含了车速快、波深深和波长短三个特征因素；该冲击意味着轮轨振动冲击状态恶化：之上在车轮通过一个波磨时产生1组(其中包括1次或以上的)冲击。通过共振解调检测冲击的输出信息g，就包含了上述3个特征的后果，该第i-1到i冲击的组之间的采样点数即是DBi。
如果轨道的波磨由于上述车速、波深和波长三个因素所致而仅有振动而没有冲击，则对轨、轮、车的危害尚低；而若还引起冲击，则危害增大，故对于每一条轨道的同一路段、同一位置的第i个波磨，通过波磨波深、波长振动识别方法和波磨波长冲击识别方法所获得的波长ALi和GLi，求平均值，得到平均波长Li＝(ALi+GLi)/2；若Li/Ali<0.5，则波磨危害强度Qi＝0，表征波磨引起了振动但尚未引起明显冲击；若Li/ALi>0.5并且Li/GLi>2，则波磨危害强度Qi＝1，表征波磨引起了振动并引起了明显冲击；若1.1>Li/ALi>0.9并且1.1>Li/GLi>0.9，则波磨危害强度为Qi＝2，表征波磨不仅引起了振动，而且引起了强冲击；式中Li是L1、L2、…Li…Ln的通式；若Qi＝2则决策波磨长度为Li＝(ALi+GLi)/2，否则，则决策波磨长度Li＝Ali；
若Q＝(Q1+Q2+…+Qi+…+Qn)/n>1，即该路段的n个波磨的半数以上的波磨危害强度达到2，则发出波磨报警。
为了防止车轮踏面本身的故障损伤与轨道接触所产生的振动和冲击、轴箱轴承内部零件故障所产生的振动和冲击干扰轨道波磨的检测分析，通常的方法是：保障安装轴箱振动冲击检测传感器A1、轴箱振动冲击检测传感器A2的轴箱对应的车轮踏面和轴承状态良好；进一步的保障方法是，对所述检测得到的振动、冲击信息进行旨在剔除踏面、轴承故障信息的滤波；其所以能实现的机理在于：踏面、轴承故障信息与车轮的转速fn有着严格的函数关系。附图4所示的，即是同时检测得到的一条轨道某个路段的冲击共振解调信号(上行波形)和振动信号(下行波形)，可见：在振动大时的冲击也大；振动信号中的波磨波形之波峰与冲击共振解调波形之波峰一一对应，可以通过两者联合计算该波磨路段的加速度最大值(g)、有效值(g)、烈度(mm/s)、最长波磨(mm)、最大波深(mm)、最短波磨(mm)、最小波深(mm)，以及起(始)公里标(km)、(终)止公里标(km)、检测的起始转速(r/min)、检测的终止转速(r/min)、检测的站间信息、采样的时间等。
本发明利用转速跟踪采样方式下振动、冲击信号所表达的波磨信息规律，将“广义共振和共振解调的机械设备故障诊断”发展、应用到地铁等轨道波磨检测领域。
本发明利用轴箱振动、冲击信息，实现轨道波磨波长、波深的测量，相对于波磨测尺、波磨小推车测量及轨检车测量方式，可以与正常营运车速自然匹配、大大减少人工工作量，也不需要工务人员夜间作业，达到实时测量波磨的目的。
附图说明
图1为本发明之用轴箱振动、冲击信息实现轨道波磨测量的方法的装置结构示意图；
图2为经波磨地面分析***DMXT诊断、分析、决策输出的广州5号线上行线路区间段K13+334～K13+379的波磨诊断结论；
图3为经波磨地面分析***DMXT诊断、分析、决策输出的广州5号线上行线路区间段K9+737～K9+783的波磨诊断结论；
图4为同时检测得到的一条轨道某个路段的冲击共振解调信号和振动信号及自动分析信息。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例
参照图1，本发明之用轴箱振动、冲击信息测量轨道波磨的方法，其振动、冲击信息获取装置含有安装在运营车辆轮对轴上的转速传感器S，安装在轮对轴两端轴箱轴承座上的振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2，安装在车上的在线监控装置JKQ以及接收在线监控装置JKQ下载数据并进行继续分析的波磨地面分析***DMXT，所述转速传感器S、振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2与在线监控装置JKQ相连：振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2的输出信号均接到在线监控装置JKQ的振动监测通道和基于广义共振的测量原理的共振解调通道，转速传感器S的输出信号接到在线监控装置JKQ的转速通道；在线监控装置JKQ用转速传感器S的或经处理得到的车轮每转一周产生的N(N为400)个均布的脉冲控制，采集振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2的振动加速度信号a1、a2和冲击c1、c2信号经过在线监控装置JKQ基于广义共振的测量原理变换得到的共振解调信号g1、g2，由在线监控装置JKQ对波磨振动加速度信号a1、a2，共振解调信号g1、g2及转速脉冲信号用波磨波深、波长振动识别方法和波磨波长冲击识别方法进行轨道波磨信息车载式测量的实时诊断、分析、决策；或将在线监控装置JKQ采集的波磨振动信号a1、a2，共振解调信号g1、g2及转速脉冲信号数据下载到波磨地面分析***DMXT，由波磨地面分析***DMXT对波磨振动加速度信号a1、a2，共振解调信号g1、g2及转速脉冲信号用波磨波深、波长振动识别方法和波磨波长冲击识别方法进行轨道波磨信息离线式诊断、分析、决策、报警。
波磨波深、波长振动识别方法是：将转速跟踪并行采样方式下，从轴箱振动冲击检测传感器A1测得并经振动监测通道处理、输出的振动加速度a1，从轴箱振动冲击检测传感器A2测得并经振动监测通道处理、输出的振动加速度a2，统一定义为振动加速度asc；参照转速通道输出不同时间t的转速频率fn(t)，将瞬时t的asc值asc(t)进行积分处理得到振幅xjs(t)＝asc(t)/fn2(t)，式中fn为车轮转动的频率；逐个测量xjs(t)中第1～i～n个波磨的波深之计算方法为：计算xjs(t)中第(i-1)个正极大值减去下一个负极大值的值，得到第i个波磨的波深Xi，Xi为X1、X2、…Xi…Xn的通式；逐个测量xjs(t)中第1～i～n个波磨的波长之采样点数DBi方法为：计算xjs(t)中第(i-1)个正极大值时的采样点号去减下一个正极大值时的采样点号得到第i个波磨的采样点数DBi，DBi为DB1、DB2、…DBi…DBn的通式；对于轴箱振动冲击检测传感器A1和轴箱振动冲击检测传感器A2的对应轨道，其第1～i～n个波磨之波长ALi的计算方法为：
ALi＝π*D*DBi/N，
式中，ALi为AL1、AL2、…ALi…ALn的通式，D为车轮轮径，N为车轮每转动一周的周期TN＝1/fn对应的采样点数。
波磨波长冲击识别方法是：将转速跟踪并行采样方式下，从轴箱振动冲击检测传感器A1测得c1经共振解调监测通道处理、输出的共振解调信号g1，从轴箱振动冲击检测传感器A2测得c2经共振解调监测通道处理、输出的共振解调信号g2，统一定义为共振解调信号gsc；参照转速通道输出不同时间t的转速频率fn(t)，将瞬时t的gsc值gsc(t)进行波磨冲击脉冲极值分析处理得到冲击正极值样本gjs(t)，逐个测量gjs(t)中第1～i～n个波磨的波长之采样点数DBi方法为：计算gjs(t)中第(i-1)个正极大值时的采样点号去减下一个正极大值时的采样点号得到第i个波磨的采样点数DBi，DBi为DB1、DB2、…DBi…DBn的通式；对于轴箱振动冲击检测传感器A1和轴箱振动冲击检测传感器A2的对应轨道，其第1～i～n个波磨之波长GLi的计算方法为：
GLi＝π*D*DBi/N，
式中，GLi为GL1、GL2、…GLi…GLn的通式，D为车轮轮径，N为车轮每转动一周的周期TN＝1/fn对应的采样点数。
对于每一条轨道的同一路段、同一位置的第i个波磨，通过波磨波深、波长振动识别方法和波磨波长冲击识别方法所获得的波长ALi和GLi，求平均值，得到平均波长Li＝(ALi+GLi)/2；若Li/Ali<0.5，则波磨危害强度Qi＝0，表征波磨引起了振动但尚未引起明显冲击；若Li/ALi>0.5并且Li/GLi>2，则波磨危害强度Qi＝1，表征波磨引起了振动并引起了明显冲击；若1.1>Li/ALi>0.9并且1.1>Li/GLi>0.9，则波磨危害强度为Qi＝2，表征波磨不仅引起了振动，而且引起了强冲击；式中Li是L1、L2、…Li…Ln的通式；若Qi＝2则决策波磨长度为Li＝(ALi+GLi)/2，否则，则决策波磨长度Li＝Ali；
若Q＝(Q1+Q2+…+Qi+…+Qn)/n>1，即该路段的n个波磨的半数以上的波磨危害强度达到2，则发出波磨报警。
应用实施例
如图2所示，是经波磨地面分析***DMXT诊断、分析、决策输出的广州5号线上行线路区间段K13+334～K13+379的某波磨诊断结论之界面展示。振动冲击检测传感器A1或A2测得该区间段的波磨振动加速度、冲击共振解调信息，经波磨地面分析***DMXT处理，下方曲线的位移波形显示某波磨波谷间距是DBi＝16采样点，上方曲线的冲击共振解调SV波形显示波磨波谷间距是DBi＝16采样点，根据Li＝π*D*DBi/N，式中，车轮直径D＝715mm，车轮每转一周的采样点数N＝200，该区间段该波磨波长是Li＝3.14*715mm*16/200＝179.6mm，波深是Xi＝0.19mm。
如图3所示，是经波磨地面分析***DMXT诊断、分析、决策输出的广州5号线上行线路区间段K9+737～K9+783的某波磨诊断结论之界面展示。振动冲击检测传感器A1或A2测得该区间段的波磨振动加速度、冲击共振解调信息，经波磨地面分析***DMXT处理，下方曲线的位移波形显示某波磨波谷间距是DBi＝15采样点，上方曲线的冲击共振解调SV波形显示波磨波谷间距是DBi＝15采样点，根据Ln＝π*D*DBn/N，该区间段波磨波长是Li＝3.14*715mm*15/200＝168.4mm，波深是Xi＝0.19mm，式中，车轮直径D＝715mm，车轮每转一周的采样点数N＝200。
Claims (2)
1.一种用轴箱振动、冲击信息测量轨道波磨的方法，其振动、冲击信息获取装置含有安装在运营车辆轮对轴上的转速传感器S，安装在轮对轴两端轴箱轴承座上的振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2，安装在车上的在线监控装置JKQ以及接收在线监控装置JKQ下载数据并进行继续分析的波磨地面分析***DMXT，所述转速传感器S、振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2与在线监控装置JKQ相连：振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2的输出信号均接到在线监控装置JKQ的振动监测通道和基于广义共振的测量原理的共振解调通道，转速传感器S的输出信号接到在线监控装置JKQ的转速通道；在线监控装置JKQ用转速传感器S输出的车轮每转一周产生的N个均布的脉冲信号或用转速传感器S的输出信号经处理得到的车轮每转一周产生的N个均布的脉冲信号，采集振动冲击检测传感器A1、振动冲击检测传感器A2的振动加速度信号a1、a2和冲击c1、c2信号经过在线监控装置JKQ基于广义共振的测量原理变换得到的共振解调信号g1、g2，其特征在于，由在线监控装置JKQ对波磨振动加速度信号a1、a2，共振解调信号g1、g2及转速脉冲信号用波磨波深、波长振动识别方法和波磨波长冲击识别方法进行轨道波磨信息车载式测量的实时诊断、分析、决策；或将在线监控装置JKQ采集的波磨振动信号a1、a2，共振解调信号g1、g2及转速脉冲信号数据下载到波磨地面分析***DMXT，由波磨地面分析***DMXT对波磨振动加速度信号a1、a2，共振解调信号g1、g2及转速脉冲信号用波磨波深、波长振动识别方法和波磨波长冲击识别方法进行轨道波磨信息离线式诊断、分析、决策、报警；
所述波磨波深、波长振动识别方法是：将转速跟踪并行采样方式下，从轴箱振动冲击检测传感器A1测得并经振动监测通道处理、输出的振动加速度a1，从轴箱振动冲击检测传感器A2测得并经振动监测通道处理、输出的振动加速度a2，统一定义为振动加速度asc；参照从转速通道输出不同时间t的转速频率fn(t)，将瞬时t的asc值asc(t)进行重积分处理得到振幅xjs(t)＝asc(t)/fn2(t)，式中fn为车轮转动的频率；逐个测量xjs(t)中第1～i～n个波磨的波深之计算方法为：计算xjs(t)中第(i‐1)个正极大值减去下一个负极大值的值，得到第i个波磨的波深Xi，Xi为X1、X2、…Xi…Xn的通式；逐个测量xjs(t)中第1～i～n个波磨的波长之采样点数DBi方法为：计算xjs(t)中第(i‐1)个正极大值时的采样点号去减下一个正极大值时的采样点号得到第i个波磨的采样点数DBi，DBi为DB1、DB2、…DBi…DBn的通式；对于轴箱振动冲击检测传感器A1和轴箱振动冲击检测传感器A2的对应轨道，其第1～i～n个波磨之波长ALi的计算方法为：
ALi＝π*D*DBi/N，
式中，ALi为AL1、AL2、…ALi…ALn的通式，D为车轮轮径，N为车轮每转动一周的周期TN＝1/fn对应的采样点数；
所述波磨波长冲击识别方法是：将转速跟踪并行采样方式下，从轴箱振动冲击检测传感器A1测得c1经共振解调监测通道处理、输出的共振解调信号g1，从轴箱振动冲击检测传感器A2测得c2经共振解调监测通道处理、输出的共振解调信号g2，统一定义为共振解调信号gsc；参照从转速通道输出不同时间t的转速频率fn(t)，将瞬时t的gsc值gsc(t)进行波磨冲击脉冲极值分析处理得到冲击正极值样本gjs(t)，逐个测量gjs(t)中第1～i～n个波磨的波长之采样点数DBi方法为：计算gjs(t)中第(i‐1)个正极大值时的采样点号去减下一个正极大值时的采样点号得到第i个波磨的采样点数DBi，DBi为DB1、DB2、…DBi…DBn的通式；对于轴箱振动冲击检测传感器A1和轴箱振动冲击检测传感器A2的对应轨道，其第1～i～n个波磨之波长GLi的计算方法为：
GLi＝π*D*DBi/N，
式中，GLi为GL1、GL2、…GLi…GLn的通式，D为车轮轮径，N为车轮每转动一周的周期TN＝1/fn对应的采样点数。
2.根据权利要求1所述的用轴箱振动、冲击信息测量轨道波磨的方法，其特征在于：对于每一条轨道的同一路段、同一位置的第i个波磨，通过波磨波深、波长振动识别方法和波磨波长冲击识别方法所获得的波长ALi和GLi，求平均值，得到平均波长Li＝(ALi+GLi)/2；若Li/Ali<0.5，则波磨危害强度Qi＝0，表征该波磨引起了振动但尚未引起明显冲击；若Li/ALi>0.5并且Li/GLi>2，则波磨危害强度Qi＝1，表征该波磨引起了振动并引起了明显冲击；若1.1>Li/ALi>0.9并且1.1>Li/GLi>0.9，则波磨危害强度为Qi＝2，表征该波磨不仅引起了振动，而且引起了强冲击；式中Li是L1、L2、…Li…Ln的通式；若Qi＝2则决策波磨长度为Li＝(ALi+GLi)/2，否则，则决策波磨长度Li＝Ali；若Q＝(Q1+Q2+…+Qi+…+Qn)/n>1，即该路段的n个波磨的半数以上的波磨危害强度达到2，则发出波磨报警。
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