文档介绍：硕士学位论文
车辆-轨道系统参数识别方法
PARAMETER IDENTIFICATION METHODS FOR
VEHICLE-TRACK SYSTEM
张延哲
哈尔滨工业大学
2016 年 7 月
国内图书分类号：TU317+.5 学校代码：10213
国际图书分类号：/.047 密级：公开
工学硕士学位论文
车辆-轨道系统参数识别方法
硕士研究生：张延哲
导师：丁勇讲师
申请学位：工学硕士
学科：土木工程
所在单位：土木工程学院
答辩日期：2016 年 7 月
授予学位单位：哈尔滨工业大学
Classified Index: TU317+.5
: /.047
Dissertation for the Degree of Master in Engineering
PARAMETER IDENTIFICATION METHODS FOR
VEHICLE-TRACK SYSTEM
Candidate： Zhang Yanzhe
Supervisor： Lecturer Ding Yong
Academic Degree Applied for： Master of Engineering
Speciality： Civil Engineering
Affiliation： School of Civil Engineering
Date of Defense： July, 2016
Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
铁路和城市轨道交通正逐渐成为交通运输系统的骨干力量，推动着我国经济
更好更快的发展。轨道交通具有运输能力大，准时性强，速度快，舒适高，安全
性高，运营费用低，环境污染小等特点，是运输体系的大动脉。轨道系统安全是
保障运输正常运行的基础，而轨道损伤无疑会给轨道运输带来安全隐患。本文着
重研究了轨道竖向刚度突变、轨道不平顺（轨道粗糙度）以及车辆-轨道之间的作
用力的识别方法，具体研究内容如下：
（1）基于车辆-轨道作用力时程以及车辆加速度时程对轨道刚度变化的灵敏
度提出了一种轨道竖向刚度突变的识别方法，并进行数值仿真分析。识别结果表
明，该方法可较好的识别轨道刚度突变的位置和程度，基于该算法对模型进行迭
代修正可保证较高的识别精度。
（2）基于无迹卡尔曼滤波器（UKF）算法，对比研究了两种荷载识别方法。
第一种荷载识别方法将待评估的荷载直接放入状态量中进行识别，即直接荷载识
别法；第二种方法将荷载时程进行正交分解，并将正交分解系数放入状态量进行
识别，即间接荷载识别法。研究发现，两种方法均能较好的识别结构外荷载，然
而间接荷载识别法大大增加了待识别的未知量个数，且较难确定正交分解的阶数。
（3）本研究基于振动台试验验证了第一种荷载识别方法，对于识别结果的漂
移问题，提出两种解决办法，一是将实验测得的加速度响应和位移响应同时作为
观测值进行识别，二是将过程噪声和测量噪声增广到状态量中进行识别。这两种
改进措施都可以显著改善识别效果。
（4）本文基于直接荷载识别法，提出一种轨道粗糙度和车辆-轨道作用力的同
步识别方法。数值仿真分析结果表明，该方法具有操作简单、效率高和收敛性好
等优点