專利名稱：軌道車輛橫向動力學(xué)性能地面監(jiān)測評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種軌道車輛橫向動力學(xué)性能地面監(jiān)測評估方法。
背景技術(shù)：
車輛運(yùn)行安全評估一般有標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)試驗及地面監(jiān)測兩種形式。 標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)試驗，是在被測車輛上安裝測力輪對、加裝速度計、位移計等 傳感器，在正線上試驗，得到試驗值(又稱真值)，將試驗值依照標(biāo)準(zhǔn)(例如
GB/T'5599 — 1985《鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定規(guī)范》)要求來評估車輛 的橫向動力學(xué)性能；其測量的特征值如脫軌系數(shù)最大值、平均值、方差等反映 了被測車輛橫向動力學(xué)特征。標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)試驗?zāi)艿玫奖粶y車輛在所有正常線路 下的安全情況，但是由于需要在每個被測車輛上均安裝傳感器，因此其運(yùn)用成 本很高。
軌道車輛橫向動力學(xué)地面監(jiān)測方法是，在軌道上安裝監(jiān)測設(shè)備，能提供通 過該監(jiān)測設(shè)備數(shù)米范圍內(nèi)的所有車輛的輪軌力等數(shù)據(jù)。換句話說，軌道車輛橫 向動力學(xué)地面監(jiān)測由于能直接提供車輛的輪軌力、脫軌系數(shù)等安全關(guān)鍵參數(shù)、 具有較高的監(jiān)測頻次且運(yùn)用成本低廉，目前已成為軌道車輛，特別是貨車的主 流安全監(jiān)測手段。但是，軌道車輛橫向動力學(xué)地面監(jiān)測只能提供車輛通過監(jiān)測 設(shè)備時數(shù)米范圍內(nèi)的監(jiān)測值，并不能提供車輛在所有正常線路下的監(jiān)測值，因 此其監(jiān)測具有一定的局限性。
目前，標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)試驗和軌道車輛橫向動力學(xué)地面監(jiān)測結(jié)果之間沒有明確 的對應(yīng)關(guān)系，如此限制了軌道車輛橫向動力學(xué)地面監(jiān)測在貨車安全監(jiān)測運(yùn)用中 的深化，限制了該技術(shù)在中、高速客車安全監(jiān)測中的推廣
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種軌道車輛橫向動力學(xué)性能地面監(jiān)測 評估方法，其能建立地面監(jiān)測與標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)試驗之間的數(shù)值關(guān)系，以利用地面 監(jiān)測進(jìn)行車輛的橫向動力學(xué)評估。
本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)， 一種軌道車輛橫向動力學(xué) 性能地面監(jiān)測評估方法，包括步驟
A、 獲得某一類型車輛的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括有效監(jiān)測速度級下的
地面監(jiān)測數(shù)據(jù)x，評估速度級下的標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)y，以及對應(yīng)的橫向
動力學(xué)特征參數(shù)e;
B、 分別生成各個評估速度級下上述類型車輛標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)y 關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)9的第一種條件概率密度函數(shù)p(y^;
C、 分別生成各個有效監(jiān)測速度級下上述類型車輛地面監(jiān)測數(shù)據(jù)x關(guān)于橫向 動力學(xué)特征參數(shù)e的第二種條件概率密度函數(shù)p(X廬)；
D、 依據(jù)上述第二種條件概率密度函數(shù)p(X^及對應(yīng)的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成
上述類型車輛的橫向動力學(xué)特征參數(shù)e的概率密度函數(shù)P(^);
E、 對任一個屬于上述類型車輛的車輛，將其有效監(jiān)測速度級下地面監(jiān)測數(shù) 據(jù)序列Xc結(jié)合第二種條件概率密度函數(shù)P(X|0)和概率密度函數(shù)，得到該車
輛的橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布；
F、 通過該車輛的橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布和第一條件概率密度函數(shù)，得到 所述車輛在評估速度級下標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)參數(shù)分布，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，評估速度級下第一種條件概率密度函數(shù)和/或第二種 條件概率密度函數(shù)的生成步驟包括
Gl、將上述類型車輛某速度級下的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)
據(jù)x、 y對不同的橫向動力學(xué)特征參數(shù)e ，采用非參數(shù)方法生成初步的概率密度
函數(shù)；
G2、對初步的概率密度函數(shù)依據(jù)橫向動力學(xué)特征參數(shù)e累加生成累積概率
數(shù)G3、對等累積概率數(shù)據(jù)依據(jù)橫向動力學(xué)特征參數(shù)e進(jìn)行多項式擬合，生成
擬合數(shù)據(jù)；
G4、對擬合數(shù)據(jù)累減生成待插補(bǔ)樣本數(shù)據(jù)；
G5、將待插補(bǔ)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑及標(biāo)準(zhǔn)圖像插補(bǔ)計算；
G6、將圖像插補(bǔ)結(jié)果歸一化處理，得到該速度級下地面監(jiān)測數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)橫 向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)x、 y關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)e的條件概率密度函數(shù)。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述步驟G1中的非參數(shù)方法采用Parzen窗法。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)x和標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)試 驗數(shù)據(jù)y，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)通過標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗或數(shù)值仿真的方式獲取。
本發(fā)明的評估方法的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是-
1、 建立了車輛橫向動力學(xué)地面監(jiān)測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗結(jié)果間的概 率數(shù)值關(guān)聯(lián)；
2、 由于利用多次監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評估，所得到的評估結(jié)果穩(wěn)定，并且可以結(jié) 合不同的速度級進(jìn)行評估，提高評估的時效性；
3、 采用本發(fā)明得到的結(jié)果，可以引用現(xiàn)有的車輛橫向動力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行最終 的評判；
4、 本發(fā)明是一個通用的方法，可以用于貨車的評估也可用于客車的安全評估。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施 例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述 中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付 出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的框6圖2A是本發(fā)明某類車的120km/h速度級試驗樣本分布圖； 圖2B是圖2A的投影圖3A是標(biāo)準(zhǔn)二維條件概率密度生成方法結(jié)果； 圖3B是圖3A的投影圖4A是本發(fā)明實(shí)施時的適合于車輛動力學(xué)地面評估的二維條件概率密度 生成算法結(jié)果；
圖4B是圖4A的投影圖5A是本發(fā)明基于120km/h下監(jiān)測樣本的4627592車的標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試 驗評估結(jié)果；
圖5B是圖5A的累積概率；
圖6A是本發(fā)明基于120km/h下監(jiān)測樣本的5370001車的標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試 驗評估結(jié)果；
圖6B是圖6A的累積概率；
圖7A是本發(fā)明貨車在100km/h軸脫軌系數(shù)在120km/h正線動力學(xué)試驗脫軌
系數(shù)最大推斷值下的條件分布圖； 圖7B是圖7A的投影圖8A是本發(fā)明基于100km/h下監(jiān)測序列的4627592車的標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試
驗評估結(jié)果；
圖8B是圖8A的累積概率；
圖9A是本發(fā)明本發(fā)明基于100km/h下監(jiān)測序列的5370001車的標(biāo)準(zhǔn)橫向動 力學(xué)試驗評估結(jié)果；
圖9B是圖9A的累積概率。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造 性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明的理論基礎(chǔ)是
設(shè)x，y, e是事物的屬性，已知p(豐)、p(*)、 p(。，設(shè)Xc是對某事物x 屬性的n次獨(dú)立測量X(^[xl， x2，…，xn]，若x， y的分布決定于e且^(卞)、
PWe)光滑，那么在x的測量序列Xc下對y的分布估計(以下^表示對應(yīng)概率 密度函數(shù)的估計值)
其中
-(輛=I e)p(。 = M義c I ,(。 p(刷 J>(Zc
以上表述的理論基礎(chǔ)是經(jīng)典貝葉斯估計的推廣(以下稱為貝葉斯估計推 論)反映了由"可測分布"凝聚到"特征參數(shù)"，再由"特征參數(shù)"推廣到"不 易測目標(biāo)分布"的過程及該過程需要滿足的條件；推廣了概率密度函數(shù)的貝葉 斯估計在工程上的運(yùn)用；對于非直接、非標(biāo)準(zhǔn)測量結(jié)果的評估意義重大。
具體到軌道車輛橫向動力學(xué)地面監(jiān)測數(shù)據(jù)的評估。
某車地面監(jiān)測值的大小取決于該車的特性及進(jìn)入測區(qū)的初始條件，就初始 條件而言每個車的分布可認(rèn)為是相同的，如此，某車地面監(jiān)測值的分布本質(zhì)上 決定于車輛特性；
某車橫向動力學(xué)評估公認(rèn)方法結(jié)果取決于該車的特性及線路輸入條件，就 線路輸入條件而言每個車是相同的，即橫向動力學(xué)評估公認(rèn)方法結(jié)果的分布決 定于車輛特性；
設(shè)x是某車地面監(jiān)測值分布，y是某車橫向動力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)評估方法結(jié)果分布，e是表征車輛橫向動力學(xué)特性的參數(shù)，由于^+)、 ^孝)光滑對一般工程問題
可認(rèn)為是成立的，結(jié)合以上分析可以看到就軌道車輛橫向動力學(xué)地面監(jiān)測評 估而言，滿足貝葉斯估計推論的使用條件。
如圖1所示，本發(fā)明提出的一種軌道車輛橫向動力學(xué)性能地面監(jiān)測評估方 法，其步驟包括
A、 獲得某一類型車輛(即指某一種類型的復(fù)數(shù)個車輛)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括有效監(jiān)測速度級下的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)X，評估速度級下的標(biāo)準(zhǔn)橫向
動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)y，以及對應(yīng)的橫向動力學(xué)特征參數(shù)e;
B、 分別生成各個評估速度級下上述類型車輛對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù) y，依據(jù)橫向動力學(xué)特征參數(shù)8的第一種條件概率密度函數(shù)p(y^;
C、 分別生成各個有效監(jiān)測速度級下上述類型車輛地面監(jiān)測數(shù)據(jù)x，依據(jù)橫 向動力學(xué)特征參數(shù)e的第二種條件概率密度函數(shù)MXl0 ;
D、 依據(jù)上述第二種條件概率密度函數(shù)p(X^及對應(yīng)的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成
上述類型車輛橫向動力學(xué)特征參數(shù)6的概率密度函數(shù)/7(力；
E、 對任一個屬于上述類型車輛的車輛，將其有效監(jiān)測速度級下地面監(jiān)測數(shù) 據(jù)序列Xc結(jié)合第二個條件概率密度函數(shù)p(Xl。和概率密度函數(shù)p(0 ，得到該車
輛的橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布；
F、 通過該車輛橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布和第一種條件概率密度函數(shù)p(yl。，
得到所述車輛在評估速度級下標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)參數(shù)分布，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估。
其中步驟A、 B、 C、 D反映了系統(tǒng)概率模型(貝葉斯估計推論)參數(shù)獲取過 程，步驟E、 F對應(yīng)模型的運(yùn)用。
這樣，本發(fā)明通過系統(tǒng)概率模型的建立，引入車輛橫向動力學(xué)特征參數(shù)， 得到地面監(jiān)測與標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)試驗之間的數(shù)值關(guān)聯(lián)，從而只需對車輛迸行地面監(jiān) 測，利用多次地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，推斷出相應(yīng)的橫向動力學(xué)試驗結(jié)果，進(jìn)而引用"標(biāo) 準(zhǔn)"(例如GB/T5599 — 1985《鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定規(guī)范》)進(jìn)行評估。換句話說，本發(fā)明有效地解決了地面軌道車輛的橫向動力學(xué)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)缺 乏的問題，對貨車以及中、高速客車特別是高速客車的安全評估及檢修優(yōu)化具 有重要意義。
其中，上述步驟A中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)x和標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)試驗數(shù) 據(jù)y，可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)通過標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗或數(shù)值仿真的方式獲取。
在較佳的實(shí)施方式中，上述評估速度級下第一種條件概率密度函數(shù)和/或第
二種條件概率密度函數(shù)的生成步驟包括
Gl、將上述類型車輛某速度級下的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù) 據(jù)x、 y對不同的橫向動力學(xué)特征參數(shù)e ，采用非參數(shù)方法，例如Parzen窗法 方法生成初步的概率密度函數(shù)；
G2、對初步的概率密度函數(shù)依據(jù)橫向動力學(xué)特征參數(shù)e累加生成累積概率
數(shù)據(jù)；
G3、對等累積概率數(shù)據(jù)依據(jù)橫向動力學(xué)特征參數(shù)9進(jìn)行多項式擬合，生成 擬合數(shù)據(jù)；
G4、對擬合數(shù)據(jù)累減生成待插補(bǔ)樣本數(shù)據(jù)；
G5、將待插補(bǔ)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑及標(biāo)準(zhǔn)圖像插補(bǔ)計算；
G6、將圖像插補(bǔ)結(jié)果歸一化處理，得到該速度級下地面監(jiān)測數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)橫 向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)x、 y關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)e的條件概率密度函數(shù)。
本發(fā)明是利用等概率線進(jìn)行插補(bǔ)，也就是說，其由于在算法中合理引入了 條件概率密度函數(shù)特征，二維條件概率密度函數(shù)生成算法相對標(biāo)準(zhǔn)圖像插補(bǔ)算 法特性良好，能較大程度解決試驗數(shù)據(jù)大范圍缺失問題。
下面對本發(fā)明進(jìn)行舉例說明。
本發(fā)明實(shí)施例的具體任務(wù)是利用某車120km/h下的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)評估其在 120km/h工況下的橫向安全性。其實(shí)施過程如下Al、獲得該車輛所屬的類型車輛的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，此處將地面監(jiān)測數(shù)據(jù)x取為 車輛軸橫向脫軌系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)y取為標(biāo)準(zhǔn)試驗得到的車輛脫 軌系數(shù)，為簡單計，此處直接設(shè)0是該類車輛120km/h時橫向動力學(xué)試驗結(jié)果。
Bl、鑒于僅評估120 km/h工況下的橫向安全性，故只生成120km/h速度級
下該車所屬車輛類標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)y關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)e的第
一種條件概率密度函數(shù)P(y^)。由于步驟Al中直接設(shè)9是該類車輛120km/h時 橫向動力學(xué)試驗結(jié)果，此處第一種條件概率密度函數(shù)p(yle)即為狄克拉5函數(shù)。
Cl、鑒于僅采用120km/h監(jiān)測工況下的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，故只生成120km/h 速度級下該車所屬車輛類地面監(jiān)測數(shù)據(jù)x關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)e的第二種 條件概率密度函數(shù)Mx^);
此處直接使用該類型車輛的試驗數(shù)據(jù)，試驗樣本分布如圖2A和圖2B所示， 由于不可能使用足夠多的車進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗以及軌道車輛本身的性能特點(diǎn)，試驗 數(shù)據(jù)存在大范圍缺失的問題。
為了解決試驗數(shù)據(jù)缺失的何題，可以采用標(biāo)準(zhǔn)圖像插補(bǔ)方法，例如標(biāo)準(zhǔn)二 維圖像插補(bǔ)方法，如圖3A和圖3B所示，從圖3A和圖3B中可以看出，在數(shù)據(jù) 稀疏或大范圍缺失的情況下標(biāo)準(zhǔn)二維圖像插補(bǔ)方法性能可能不佳，這是因為算 法中未對未知域的數(shù)據(jù)做過多約束，數(shù)值僅沿著坐標(biāo)軸方向進(jìn)行插補(bǔ)，算法可 能不能反映圖像特征，無法得到實(shí)際的結(jié)果；
因此，此處是利用等概率線進(jìn)行插補(bǔ)，其在圖像標(biāo)準(zhǔn)插補(bǔ)算法中增加了能 反映圖像特征的約束，即在算法中合理引入了條件概率密度函數(shù)特征，其車輛 動力學(xué)地面評估的二維條件概率密度函數(shù)生成算法的結(jié)果參考圖4A和圖4B所 示，其能較大程度解決試驗數(shù)據(jù)大范圍缺失的問題。
Dl、依據(jù)第二個條件概率密度函數(shù)p(xl。及對應(yīng)的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)x，生成橫
向動力學(xué)特征參數(shù)e的概率密度函數(shù)P(e)，為簡化問題，此處設(shè)概率密度函數(shù) K。為常數(shù)。
El、根據(jù)貝葉斯估計推論，將上述類型車輛的其中一輛車的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)序列Xc結(jié)合第二個條件概率密度函數(shù)p(Xl。和概率密度函數(shù)/K。，得到所述車
輛的橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布；
圖5A和圖6A顯示了車號為4627592和5370001車的標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗 結(jié)果估計，從圖5A和圖6A中可以看出，隨著地面估計序列的加長，估計值趨 向于試驗值。
Fl、通過車輛的橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布和第一條件概率密度函數(shù)p(y^，
得到所述車輛在評估速度級下標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)參數(shù)分布，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估；
從圖5A看出，車號為4627592車，其隨監(jiān)測樣本數(shù)的增加，評估得到的橫 向動力學(xué)試驗脫軌系數(shù)最大值的推斷值的概率密度函數(shù)向試驗值(真值)1.2613 凝聚，即該車在120krn/h速度級運(yùn)行不安全(試驗值大于1，其運(yùn)行不安全； 試驗值小于l，其運(yùn)行安全)；從圖5B的累積概率曲線可以看出，4627592車若 依據(jù)地面監(jiān)測1次測量評估正線脫軌系數(shù)最大推斷值大于1.0的概率大于90% (90% 二 1-對應(yīng)的累積概率值，以下類推)，大于1. 2的概率大約40%;依據(jù)4 次監(jiān)測評估正線脫軌系數(shù)最大推斷值大于1. 0的概率接近100%，大于1. 2的概 率大于70%;依據(jù)8次監(jiān)測評估正線脫軌系數(shù)最大推斷值大于1. 0的概率接近 100%，大于1. 2的概率約為85%，如此說明隨評估樣本數(shù)的增加越來越接近試 驗值；
從圖6A和圖6B看出，車號為5370001車，其隨監(jiān)測樣本數(shù)的增加，評估 得到的橫向動力學(xué)試驗脫軌系數(shù)最大值的推斷值的概率密度函數(shù)向試驗值(真 值)0. 44093凝聚，即該車在120km/h速度級運(yùn)行安全，依據(jù)3次以上地面監(jiān) 測數(shù)據(jù)作出的評估中，脫軌系數(shù)大于0. 8的可能性幾乎為0。
軌道車輛橫向動力學(xué)評估貝葉斯估計推論涵蓋了不同監(jiān)測速度級下的輸 入，例如，以120km/h下正線試驗的脫軌系數(shù)最大值的推斷值為條件生成了車 輛橫向地面監(jiān)測100km/h速度級下的特性(即第二個條件概率密度函數(shù)^(Xv^， v=100km/h)，如圖7A和圖7B所示，此時，以100km/h下的監(jiān)測樣本為輸入，
12條件概率密度函數(shù)取圖7A和圖7B反映的/KX申)v-100km/h，評估樣本數(shù)為8， 再次估計前述車號4627592及5370001車在120km/h下的脫軌系數(shù)最大值的推 斷值
圖8A和圖8B是基于100km/h下樣本的4627592車橫向動力學(xué)特性評估結(jié) 果及其累積概率，隨監(jiān)測樣本數(shù)的增加，評估得到的橫向動力學(xué)試驗脫軌系數(shù) 最大值的推斷值的概率密度函數(shù)仍向試驗值1.2613靠攏；只是圖8A和圖8B 的結(jié)果相對于圖5A和圖5B而言，其結(jié)果趨近于試驗值的速度變慢；
圖9A和圖9B是基于100km/h下樣本的5370001車橫向動力學(xué)特性評估結(jié) 果及其累積概率，隨監(jiān)測樣本數(shù)的增加，評估得到的橫向動力學(xué)試驗脫軌系數(shù) 最大值的推斷值的概率密度函數(shù)仍向試驗值0. 44093靠攏；只是圖9A和圖9B 的結(jié)果相對于圖6A和圖6B而言，其結(jié)果趨近于試驗值的速度變慢。
綜上所述，本發(fā)明對于一定速度范圍的輸入數(shù)據(jù)，其綜合評估算法均能得 到貼近實(shí)際的結(jié)果，此時評估速度級下的條件概率密度函數(shù)的特性決定了趨向 試驗值(真值)的速度；也就是說，本發(fā)明由于建議了地面監(jiān)測參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)橫 向動力學(xué)試驗之間的數(shù)值關(guān)系，其通過地面監(jiān)測參數(shù)能對軌道車輛的橫向動力 學(xué)作出合理評判。
以上所述僅為本發(fā)明的幾個實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請文件公開 的可以對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種改動或變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種軌道車輛橫向動力學(xué)性能地面監(jiān)測評估方法，其步驟包括A、獲得某一類型車輛的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括有效監(jiān)測速度級下的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)[x]，評估速度級下的標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)[y]，以及對應(yīng)的橫向動力學(xué)特征參數(shù)[θ]；B、分別生成各個評估速度級下上述類型車輛標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)[y]關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)[θ]的第一種條件概率密度函數(shù)[p(y|θ)]；C、分別生成各個有效監(jiān)測速度級下上述類型車輛地面監(jiān)測數(shù)據(jù)[x]關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)[θ]的第二種條件概率密度函數(shù)[p(x|θ)]；D、依據(jù)上述第二種條件概率密度函數(shù)[p(X|θ)]及對應(yīng)的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成上述類型車輛的橫向動力學(xué)特征參數(shù)[θ]的概率密度函數(shù)[p(θ)]；E、對任一個屬于上述類型車輛的車輛，將其有效監(jiān)測速度級下地面監(jiān)測數(shù)據(jù)序列[Xc]結(jié)合第二種條件概率密度函數(shù)[p(X|θ)]和概率密度函數(shù)[p(θ)]，得到該車的橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布；F、通過該車輛橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布和第一種條件概率密度函數(shù)，得到所述車輛在評估速度級下標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)參數(shù)分布，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，上述按速度分級的第一 種條件概率密度函數(shù)和/或第二種條件概率密度函數(shù)的生成步驟包括Gl、將上述類型車輛某速度級下的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)[x、 y]對不同的橫向動力學(xué)特征參數(shù)[e ]，采用非參數(shù)方法生成初步的概率密度函數(shù)；G2、對初步的概率密度函數(shù)依據(jù)橫向動力學(xué)特征參數(shù)[e ]累加生成累積概率數(shù)據(jù)；G3、對等累積概率數(shù)據(jù)依據(jù)橫向動力學(xué)特征參數(shù)[e ]進(jìn)行多項式擬合， 生成擬合數(shù)據(jù)；G4、對擬合數(shù)據(jù)累減生成待插補(bǔ)樣本數(shù)據(jù)；G5、將待插補(bǔ)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑及標(biāo)準(zhǔn)圖像插補(bǔ)計算；G6、將圖像插補(bǔ)結(jié)果歸一化處理，得到該速度級下地面監(jiān)測數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)橫 向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)[x、 y]關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)
的條件概率密度函 數(shù)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的評估方法，其特征在于，上述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的地面 監(jiān)測數(shù)據(jù)[x]和標(biāo)準(zhǔn)動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)[y]，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)通過標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗 或數(shù)值仿真的方式獲取。
全文摘要
一種軌道車輛橫向動力學(xué)性能地面監(jiān)測評估方法，包括獲得某一類型車輛的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；生成該類型車輛標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)的第一種條件概率密度函數(shù)；生成該類型車輛地面監(jiān)測數(shù)據(jù)關(guān)于橫向動力學(xué)特征參數(shù)的第二種條件概率密度函數(shù)；依據(jù)第二種條件概率密度函數(shù)及對應(yīng)的地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成該類型車輛橫向動力學(xué)特征參數(shù)的概率密度函數(shù)；對任一個屬于上述類型車輛的車輛，將其地面監(jiān)測數(shù)據(jù)序列結(jié)合第二種條件概率密度函數(shù)和概率密度函數(shù)，得到該車輛的橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布；通過橫向動力學(xué)特征參數(shù)分布和第一種條件概率密度函數(shù)，得到車輛在評估速度級下標(biāo)準(zhǔn)橫向動力學(xué)參數(shù)分布，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估。
文檔編號G01M17/08GK101509837SQ20091008140
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者于衛(wèi)東, 扈海軍, 曾宇清, 雷 陳 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所