高速列車安全性態(tài)評估數(shù)據(jù)的多重分形特征分析.pdf

1、高速列車在運(yùn)行過程中安全性態(tài)的變化以及故障的發(fā)生嚴(yán)重威脅著列車運(yùn)行安全，高速列車安全性態(tài)評估數(shù)據(jù)為分析列車運(yùn)行狀態(tài)和挖掘出能反映服役性態(tài)的模式與特征提供了條件。多重分形方法在研究非線性信號方面具有一定的獨(dú)特性，并廣泛應(yīng)用于振動(dòng)信號研究。為此，對列車關(guān)鍵部位的奇異的、非平穩(wěn)的振動(dòng)信號進(jìn)行多重分形分析，統(tǒng)計(jì)多重分形譜相關(guān)參數(shù)有助于提取故障特征。
　　 本文概括總結(jié)了國內(nèi)外高速列車故障診斷研究現(xiàn)狀，簡要介紹多重分形方法的原理，論證了列

2、車振動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)存在多重分形性;然后對高速列車安全性態(tài)評估數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真分析。首先使用基于統(tǒng)計(jì)矩的方法，分別研究了列車傳感器在橫向、垂向、縱向方向上采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對比各自方向上動(dòng)車處于正常狀態(tài)下和三種單一故障工況信號的多重分形譜，統(tǒng)計(jì)相關(guān)參數(shù)。分析表明，越是波動(dòng)劇烈和分布不均勻的振動(dòng)信號其多重分形性越強(qiáng)，在一些重要參數(shù)上體現(xiàn)得明顯;在列車一些部位某一特定工況信號的多重分形譜表現(xiàn)得較為特殊，可以說明列車這些部位對該種故障所帶來的振動(dòng)尤為

3、敏感;利用支持向量機(jī)對所研究工況信號進(jìn)行分類，取得了不錯(cuò)的識別效果。然后使用小波模極大值(WTTM)多重分形方法進(jìn)行對相同數(shù)據(jù)計(jì)算，計(jì)算了小波模分形熵，該熵對區(qū)分四種工況信號有一定的效果。
　　 最后分析列車運(yùn)行仿真模型數(shù)據(jù)，先計(jì)算了列車多故障信號的多重分形譜，比較同一速度下車體、構(gòu)架、軸箱等部位同方向通道振動(dòng)信號的多重分形譜分布，以及不同速度下同一通道信號分形譜的變化趨勢。結(jié)果表明在某些通道各種多故障信號的多重分形性強(qiáng)弱服從一