目录第1章绪论………………………………………………………………………………11．1引言………………………………………………………………………………11．2研究背景…………………………………………………………………………21．3本文主要研究工作………………………………………………………………4第2章轨道随机不平顺…………………………………………………………………52．1轨道不平顺及其形成原因………………………………………………………52．2轨道不平顺的分类………………………………………………………………6第3章轨道不平顺功率谱分析…………………………………………………………93．1轨道不平顺状态的评估方法……………………………………………………93．1．1局部不平顺幅值超限评分法……………………………………………93．1．2轨道质量指数（简称TQI）评价方法…………………………………93．1．3局部不平顺幅值超限评分法与轨道质量指数评价法的比较………103．2轨道谱研究概述………………………………………………………………113．2．1国外铁路轨道谱的研究情况…………………………………………113．2．2国内铁路轨道谱的研究情况…………………………………………163．3国内外轨道谱比较分析………………………………………………………213．3．1普通线路轨道谱的比较………………………………………………223．3．2高速线路轨道谱的比较………………………………………………243．3．3结论……………………………………………………………………27第4章轨道谱估计……………………………………………………………………284．1随机过程及其特征描述………………………………………………………284．1．1随机过程………………………………………………………………284．1．2平稳随机过程…………………………………………………………284．1．3随机信号的相关函数…………………………………………………294．1．4随机信号的功率谱……………………………………………………304．2功率谱估计的各种方法………………………………………………………314．2．1古典谱估计……………………………………………………………314．2．2最大熵谱估计…………………………………………………………364．2．3谱估计方法的比较分析………………………………………………374．3实测轨道谱与现有轨道谱的比较……………………………………………404．4线路平顺性趋势分析…………………………………………………………41第5章轨道不平顺数值模拟…………………………………………………………435．1国内外常用的数值模拟方法…………………………………………………435．1．1白噪声滤波法及二次滤波法…………………………………………435．1．2三角级数法……………………………………………………………445．2逆傅氏变换法…………………………………………………………………455．2．1估计功率谱的Blackman-Turkey（BT）法…………………………465．2．2逆傅氏变换法的计算步骤……………………………………………465．2．3算例……………………………………………………………………48结论与展望……………………………………………………………………………50致谢……………………………………………………………………………………52参考文献………………………………………………………………………………53附录……………………………………………………………………………………55第1章绪论1.1引言铁路轨道是一种特殊的结构物，它大多支承在密实度和弹性都很不均匀的道床和路基上，其工作条件十分复杂。在线路建设和机车运行过程中，钢轨将不可避免的产生左右、高低、方向、轨距等不平顺，不仅对列车运行的稳定性和舒适度产生不良影响，同时作为机车车辆/轨道系统的激扰源，将引起轮轨接触的动作用力，对设备造成破坏。国内外铁路运输系统的实践证明，即使轨道结构在强度方面完全满足要求，而当轨道的平顺性不良时，由轨道不平顺所引起的车辆振动和轮轨动作用力将随着行车速度的提高而成倍的急剧增大，增加了列车脱轨的危险。反之，若轨道的平顺性满足要求，列车的振动和轮轨动作用力不大，行车的安全和平稳舒适度就能够得到保证，轨道和车辆部件的寿命、维修周期也较长。轨道的平顺性是线路方面制约行车速度的主要因素，是铁路管理的核心问题。我国目前铁路技术发展的目标是逐步实现客运高速、货运重载和行车高密度。铁路线路设备作为重要的基础设施，将面临快