基于钢轨固体声检测的列车接近报警实验研究.pdf

匣亟塞塑鱼鲤 丛墨毯塞周生 文章编号：1671·1041(2005)04-0010-02 基于钢轨固体声检测的列车接近报警实验研究 杨清雷1一，傅圣雪1，王泽华2 摘要：本文基于对列车运行时轮轨激助声及其在钢轨中传播的‘波导效应” 行时产生的。 分析，设计了在远处测量钢轨中固体声信号随列车接近时变化的检测系统， 在轮轨空气声的研究中．Remington【4]建立的滚动声模型是 利用改进的锛方墓葬法分析了谊固体声的功率谱密度，拄出了列车接近时声 典型的代表。向周围环境辐射声时，钢轨振动辐射声比车轮辐射声 信号变化特点，为预报列车的接近提供了实验分析。 要大．轮轨声能量集中在69～1000Hz频率【5]。 关键词：轮轨激蔚源：固体声：协方差算法：功率谱密度 同时，在钢轨中传播着由轮轨激励的固体声。车轮对钢轨的作 中田分类号：TP29文献标识码：A 用在其截面内可以分成x、Y两个方向(图1)，在x方向可以看成 是沿钢轨长度两端支撑(相邻枕木的固定点)的棒的横振动【6]．其 onan Experimentstudy alarmof 简正频率是： trainbased L=n‘(cnkA／21‘) (1) approaching ondetectionofthe n是频率介数，Co=5050m／s是钢轨中固体声速：k是钢轨支 solid 撑板截面回转半径5．7×10_’m4是钢轨在枕木间距离．若取其平均 statesoundinrail 值0 Yt崃TG Ze·hua。 用导纳分析钢轨频率值相吻合【7】。 Qing-leiJ，iFuSheng·xflel,WANG of Science (1．OeeanUniversityChina，Information 71．5mm，D支撑板高为100ram，E踏面高为50mm。 ＆EngineeringCollege．Qingdao266003；2．Qingdao 1．2钢轨的“波导效应” ofScienceand University Technology，Dept． 声在空气传播时，可看做是声在无限介质中传播，因扩散衰减 ofmath．phy．Qingdao266042) 导致声压减小快：声在钢轨中传播时，阻尼小衰减慢，且有限形状 Abstract：Inthis havebeen themeasurementof paper，we making 和尺寸使钢轨具有“波导效应”【8】。沿钢轨延伸方向可以看成是 vibration intherailwhenatrain onthebasis changlng approaching 声波导(图2)，由声波导理论可知矩形声波导简正频率为： sound PSDofthe ofthesolidstate theoP／The solidstatesoundwas estimatedi