林建輝，易　彩，張衛(wèi)華，丁建明，劉　璐，張　兵

（西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室，成都610031）

高速列車服役性能研究

林建輝，易彩，張衛(wèi)華，丁建明，劉璐，張兵

（西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室，成都610031）

高速列車運行時空上的跨越所面臨的振動、環(huán)境變化，使其服役狀態(tài)與安全性態(tài)始終處于時變狀態(tài)，給高速列車安全保障與健康維護帶來極大的挑戰(zhàn)。隨著高速列車運營里程的增長，高速列車服役性能的研究成為保障我國高速列車技術(shù)持續(xù)發(fā)展的重要課題。在分析高速列車服役性能基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，提出了高速列車服役性能檢測體系，闡明了其建設(shè)內(nèi)容與方案，并發(fā)展了高速列車走行部跟蹤試驗技術(shù)，跟蹤試驗對高速列車服役性能的研究具有顯著成效與提升。最后，指出了本領(lǐng)域今后的發(fā)展趨勢及需重點關(guān)注與加強的研究工作。

高速列車；服役性能；列車檢測；跟蹤試驗；性能演變

1　前言

截至2013年年底，我國新建高速鐵路運營里程已達到11 000余千米，初步形成了“四縱四橫”高速鐵路骨干網(wǎng)。據(jù)我國高速鐵路發(fā)展規(guī)劃網(wǎng)，到2020年將建成1.8×104km的高速線路，形成“長三角”、“珠三角”和“環(huán)渤?！比齻€區(qū)域軌道交通網(wǎng)和對應(yīng)的輻射網(wǎng)[1]。這標(biāo)志著我國鐵路已經(jīng)進入了運行速度高、運行里程長、運行規(guī)模大的高鐵時代，并將以更加迅猛態(tài)勢繼續(xù)向前推進。

隨著我國高速鐵路的蓬勃發(fā)展，路網(wǎng)規(guī)模的迅速擴大，高速列車關(guān)鍵技術(shù)與性能研究也趨見豐富與深入。然而，高速列車運行安全始終是高鐵研究、建設(shè)與運行最關(guān)注的重點。高速列車運行時空上的跨越所面臨的振動、環(huán)境變化，使其服役狀態(tài)與安全性態(tài)始終處于時變狀態(tài)，對高速列車安全預(yù)警與健康維護帶來極大的挑戰(zhàn)。再者隨著高速列車服役時間的增加，與輪軌關(guān)系聯(lián)系最為緊密的走行部與軌道出現(xiàn)自身缺陷（如輪軌磨耗、部件失效、局部瑕疵、懸掛失效等）將導(dǎo)致高速列車系統(tǒng)動力學(xué)性能退化，存在脫軌、失穩(wěn)等重大安全隱患，最終危及到高速列車的安全運營。另一方面，隨著我國高速列車運營里程的不斷增長，掌握高速列車全生命周期內(nèi)各個關(guān)鍵部件及系統(tǒng)的服役性能演變規(guī)律，是進一步優(yōu)化高速列車技術(shù)與主動控制高速列車運行安全的必要手段。因此開展高速列車服役性能研究，已成為高速列車可持續(xù)健康發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

隨著列車提速，列車與固定設(shè)備及空氣的相對運行速度提高，列車和線路、接觸網(wǎng)與空氣間的相互作用加劇。速度給高速列車帶來的不僅是列車自身動力學(xué)性能的挑戰(zhàn)，也帶來了列車高速運行時的平穩(wěn)性和穩(wěn)定性問題，以及振動加劇所帶來的結(jié)構(gòu)可靠性問題；速度還導(dǎo)致列車與其相關(guān)的耦合振動加劇，這不僅加劇了線路和弓網(wǎng)振動，同時輪軌的高速滾動、弓網(wǎng)的高速滑動還將帶來摩擦磨損和接觸疲勞等失效問題；高速列車運行下的空氣作用，不再是空氣阻力和列車表面的壓強問題，更重要的是氣流作用所誘發(fā)的安全性問題。安全問題的升級，加上高速列車的服役生命周期異于普通車輛，因此高速列車在各個運用階段的服役性能如何掌握與控制，與高速列車持續(xù)運用安全息息相關(guān)。我國高速列車技術(shù)雖然發(fā)展迅速，但起步時間較晚，運營經(jīng)驗不是很豐富，因此對于高速列車運用周期內(nèi)的服役性能研究及運行安全問題應(yīng)該引起高度重視。

本文在分析高速列車服役性能及其復(fù)雜服役環(huán)境特點的基礎(chǔ)上，建立了高速列車服役性能檢測體系，描述與探討了高速列車服役性能跟蹤試驗的幾點關(guān)鍵技術(shù)，并指出了該研究方向今后的發(fā)展趨勢以及需要加強與深入的研究工作。

2　高速列車服役性能概述

高速列車服役性能一般采用動力學(xué)性能參數(shù)、安全性指標(biāo)、振動特性等來描述與表征。文獻[2～6]分別從輪對踏面錐度、車輪不圓、懸掛參數(shù)、軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)、軌道不平順等列車參數(shù)或故障模式下研究了列車服役過程中服役性能的變化及對列車運行安全的影響。高速列車服役性能下降主要是由于參數(shù)的不穩(wěn)定性和參數(shù)時變性引起的，或者是由材料變化和結(jié)構(gòu)失效導(dǎo)致的。根據(jù)剛性結(jié)構(gòu)的不可逆性，某一性能的下降，意味著該性能將會持續(xù)下降，直至惡化，抑或引起其他系統(tǒng)或部件的服役性能也同時下降。高速列車運行速度高，運動形式具有特殊性和多樣性，從而導(dǎo)致這一問題更為嚴重，速度越高，更容易加速加劇服役性能的演變與下降。探索高速列車列車服役性能演變規(guī)律，先從單一部件或系統(tǒng)入手，基于耦合動力學(xué)分析，找到部件與系統(tǒng)間的相互作用關(guān)系，才能準(zhǔn)確地了解與掌握整車的服役性能及其發(fā)展趨勢。

高速列車動力學(xué)研究的理論和方法都比較成熟，不管是在單車還是列車上都有眾多的研究成果，研究工作大多聚焦于構(gòu)架、車軸、輪對等幾個關(guān)鍵部件，研究的理論大多基于多剛體動力學(xué)理論，在低頻范圍內(nèi)關(guān)注列車運動穩(wěn)定性、平穩(wěn)性及安全性[7～11]?？梢哉f高速列車的正向力學(xué)行為研究得到了充分的發(fā)展，能夠分析高速列車在特定線路條件下的各種力學(xué)行為及其性能指標(biāo)，這對高速列車的設(shè)計、制造與系統(tǒng)集成優(yōu)化具有重大的理論與現(xiàn)實意義。但隨著高速列車在役時間的增加，高速列車自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)會發(fā)生緩慢變化，如一系彈簧的剛度、車輪踏面磨耗等，在特殊情況下可能出現(xiàn)瞬態(tài)突變，如二系空氣彈簧的失氣、車輪磨損擦傷、鋼軌斷裂等，甚至引起結(jié)構(gòu)部件的形位誤差。列車的結(jié)構(gòu)參數(shù)、裝配誤差或者尺寸誤差一旦發(fā)生變化，其服役力學(xué)性能將偏差或惡化于設(shè)計或出廠狀態(tài)。由于發(fā)生性能偏離，基于正向力學(xué)分析的方法不能滿足高速列車服役安全保障技術(shù)的需要；而且隨著車輛高速化發(fā)展，線路不平順引起的隨機激擾的頻域加寬，車輛部件間的耦合振動更加復(fù)雜，基于仿真計算的理論研究需要考慮的參數(shù)和因素需更加全面與極端。因此，高速列車服役性能的研究更需要依賴高速列車服役性能的實時跟蹤檢測，利用現(xiàn)代信號處理理論、智能信息處理方法與動力學(xué)理論進行交叉融合，基于檢測與監(jiān)測到的物理特性，反演車輛部件、系統(tǒng)及整車的服役性能，才能更貼合實際需求地指導(dǎo)列車安全運用、科學(xué)檢修、優(yōu)化設(shè)計。

3　高速列車服役性能檢測體系

試驗檢測是科學(xué)研究最基本、最直接、最有效的方法。高速列車是高速鐵路的主體，與環(huán)境、軌道、受電弓和空氣相互作用，各部分出現(xiàn)的問題都始于高速列車的運行，最終又集中反應(yīng)到高速列車的響應(yīng)上。因此，建立高速列車動態(tài)響應(yīng)的檢測體系是掌握與研究高速列車服役性能的基礎(chǔ)。不僅可以通過高速的運行響應(yīng)直接確定高速列車動態(tài)行為，同時也通過高速列車的運行響應(yīng)和運動界面（輪軌和弓網(wǎng)）的振動狀態(tài)，推斷線路和接觸網(wǎng)狀態(tài)，從而實現(xiàn)車對車和車對地的狀態(tài)檢測。

我國從第一條高速鐵路——京津城際客運專線開始，就在常規(guī)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試之外增加了科研性試驗。采用無線檢測、衛(wèi)星定位等技術(shù)，從全程監(jiān)控角度，測試、紀錄高速列車在運行中的動態(tài)響應(yīng)。隨著列車速度的提高，列車輪軌作用、弓網(wǎng)耦合作用、流固耦合作用加劇，高速列車服役性能研究不僅僅局限于列車在高速運行時的運行狀態(tài)和動態(tài)行為，還需要綜合研究高速列車在運行時與線路、接觸網(wǎng)及周圍環(huán)境的相互作用。基于高速列車運行時力學(xué)行為研究，高速列車服役性能檢測體系基本內(nèi)容包括以下幾個方面[12～15]。a.弓網(wǎng)接觸狀態(tài)檢測：受電弓氣動升力、弓的氣動阻力與迎面風(fēng)速、弓網(wǎng)接觸壓力、接觸網(wǎng)應(yīng)力和接觸熱等。b.列車狀態(tài)檢測：軸箱、構(gòu)架、電機、齒輪箱垂、橫、縱向振動，車體振動及動應(yīng)力，軸承、電機等關(guān)鍵部件溫升，一、二系減振系統(tǒng)橫、垂向位移及振動。c.輪軌接觸狀態(tài)檢測：輪軌橫向力與垂向力的大小及作用點位置檢測。d.軌道狀態(tài)檢測：輪軌的磨損狀態(tài)檢測、線路不平順檢測、軌道耦合振動的傳遞規(guī)律檢測等。e.氣流狀態(tài)檢測：列車阻力、壓力、氣流及側(cè)風(fēng)特征檢測，特別是列車會車及進入隧道時列車表面的壓力變化等。f.線路周邊環(huán)境狀態(tài)檢測：線路狀態(tài)、建筑限界。

高速列車服役性能檢測體系與高速列車各方面力學(xué)行為及服役性能的映射關(guān)系如圖1所示。

圖1　高速列車服役性能檢測體系Fig.1　High-speed train service performance testing system

接觸網(wǎng)是與高速電氣化鐵路安全運營直接相關(guān)的架空設(shè)備，是整個牽引供電系統(tǒng)最為薄弱的環(huán)節(jié)，接觸網(wǎng)的不平順直接作用于受電弓，對動車組產(chǎn)生激勵。因此對其不平順的檢測與控制直接決定高速列車受電弓的受流質(zhì)量，影響列車的運行速度和安全。弓網(wǎng)接觸性能演變規(guī)律的研究，更有助于探索最佳弓網(wǎng)匹配方案，優(yōu)化受電弓結(jié)構(gòu)及受流方式。

走行部是影響高速列車運行安全最為關(guān)鍵的部件之一。走行部動態(tài)響應(yīng)的檢測是高速列車服役性能研究的重點。走行部異常振動檢測主要針對軸箱、構(gòu)架、齒輪箱、電機、車體等關(guān)鍵部位。由于高速列車存在明顯的尺度特性，走行部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，力耦合和眾多隨機因素影響作用顯著，異常振動源難以判斷，可能是系統(tǒng)故障引發(fā)也可能是軌道不平順?biāo)a(chǎn)生的激擾，因此采用統(tǒng)一的參數(shù)閥值來評判走行部服役性能是不科學(xué)的?；诟鱾€關(guān)鍵部件的服役性能演變規(guī)律，總結(jié)走行部安全性態(tài)發(fā)展趨勢，才能更全面地掌握走行部服役性能。

輪軌磨耗及軌道幾何不平順會對車輛產(chǎn)生激擾，導(dǎo)致車輛沉浮振動、橫向滾擺、左右搖擺、側(cè)滾等耦合振動，從而進一步引起輪軌磨耗加劇的同時，還將影響車輛運行的平穩(wěn)性和安全性；輪軌關(guān)系是車輛和軌道系統(tǒng)中基本而復(fù)雜的問題之一。輪軌相互作用力的檢測是研究輪軌關(guān)系的基礎(chǔ)，也是評價轉(zhuǎn)向架性能、車輛運行品質(zhì)必不可少的參數(shù)。

高速鐵路是十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要多學(xué)科技術(shù)的支持，許多列車在低速時可以忽略的現(xiàn)象，高速時卻變得非常重要。列車與空氣間的相互作用就是一個突出的例子：列車高速運動引起的具有強烈湍流特性的列車風(fēng)對站臺及鐵路沿線人員及建筑安全具有極其嚴重的影響；反之，具有強烈脈動特性的空氣作用在高速運行的列車上，特別在惡劣的自然風(fēng)條件下，不僅使列車受到的氣動阻力增加，而且使列車受到的側(cè)向力和側(cè)滾力矩增大，嚴重影響列車安全運行，甚至引起列車脫軌等重大安全事故。由于地理條件的限制，鐵路沿線通常需要設(shè)置隧道。當(dāng)高速列車進入、通過、在隧道內(nèi)交會和駛出隧道時，列車與隧道內(nèi)空氣之間的相互作用也要引起一系列的空氣動力學(xué)效應(yīng)，不僅嚴重影響列車運行安全性、運動平穩(wěn)性和乘坐舒適性，而且對高速鐵路及高速鐵路隧道建設(shè)費用均具有極其重要的影響?？梢?，高速列車運行過程中對空氣壓力及氣流狀態(tài)進行檢測，也是開展高速列車列車服役性能研究的重要內(nèi)容。

高速列車的運行品質(zhì)和運行安全性不僅僅取決于高速列車自身的性能，同時依賴于線路、供電、信號甚至天氣等運行環(huán)境的狀態(tài)。為評價列車實時的服役性能，如平順性、平穩(wěn)性等，需充分結(jié)合路基、橋梁、隧道結(jié)構(gòu)等實時線路環(huán)境信息，排除環(huán)境干擾與影響，同時應(yīng)考慮環(huán)境因素對列車服役性能的作用關(guān)系。

4　走行部跟蹤試驗技術(shù)

高速列車跟蹤試驗，顧名思義是指對高速列車實行全過程全生命周期的跟蹤檢測、監(jiān)測、評估、優(yōu)化改進等。我國高速列車的發(fā)展歷程中利用線路科學(xué)研究試驗，聯(lián)調(diào)聯(lián)試，運行考核試驗等驗證新技術(shù)和新產(chǎn)品的性能。我國高速列車技術(shù)歷經(jīng)200 km/h、250 km/h、300 km/h、350 km/h、380 km/h的臺階，走上快速發(fā)展的道路，單項、短時的科學(xué)性實驗逐步發(fā)展為實行跟蹤試驗，在京津、武廣、京滬等干線上，固定幾列車組，持續(xù)跟蹤，為我國高速列車安全監(jiān)控和今后的技術(shù)改進提供了重大支撐，是高速列車全過程工程管理上邁出的重要一步。

4.1試驗內(nèi)容

對高速列車走行部實施跟蹤試驗，可對線路輪軌磨耗的形成過程進行跟蹤監(jiān)測，以進一步研究輪軌磨耗及波磨的形成機理；通過軌道狀態(tài)、輪對振動、構(gòu)架和車體的振動的實時檢測，進一步研究高速動車組在線路作用下的振動傳遞關(guān)系。另外通過線路跟蹤試驗，完善應(yīng)用日益廣泛的數(shù)字化仿真模型，還可以為數(shù)字化仿真和實驗室的基礎(chǔ)試驗及研究提供軌道參數(shù)、載荷譜等邊界條件和應(yīng)用條件。跟蹤試驗是高速列車服役性能檢測體系建設(shè)的必要手段。基于高速列車服役性能檢測體系建設(shè)內(nèi)容及高速列車動力學(xué)基礎(chǔ)研究成果，高速列車走行部服役性能跟蹤試驗的主要內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個方面。

1）動力學(xué)性能檢測。旨在探索高速列車在持續(xù)高速運行一定里程后的運行平穩(wěn)性、舒適性變化規(guī)律，性能演變規(guī)律，以及掌握軸箱-構(gòu)架-車體的振動傳遞關(guān)系?；谳S箱振動的檢測，分析車輪擦傷與列車運行服役時間的關(guān)系；基于構(gòu)架振動的檢測，監(jiān)控列車運行中的失穩(wěn)狀態(tài)；基于車體振動的檢測，評判列車運行的平穩(wěn)性指標(biāo)；基于軸箱、構(gòu)架、車體運行姿態(tài)的檢測，分析車體、構(gòu)架、軸箱的動態(tài)行為，判斷抗側(cè)滾減震器的工作狀態(tài)；基于轉(zhuǎn)臂節(jié)點的振動檢測，掌握列車垂向動力學(xué)特性；基于抗蛇形減震器加速度和溫升檢測，判斷其是否性能失效。

2）結(jié)構(gòu)可靠性研究?；趯Ω咚倭熊囕唽μっ嫘螤畹母櫃z測，掌握在鏇輪周期內(nèi)車輪踏面的磨耗狀態(tài)對車輛動力學(xué)性能、關(guān)鍵部位（轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、電機、車體、車下懸吊及設(shè)備艙）的載荷譜、振動特性及其各零部件的振動傳遞關(guān)系的影響。基于轉(zhuǎn)向架動應(yīng)力的監(jiān)測，建立運用載荷工況下應(yīng)力-速度關(guān)系曲線和載荷應(yīng)力譜，結(jié)合踏面磨耗形狀測試分析動應(yīng)力的變化規(guī)律，評估各承載部件的結(jié)構(gòu)可靠性?；谲囅聭业踉O(shè)備本體、吊座、車體吊掛橫梁及設(shè)備艙典型部位動應(yīng)力與振動加速度的檢測，獲得設(shè)備實際載荷譜，掌握其振動特性及其傳遞關(guān)系測試。

3）牽引傳動系統(tǒng)溫度檢測。通過對牽引傳動系統(tǒng)（牽引變壓器及牽引變流器、牽引電機溫度、齒輪箱、軸箱等）溫度的跟蹤檢測，研究運行速度、線路條件、溫度、運用維護狀態(tài)等外界條件對牽引傳動部件冷卻系統(tǒng)的影響及牽引傳動關(guān)鍵部件的各參數(shù)時間歷程特征。通過對不同速度級、線路條件、檢修維護狀態(tài)持續(xù)溫升的跟蹤測試，研究牽引及冷卻系統(tǒng)各部件的溫升與功率、速度、時間的關(guān)系，與運行環(huán)境（溫度、濕度、灰塵）、線路條件及檢修維護狀態(tài)的關(guān)系，研究其長距離高速持續(xù)運行能力。

4）舒適度測試。通過跟蹤監(jiān)測車內(nèi)壓力，研究在不同季節(jié)、濾網(wǎng)不同狀態(tài)下車內(nèi)壓力變化趨勢。通過對車內(nèi)振動、噪聲和溫度進行測試，掌握地板的振動特性、傳遞關(guān)系和變化規(guī)律以及客室內(nèi)噪聲水平和溫度，研究旅客乘坐舒適度。

4.2關(guān)鍵技術(shù)

由于高速列車的特殊性，走行部跟蹤試驗系統(tǒng)的設(shè)計有必要關(guān)注與研究以下幾個問題。a.如何實現(xiàn)檢測設(shè)備與高速列車的有機融合，確保不影響高速列車設(shè)計品質(zhì)的前提下對高速列車進行全壽命檢測與監(jiān)測。b.針對高速列車關(guān)鍵設(shè)備與系統(tǒng)所處的惡劣電磁環(huán)境、復(fù)雜溫濕氣候環(huán)境等極端服役條件，如何保障傳感器件的可靠性，提升抗干擾能力及誤差補償技術(shù)。c.車內(nèi)和車（車體）外數(shù)據(jù)傳輸問題。由于車體密閉，無法設(shè)置信號線，車外信號如何向車內(nèi)傳輸。d.不同檢測裝置的數(shù)據(jù)同步問題。由于需要研究列車耦合系統(tǒng)問題，所有檢測信號必須同步才能科學(xué)進行耦合作用研究，如何同步。e.車載信號到地面的數(shù)據(jù)傳輸問題。車載檢測系統(tǒng)的測試狀態(tài)和檢測結(jié)構(gòu)必須實時傳輸?shù)降孛?，?shù)據(jù)采取什么方式才能精確、實時地實現(xiàn)遠程傳輸。f.海量數(shù)據(jù)傳輸問題。車載檢測信號是海量數(shù)據(jù)，無線網(wǎng)絡(luò)難以實現(xiàn)。g.高速列車運行對無線傳輸?shù)挠绊懸约盁o線傳輸?shù)亩嗥绽招?yīng)等問題。

4.3試驗結(jié)果

走行部跟蹤試驗為掌握高速列車關(guān)鍵部件的服役性能提供了最為原始與珍貴的研究基礎(chǔ)。圖2為某一高速列車車下水箱與換氣裝置振動加速度檢測圖，圖3為該換氣裝置垂向和橫向振動加速度隨里程增加的變化規(guī)律，在列車運行到1.2×105km到2.1×105km間，該換氣裝置上中下位置的振動都有所增長，但變化較為緩慢，通過該裝置全過程周期的跟蹤檢測，可以進一步掌握其性能演變規(guī)律，同時還能了解不同速度、服役環(huán)境下該裝置不同的振動響應(yīng)，研究該裝置振動與走行部其他部件的作用關(guān)系。圖4和圖5分別是某一高速列車垂向平穩(wěn)性與舒適度隨里程增長的演變趨勢。由于數(shù)據(jù)量太大，圖中只計算了四個里程數(shù)下的結(jié)果，分別是1.4×104km、1.12×105km、1.52×105km、2.7×105km，圖中橫坐標(biāo)表示的是不同的運行路段。由圖可知，隨服役里程增長，列車的平穩(wěn)性與舒適度都有所下降，且不同線路條件下，列車性能也是不同的。列車服役性能的跟蹤檢測及演變規(guī)律分析，可以更有效地指導(dǎo)高速列車的維護檢修工作，科學(xué)地制定檢修周期，降低列車維護成本。

圖2　某一高速列車車下水箱與換氣裝置振動加速度檢測圖Fig.2　High-speed train water tank and ventilation device vibration acceleration monitoring

圖3　某一高速列車換氣裝置垂向與橫向振動加速度隨里程變化演變規(guī)律Fig.3　The evolution law of vertical and horizontal vibration of high-speed train ventilation device

圖4　某一高速列車平穩(wěn)性演變規(guī)律Fig.4　The evolution law of stationarity of high-speed train

圖5　某一高速列車舒適度演變規(guī)律Fig.5　The evolution law of comfort performance of high-speed train

5　發(fā)展趨勢及今后的研究方向

根據(jù)高速列車服役性演變與服役安全的發(fā)展現(xiàn)狀與最新進展，展望本研究方向發(fā)展趨勢，今后關(guān)于高速列車服役性能安全，應(yīng)重點關(guān)注并加強以下幾方面研究工作。

1）在發(fā)展高速列車智能化檢測技術(shù)方面，需要進一步結(jié)合先進的檢測技術(shù)，如光纖、紅外等，提高安全狀態(tài)信息的檢測精度及可靠性；研究系統(tǒng)架構(gòu)與各類子系統(tǒng)的統(tǒng)一狀態(tài)監(jiān)測信息架構(gòu)、接入?yún)f(xié)議、車地?zé)o線傳輸、數(shù)據(jù)接收與存儲等技術(shù)。

2）在研究高速列車運行安全狀態(tài)識別方面，需開展多重神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘、故障樹、馬爾可夫模型、Hilbert-huang等數(shù)學(xué)或信號處理方法在高速列車狀態(tài)識別領(lǐng)域的應(yīng)用研究，形成各個部件或部位安全性能或狀態(tài)自適應(yīng)辨識技術(shù)。

3）在發(fā)展高速列車服役性能狀態(tài)信息共享平臺方面，需實現(xiàn)行車、線路、環(huán)境、防災(zāi)、車輛等綜合監(jiān)控信息集成，綜合評判車輛當(dāng)前運行安全性，提出車輛安全防護分級原則，完善預(yù)警機制[16]。

4）在研究高速列車關(guān)鍵零部件性能閾值方面，需進一步研究零部件振動對零部件性能的破壞程度，研究零部件失效限度，根據(jù)高速列車在線路不平順和氣流激擾下的振動規(guī)律，研究零部件服役性能量化評價方法與模型。

5）在高速列車服役性能量化評估方面，研究列車狀態(tài)與動力學(xué)指標(biāo)的數(shù)值映射關(guān)系，確定車輪不同幾何形貌、懸掛元件不同性能參數(shù)、不同軌道狀態(tài)、不同運行速度條件下的高速列車穩(wěn)定性指標(biāo)、平穩(wěn)性指標(biāo)及脫軌系數(shù)等的安全作用域，最終形成綜合直觀的評價列車運行安全程度的量化指標(biāo)。

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Study on high-speed train service performance

Lin Jianhui，Yi Cai，Zhang Weihua，Ding Jianming，Liu Lu，Zhang Bing
(State Key Laboratory of Traction Power，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China)

Due to thespace-timespan，there always is variation on the vibration and climate，which makes the service status and safety state of high-speed trains remain the time-varying，and at the same time it brings huge challenges to high-speed train security assurance and health maintenance.As the growth of the high-speed train operation mileage，studying on the service performance of high-speed train become an important topic as a guarantee for sustainable development of China’s high-speed train technology.Based on the content analysis of the high-speed train service performance，the high-speed train service performance testing system is presented，and its construction content and scheme is expounded.On this basis，the high-speed train tracking test technology is developed，which has significant efficiency and promotion for the studying on service performance of high-speed train.Finally，the development trend and strengthen research work of this study field in the future is indicated.

high-speed train；service performance；train detection；tracking test；performance evolution

U270.1+4

A

1009-1742（2015）04-0083-07

2015-01-07

軌道交通安全協(xié)同創(chuàng)新中心發(fā)展規(guī)劃（2013―2016年）中國鐵路總公司重大課題（2013J008-A）

林建輝，1964年出生，男，四川成都市人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為機車車輛、高速列車檢測技術(shù)、信號分析與故障診斷；E-mail：lin13008104673@126.com