CN110488042B - 一种列车加速度检测方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

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CN110488042B CN201910661415.6A CN201910661415A CN110488042B CN 110488042 B CN110488042 B CN 110488042B CN 201910661415 A CN201910661415 A CN 201910661415A CN 110488042 B CN110488042 B CN 110488042B
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Abstract

本申请所提供的一种列车加速度检测方法，包括：获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱；利用第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱；其中，预设振动传递函数为利用实测数据建立的轮对轴箱装置至车体的振动传递函数；将第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为列车的加速度。该方法在频域计算车体的加速度，计算速度更快。而且，预设振动传递函数是利用实测数据建立的轮对轴箱装置至车体的振动传递函数，相比现有技术中建立的振动传递函数更加精确，故能够更加准确地检测列车加速度。本申请还提供一种列车加速度检测系统、电子设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

Description

一种列车加速度检测方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及列车加速度检测领域，特别涉及一种列车加速度检测方法、系统及一种电子设备和一种计算机可读存储介质。
背景技术
在轨道车辆设计阶段，通过动力学仿真计算对整车动力学性能进行评估，存在以下几方面的局限性，一方面，轨道车辆是一个复杂的非线性系统，很难将各子系统(如变压器、变流器、空调等吊挂设备、客室地板、座椅)的物理模型一一建立，导致动力学模型的振动传递与真实车辆的振动传递存在差异，使得列车加速度检测不准确；另一方面，车辆的结构振动也会对列车加速度检测产生影响，如果考虑轨道车辆关键部件的弹性振动，需要对关键部件进行有限元离散化，网格的类型、大小、过渡处处理方法等都需要经过大量的仿真计算权衡计算效率和计算精度对比确定，若将车辆所有部件考虑成弹性体，致使动力学仿真模型计算非常耗时，甚至模型崩溃。
因此，如何准确地检测列车加速度是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种列车加速度检测方法、系统及一种电子设备和一种计算机可读存储介质，能够准确地检测列车加速度。
为解决上述技术问题，本申请提供一种列车加速度检测方法，包括：
获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对所述第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱；其中，所述列车的任一节车包括所述轮对轴箱装置和车体；
利用所述第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱；其中，所述预设振动传递函数为利用实测数据建立的所述轮对轴箱装置至所述车体的振动传递函数；
将所述第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为所述列车的加速度。
优选地，所述获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对所述第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱，包括：
获取所述列车中轴箱的轴箱加速度，并对所述轴箱加速度进行所述快速傅里叶变换，得到对应的轴箱频谱。
优选地，所述利用所述第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱，包括：
利用所述轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱；其中，所述预设第一振动传递函数为利用所述实测数据建立的所述轴箱至所述车体中所述客室地板的振动传递函数。
优选地，所述利用所述轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱，包括：
利用三向加速度传感器和数据采集器获取所述实测数据；
利用所述实测数据，分别计算所述列车的任一节车在各段实验线路上所述轴箱至所述客室地板的第一横向传递函数；
将所有所述第一横向传递函数进行平均值运算，得到所述列车的横向传递函数；
利用所述实测数据，分别计算所述列车的任一节车在各段实验线路上所述轴箱至所述客室地板的第一垂向传递函数；
将所有所述第一垂向传递函数进行平均值运算，得到所述列车的垂向传递函数；
基于所述横向传递函数和所述垂向传递函数构建所述预设第一振动传递函数；
利用所述轴箱频谱和所述预设第一振动传递函数，计算所述客室地板频谱。
优选地，所述获取所述列车中轴箱的轴箱加速度，并对所述轴箱加速度进行所述快速傅里叶变换，得到对应的轴箱频谱，包括：
将实测轨道谱输入预设多刚体车辆动力学仿真模型中，分别获取轴箱横向加速度和轴箱垂向加速度；
采用Welch谱分析方法，分别计算所述轴箱横向加速度对应的轴箱横向自功率谱密度、所述轴箱垂向加速度对应的轴箱垂向自功率谱密度。
优选地，所述利用所述轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱，包括：
将所述轴箱横向自功率谱密度与所述横向传递函数相乘，得到客室地板横向振动频谱；
将所述轴箱垂向自功率谱密度与所述垂向传递函数相乘，得到客室地板垂向振动频谱。
优选地，所述将所述第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为所述列车的加速度之后，还包括：
基于预设的旅客振动舒适性评价准则，确定所述列车的加速度对应的舒适度指标。
本申请还提供一种列车加速度检测系统，包括：
快速傅里叶变换模块，用于获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对所述第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱；其中，所述列车的任一节车包括所述轮对轴箱装置和车体；
频谱计算模块，用于利用所述第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱；其中，所述预设振动传递函数为利用实测数据建立的所述轮对轴箱装置至所述车体的振动传递函数；
傅里叶逆变换模块，用于将所述第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为所述列车的加速度。
本申请还提供一种电子设备，包括：
存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现上述所述的列车加速度检测方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的列车加速度检测方法的步骤。
本申请所提供的一种列车加速度检测方法，包括：获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对所述第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱；其中，所述列车的任一节车包括所述轮对轴箱装置和车体；利用所述第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱；其中，所述预设振动传递函数为利用实测数据建立的所述轮对轴箱装置至所述车体的振动传递函数；将所述第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为所述列车的加速度。
该方法利用第一频谱和预设振动传递函数计算第二频谱，也即在频域计算车体的加速度，计算速度更快。而且，该方法中预设振动传递函数是利用实测数据建立的轮对轴箱装置至车体的振动传递函数，相比于现有技术中建立的动力学模型的振动传递函数更加精确，故能够更加准确地检测列车加速度。本申请还提供一种列车加速度检测系统、电子设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种列车加速度检测方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的一种N编组动车组结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的一种轴箱振动测点布置示意图；
图4为本申请实施例所提供的一种客室地板振动测点布置示意图；
图5为本申请实施例所提供的一种列车加速度检测系统的结构框图；
图6为本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
在轨道车辆设计阶段，通过动力学仿真计算对整车动力学性能进行评估，存在以下几方面的局限性，一方面，轨道车辆是一个复杂的非线性系统，很难将各子系统(如变压器、变流器、空调等吊挂设备、客室地板、座椅)的物理模型一一建立，导致动力学模型的振动传递与真实车辆的振动传递存在差异，使得列车加速度检测不准确。
因此，本申请的目的在于提供一种列车加速度检测方法，能够准确地检测列车加速度。具体请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种列车加速度检测方法的流程图，该列车加速度检测方法具体包括：
S1、获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱；其中，列车的任一节车包括轮对轴箱装置和车体；
本实施例的执行主体为一种电子设备，该电子设备获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱。在此对于列车及该列车的节数均不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，例如，该列车可以是高铁、动车组、地铁等。该列车的任一节车包括轮对轴箱装置和车体，且轮对轴箱装置的数量至少有两个，轮对轴箱装置通常包括：轮对、轴箱及构架等部件。如图2所示，图2为本申请实施例所提供的一种N编组动车组结构示意图，由图2可知，该动车组共有N节，故节数i的取值范围为[1,N]，每一节车包括一个车体和两个轮对轴箱装置，轮对轴箱装置包括轮对、轴箱及构架，由于轮对和轴箱在结构上相连，故可以看成一个整体(即图2中的轮对轴箱组成)，轮对轴箱组成通过一系悬挂与构架相连，轮对轴箱装置通过二系悬挂与车体相连。
本实施例中铁路坐标系自由度定义如下：
纵向平动X：车辆前进方向；横向平动Y：前进方向(+X)顺时针旋转90度的方向；垂向平动Z：竖直向下方向；侧滚转动α：绕X轴旋转；点头转动β：绕Y轴旋转；摇头转动γ：绕Z轴旋转。图2的左下角标出了车辆前进方向X和竖直向下方向Z。
步骤S1中的第一加速度、第一频谱分别表示轮对轴箱装置的加速度和频谱，故在一些实施例中，可以将轴箱的加速度作为第一加速度，也可以将轮对的加速度作为第一加速度；相应的，可以将轴箱的频谱作为第一频谱，也可以将轮对的频谱作为第一频谱。
S2、利用第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱；其中，预设振动传递函数为利用实测数据建立的轮对轴箱装置至车体的振动传递函数；
本实施例中预设振动传递函数为利用实测数据建立的轮对轴箱装置至车体的振动传递函数，对于实测数据的获取、预设振动传递函数的建立均不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定。步骤S2中的第二频谱即为车体的频谱，由于车体通常包括客室地板，故可以将客室地板的频谱作为第二频谱。
S3、将第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为列车的加速度。
由上文可知，第二频谱即为车体振动的频谱，故第二频谱进行傅里叶逆变换得到的第二加速度也即为车体的加速度，本实施例是将车体的加速度作为列车的加速度。若步骤S2中将客室地板的频谱作为第二频谱，则此处第二加速度即为客室地板的加速度，并将该客室地板的加速度作为列车的加速度。
该方法利用第一频谱和预设振动传递函数计算第二频谱，也即在频域计算车体的加速度，计算速度更快。而且，该方法中预设振动传递函数是利用实测数据建立的轮对轴箱装置至车体的振动传递函数，相比于现有技术中建立的动力学模型的振动传递函数更加精确，故能够更加准确地检测列车加速度。
基于上述实施例，本实施例中上述获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱，包括：获取列车中轴箱的轴箱加速度，并对轴箱加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的轴箱频谱。本实施例中将轴箱的轴箱加速度作为第一加速度，相应的，将经过快速傅里叶变换得到的轴箱频谱作为第一频谱。
基于上述实施例，本实施例中上述利用第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱，包括：利用轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱；其中，预设第一振动传递函数为利用实测数据建立的轴箱至车体中客室地板的振动传递函数。本实施例限定预设振动传递函数为预设第一振动传递函数，也即利用实测数据建立的轴箱至车体中客室地板的振动传递函数，故本实施例中第二频谱具体为客室地板频谱。
基于上述实施例，本实施例中上述利用轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱，包括：
S41、利用三向加速度传感器和数据采集器获取实测数据；
S42、利用实测数据，分别计算列车的任一节车在各段实验线路上轴箱至客室地板的第一横向传递函数；
S43、将所有第一横向传递函数进行平均值运算，得到列车的横向传递函数；
S44、利用实测数据，分别计算列车的任一节车在各段实验线路上轴箱至客室地板的第一垂向传递函数；
S45、将所有第一垂向传递函数进行平均值运算，得到列车的垂向传递函数；
S46、基于横向传递函数和垂向传递函数构建预设第一振动传递函数；
S47、利用轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱。
本实施例相比于上述实施例限定了预设第一振动传递函数的建立方式，在此对于利用三向加速度传感器和数据采集器获取实测数据的具体过程不作限定，例如具体过程可以为：
(1)、在N编组的动车组每一节车上的轴箱上部(即轴箱振动测点，可参见图3，图3为本申请实施例所提供的一种轴箱振动测点布置示意图)各布置安装一个三向加速度传感器，在每一节车的一位端和二位端车体枕梁中心对应的客室地板一位端、客室地板二位端上各布置安装一个三向加速度传感器，在车体中部对应的客室地板中部布置安装一个三向加速度传感器，在列车的头车或尾车布置一个GPS；其中，客室地板一位端、客室地板二位端及客室地板中部均为客室地板振动测点，可参见图4，图4为本申请实施例所提供的一种客室地板振动测点布置示意图，图4中①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧均表示轴箱。
(2)、用信号线缆连接三向加速度传感器和数据采集器，用移动电脑设置数据采集器的采样频率以及三向加速度传感器灵敏度系数、GPS等参数，列车静止时初始化，记录列车的时间和数据采集器的时间，计算时间差，列车启动时开始采集数据，并记录试验开始时的公里标或站名；
(3)、试验结束后，保存采集的振动数据和GPS数据，并记录试验结束时的公里标或站名；
(4)、下载车载DRWTD数据，提取列车时间列数据和列车速度列数据，数值积分得到列车试验运行里程，然后根据所记录的试验开始和结束的公里标，将列车试验运行里程转化为线路的公里标，结合列车运行线路的LKJ数据确定线路直线段的起止公里标，然后根据列车和数据采集器的时间差，确定上述直线段所采集到的每节车各测点处的振动数据。
由步骤S42和S43可知，本实施例为了得到列车的横向传递函数，需分别计算列车的任一节车在各段实验线路上轴箱至客室地板的第一横向传递函数，再将所有第一横向传递函数进行平均值运算。在此对于实验线路的数量不作具体限定，该实验线路通常为直线段。确定列车的横向传递函数的具体过程可以如下：
(5)、规定列车经过直线段所采集到的某一节车每一轴箱的横向和垂向加速度时间序列分别为yai_j和zai_j，其中i为车辆编号，i∈[1,N]，N为列车编组数；j为轴箱编号，j∈[1,8]；某一节车前、中和后客室地板的横向和垂向加速度时间序列分别为yci_k和zci_k，其中i为车辆编号，i∈[1,N]，N为列车编组数；k＝0,1,2，分别代表客室地板中部、客室地板一位端和客室地板二位端；
(6)、在横向上，根据所测的振动加速度分别求解某一节车在第m段试验线路直线段轴箱测点至客室地板测点的传递函数(即第一横向传递函数)Hy_i_aj_ck_m(f)＝Sy_i_aj_ck_m(f)/Sy_i_aj_aj_m(f)，其中，Sy_i_aj_ck_m(f)为第i节车在第m段试验线路直线段上编号为j轴箱横向振动与第i节车客室地板的横向振动的互功率谱密度函数，m∈[1,M]，M为试验线路直线段数；Sy_i_aj_aj_m(f)为第i节车在第m段试验线路直线段编号为j轴箱横向振动的自功率谱密度函数，f为频率，单位为Hz；
(7)、根据(6)求解每节车从轴箱测点至客室地板测点的横向传递函数Hy_i_aj_ck(f)＝[Hy_i_aj_ck_1(f)+Hy_i_aj_ck_2(f)+Hy_i_aj_ck_3(f)+…+Hy_i_aj_ck_m(f)]/m。
相应的，由步骤S44和S45可知，本实施例为了得到列车的垂向传递函数需分别计算列车的任一节车在各段实验线路上轴箱至客室地板的第一垂向传递函数，再将所有第一垂向传递函数进行平均值运算。确定列车的垂向传递函数的具体过程可以如下：
(8)、在垂向上，分别求解某一节车在第m段试验线路直线段轴箱测点至客室地板测点的传递函数(即第一垂向传递函数)Hz_i_aj_ck_m(f)＝Sz_i_aj_ck_m(f)/Sz_i_aj_aj_m(f)，其中Sz_i_aj_ck_m(f)为第i节车在第m段试验线路直线段编号为j轴箱垂向振动与第i节车客室地板的垂向振动的互功率谱密度函数，Sz_i_aj_aj_m(f)为第i节车在第m段试验线路直线段编号为j轴箱垂向振动的自功率谱密度函数，f为频率，单位为Hz；
(9)、根据(8)求解每节车从轴箱测点至客室地板测点的垂向传递函数Hz_i_aj_ck(f)＝[Hz_i_aj_ck_1(f)+Hz_i_aj_ck_2(f)+Hz_i_aj_ck_3(f)+…+Hz_i_aj_ck_m(f)]/m。
本实施例中预设第一振动传递函数是由横向传递函数和垂向传递函数组建，即预设第一振动传递函数包括上述横向传递函数和垂向传递函数。
基于上述实施例，本实施例中上述获取列车中轴箱的轴箱加速度，并对轴箱加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的轴箱频谱，包括：
S51、将实测轨道谱输入预设多刚体车辆动力学仿真模型中，分别获取轴箱横向加速度和轴箱垂向加速度；
S52、采用Welch谱分析方法，分别计算轴箱横向加速度对应的轴箱横向自功率谱密度、轴箱垂向加速度对应的轴箱垂向自功率谱密度。
本实施例中步骤S51限定了轴箱加速度的获取方式和组成，轴箱加速度的获取方式将实测轨道谱输入预设多刚体车辆动力学仿真模型中，轴箱加速度包括轴箱横向加速度和轴箱垂向加速度。具体过程可以为：建立N编组动车组对应的多刚体车辆动力学仿真模型，选取实测高速铁路轨道不平顺作为输入，设置车速，计算获取与试验轴箱测点相同位置的轴箱横向加速度和轴箱垂向加速度。本实施例不需要建立考虑关键部件结构振动的刚柔耦合动力学模型，上述预设多刚体车辆动力学仿真模型具有简单建模、计算速度快的优点。
本实施例中步骤S52限定了采用Welch谱分析方法进行快速傅里叶变换，设置相关计算参数，分别计算每节车轴箱横向加速度对应的轴箱横向自功率谱密度(设为Gy_i_aj_aj(f))、轴箱垂向加速度对应的轴箱垂向自功率谱密度(设为Gz_i_aj_aj(f))。
基于上述实施例，本实施例中上述利用轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱，包括：
S61、将轴箱横向自功率谱密度与横向传递函数相乘，得到客室地板横向振动频谱；
S62、将轴箱垂向自功率谱密度与垂向传递函数相乘，得到客室地板垂向振动频谱。
本实施例限定了客室地板频谱的组成(即客室地板横向振动频谱和客室地板垂向振动频谱)及其计算方式。
由步骤S61可知，将轴箱横向加速度对应的轴箱横向自功率谱密度Gy_i_ai_aj(f)与从轴箱测点至客室地板测点的横向传递函数Hy_i_aj_ck(f)相乘得到对应的客室地板横向振动频谱Gy_i_ck_aj(f)＝Gy_i_aj_aj(f)×Hy_i_aj_ck(f)。进一步地，可对Gy_i_ck_aj(f)进行傅里叶逆变换，得到由每节车每轴箱横向加速度预测的客室地板测点的横向加速度时间历程yi_ck_aj(t)；
由步骤S62可知，将轴箱垂向加速度对应的轴箱垂向自功率谱密度Gz_i_aj_aj(f)与从轴箱测点至客室地板测点的垂向传递函数Hz_i_aj_ck(f)相乘得到对应的客室地板垂向振动频谱Gz_i_ck_aj(f)＝Gz_i_aj_aj(f)×Hz_i_aj_ck(f)。进一步地，可对Gz_i_ck_aj(f)进行傅里叶逆变换，得到由每节车每轴箱垂向加速度预测的客室地板测点的垂向加速度时间历程zi_ck_aj(t)。
基于上述任意实施例，本实施例中上述将第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为列车的加速度之后，还包括：基于预设的旅客振动舒适性评价准则，确定列车的加速度对应的舒适度指标。舒适度指标是评价车辆乘坐舒适性的重要评估指标。具体地，可以根据UIC513-1994铁路车辆内旅客振动舒适性评价准则，分别计算由轴箱加速度预测的N编组动车组每节车客室地板一位端、中部、二位端的横向和垂向乘坐舒适度指标，取置信区间为99.85％的舒适度指标作为评估值。
下面对本申请实施例提供的一种列车加速度检测系统、电子设备及计算机可读存储介质进行介绍，下文描述的列车加速度检测系统、电子设备及计算机可读存储介质与上文描述的列车加速度检测方法可相互对应参照。
请参考图5，图5为本申请实施例所提供的一种列车加速度检测系统的结构框图；该列车加速度检测系统包括：
快速傅里叶变换模块501，用于获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱；其中，列车的任一节车包括轮对轴箱装置和车体；
频谱计算模块502，用于利用第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱；其中，预设振动传递函数为利用实测数据建立的轮对轴箱装置至车体的振动传递函数；
傅里叶逆变换模块503，用于将第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为列车的加速度。
基于上述实施例，本实施例中所述快速傅里叶变换模块501，包括：
快速傅里叶变换子模块，用于获取所述列车中轴箱的轴箱加速度，并对所述轴箱加速度进行所述快速傅里叶变换，得到对应的轴箱频谱。
基于上述实施例，本实施例中所述频谱计算模块502，包括：
频谱计算子模块，用于利用所述轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱；其中，所述预设第一振动传递函数为利用所述实测数据建立的所述轴箱至所述车体中所述客室地板的振动传递函数。
基于上述实施例，本实施例中所述频谱计算子模块，包括：
实测数据获取单元，用于利用三向加速度传感器和数据采集器获取所述实测数据；
第一横向传递函数计算单元，用于利用所述实测数据，分别计算所述列车的任一节车在各段实验线路上所述轴箱至所述客室地板的第一横向传递函数；
横向传递函数获取单元，用于将所有所述第一横向传递函数进行平均值运算，得到所述列车的横向传递函数；
第一垂向传递函数计算单元，用于利用所述实测数据，分别计算所述列车的任一节车在各段实验线路上所述轴箱至所述客室地板的第一垂向传递函数；
垂向传递函数获取单元，用于将所有所述第一垂向传递函数进行平均值运算，得到所述列车的垂向传递函数；
预设第一振动传递函数构建单元，用于基于所述横向传递函数和所述垂向传递函数构建所述预设第一振动传递函数；
客室地板频谱计算单元，用于利用所述轴箱频谱和所述预设第一振动传递函数，计算所述客室地板频谱。
基于上述实施例，本实施例中所述快速傅里叶变换子模块，包括：
轴箱加速度获取单元，用于将实测轨道谱输入预设多刚体车辆动力学仿真模型中，分别获取轴箱横向加速度和轴箱垂向加速度；
轴箱自功率谱密度计算单元，用于采用Welch谱分析方法，分别计算所述轴箱横向加速度对应的轴箱横向自功率谱密度、所述轴箱垂向加速度对应的轴箱垂向自功率谱密度。
基于上述实施例，本实施例中所述频谱计算子模块，包括：
客室地板横向振动频谱获取单元，用于将所述轴箱横向自功率谱密度与所述横向传递函数相乘，得到客室地板横向振动频谱；
客室地板垂向振动频谱获取单元，用于将所述轴箱垂向自功率谱密度与所述垂向传递函数相乘，得到客室地板垂向振动频谱。
基于上述任意实施例，本实施例中列车加速度检测系统还包括：
舒适度指标确定模块，用于基于预设的旅客振动舒适性评价准则，确定所述列车的加速度对应的舒适度指标。
本申请还提供一种电子设备，包括：存储器和处理器；其中，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述任意实施例的列车加速度检测方法的步骤。该电子设备可以是PC(Personal Computer，个人电脑)，也可以是智能手机、平板电脑、掌上电脑、便携计算机等终端设备。参见图6，图6为本申请实施例公开的一种电子设备的结构示意图，如图6所示，可以包括存储器11、处理器12和总线13。
其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，存储器11还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。
处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，实现上述任意实施例提供的服务端实例确定方法。
总线13可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
图6仅示出了具有组件11-13的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图6示出的结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意实施例的列车加速度检测方法的步骤。该计算机可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种列车加速度检测方法，其特征在于，包括：
获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对所述第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱；其中，所述列车的任一节车包括所述轮对轴箱装置和车体；
利用所述第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱；其中，所述预设振动传递函数为利用实测数据建立的所述轮对轴箱装置至所述车体的振动传递函数；
将所述第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为所述列车的加速度；
其中，所述获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对所述第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱，包括：
获取所述列车中轴箱的轴箱加速度，并对所述轴箱加速度进行所述快速傅里叶变换，得到对应的轴箱频谱；
其中，所述获取所述列车中轴箱的轴箱加速度，并对所述轴箱加速度进行所述快速傅里叶变换，得到对应的轴箱频谱，包括：
将实测轨道谱输入预设多刚体车辆动力学仿真模型中，分别获取轴箱横向加速度和轴箱垂向加速度；
采用Welch谱分析方法，分别计算所述轴箱横向加速度对应的轴箱横向自功率谱密度、所述轴箱垂向加速度对应的轴箱垂向自功率谱密度。
2.根据权利要求1所述的列车加速度检测方法，其特征在于，所述利用所述第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱，包括：
利用所述轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱；其中，所述预设第一振动传递函数为利用所述实测数据建立的所述轴箱至所述车体中所述客室地板的振动传递函数。
3.根据权利要求2所述的列车加速度检测方法，其特征在于，所述利用所述轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱，包括：
利用三向加速度传感器和数据采集器获取所述实测数据；
利用所述实测数据，分别计算所述列车的任一节车在各段实验线路上所述轴箱至所述客室地板的第一横向传递函数；
将所有所述第一横向传递函数进行平均值运算，得到所述列车的横向传递函数；
利用所述实测数据，分别计算所述列车的任一节车在各段实验线路上所述轴箱至所述客室地板的第一垂向传递函数；
将所有所述第一垂向传递函数进行平均值运算，得到所述列车的垂向传递函数；
基于所述横向传递函数和所述垂向传递函数构建所述预设第一振动传递函数；
利用所述轴箱频谱和所述预设第一振动传递函数，计算所述客室地板频谱。
4.根据权利要求1所述的列车加速度检测方法，其特征在于，所述利用所述轴箱频谱和预设第一振动传递函数，计算客室地板频谱，包括：
将所述轴箱横向自功率谱密度与横向传递函数相乘，得到客室地板横向振动频谱；
将所述轴箱垂向自功率谱密度与垂向传递函数相乘，得到客室地板垂向振动频谱。
5.根据权利要求1至4任一项所述的列车加速度检测方法，其特征在于，所述将所述第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为所述列车的加速度之后，还包括：
基于预设的旅客振动舒适性评价准则，确定所述列车的加速度对应的舒适度指标。
6.一种列车加速度检测系统，其特征在于，包括：
快速傅里叶变换模块，用于获取列车中轮对轴箱装置的第一加速度，并对所述第一加速度进行快速傅里叶变换，得到对应的第一频谱；其中，所述列车的任一节车包括所述轮对轴箱装置和车体；
频谱计算模块，用于利用所述第一频谱和预设振动传递函数，计算第二频谱；其中，所述预设振动传递函数为利用实测数据建立的所述轮对轴箱装置至所述车体的振动传递函数；
傅里叶逆变换模块，用于将所述第二频谱进行傅里叶逆变换，得到第二加速度并作为所述列车的加速度；
其中，所述快速傅里叶变换模块，包括：
快速傅里叶变换子模块，用于获取所述列车中轴箱的轴箱加速度，并对所述轴箱加速度进行所述快速傅里叶变换，得到对应的轴箱频谱；
其中，所述快速傅里叶变换子模块，包括：
轴箱加速度获取单元，用于将实测轨道谱输入预设多刚体车辆动力学仿真模型中，分别获取轴箱横向加速度和轴箱垂向加速度；
轴箱自功率谱密度计算单元，用于采用Welch谱分析方法，分别计算所述轴箱横向加速度对应的轴箱横向自功率谱密度、所述轴箱垂向加速度对应的轴箱垂向自功率谱密度。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的列车加速度检测方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的列车加速度检测方法的步骤。
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