CN112417560B - 一种铁路t梁病害影响评估方法、系统、终端设备及可读存储介质 - Google Patents

一种铁路t梁病害影响评估方法、系统、终端设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁路T梁病害影响评估方法、系统及可读存储介质，包括如下步骤：S1：构建列车‑轨道‑桥梁系统的空间振动分析模型，并将桥梁病害状态引入所述空间振动分析模型；S2：基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σp‑V关系和σc‑V关系；S3：基于所述σp‑V关系、所述σc‑V关系以及系统横向振动稳定性判别准则识别系统横向振动是否稳定，若所述系统横向振动稳定，列车运行安全，不会发生脱轨。同时，基于Δσc＝Δσp获取到横向振动失稳临界车速Vcr以及容许极限车速VL，利用本发明所述方法可以有效地分析病害是否会影响行车安全、甚至是否引起脱轨，并可进一步得到列车抗脱轨安全度。

Description

一种铁路T梁病害影响评估方法、系统、终端设备及可读存储介质
技术领域
本发明属于列车安全控制技术领域，具体涉及一种铁路T梁病害影响评估方法、系统、终端设备及可读存储介质。
背景技术
桥梁是重载铁路的重要基础设施，其中双片式简支预应力混凝土T梁桥是重载铁路的常见桥型。随着货物列车轴重日益增大、编组车辆数增多、行车速度逐渐提高、行车密度不断增大及受温度、雨水等复杂环境影响，既有桥梁病害显著增多，劣化速度加快。我国多条铁路干线混凝土梁出现混凝土梁体开裂、挠度增大、横向振动加剧等病害，并且病害状态下常出现桥梁跨中横向振幅超过规范要求，致使桥上行车晃动剧烈，严重时甚至引起列车脱轨。如京山线滦河特大桥上连续两次列车脱轨、京广线郑州黄河特大桥上列车脱轨等。可见，桥梁病害对行车安全及平稳具有直接影响，保证列车运行安全性、平稳性是重载铁路长期服役的首要任务。
混凝土梁体开裂、横隔板断裂、梁体横向振幅超限是T梁典型病害，病害是铁路桥梁健康状态好坏的反映。目前，国内外关于铁路桥梁健康状态的检测、监测及评估方面的研究已有一些报道。主要包括：
(1)在公开号为CN 104655385的中国发明专利中，以重锤为激振源，从横桥向和顺桥向冲击桥梁下部结构，测得桥梁整体和局部振动模态；建立桥梁下部结构动力分析模型，以实测模态为目标，优化有限元模型，识别下部结构实际支座刚度、墩身刚度参数和基础约束刚度参数，然后将识别值与设计值进行对比用于评价桥梁下部结构健康状态。
(2)在公开号为CN 110793737A的中国发明专利中，建立带转动约束的弹性支承边界梁模型，通过推导该模型挠度影响线的解析式，并结合有限元算例分析，将所提挠度影响线方法用于装配式梁结构的损伤识别研究，研究了影响线测点位置、局部损伤位置与程度对识别结果的影响，为既有装配式铁路桥梁结构的损伤识别与服役性能评估提供方法借鉴与研究思路。
(3)在公开号为CN 108775993B的中国发明专利中，通过现场实验，测得车辆过桥导致的桥梁底部测点挠度响应，并结合车辆车轴信息，引入多段函数模型经数学反算求得测点的挠度影响线(该影响线包含桥梁损伤相关信息)；基于测点位置建立能反映未损状态的基函数-“未损基函数”；结合挠度影响线和未损基函数构建损伤指标，通过损伤指标曲线局部峰值点可进行损伤定位。
(4)在公开号为CN 107885927A的中国发明专利中，通过对桥梁系统进行数据观测，实时获取桥梁系统的观测数据，同时，每滑动一个设定长度的时间窗口，则采用随机子空间算法对该时间窗口内的观测数据进行计算，得到该时间窗口内观测数据所对应的模态参数信息，通过计算相邻两个时间窗口对应的模态参数信息之间的变化率，进而判断计算出的变化率是否达到预警阈值。该方法能够实现在时域上对桥梁模态参数进行跟踪识别。
(5)在公开号为CN 110243329A的中国发明专利中，将横向总位移分解为高频的动态位移分量及低频的伪静态位移分量，其一为振动方向上的加速度数据，然后运用有限脉冲响应滤波器测量动态位移分量；利用两个加速度计测出的垂直方向和振动方向的加速度，通过简单动态平均滤波器衰减动态分量获得伪静态倾斜角，然后采用悬臂墩端的挠度和转角公式将低频倾角数据转化为伪静态位移分量。最终叠加动态位移分量与伪静态位移分量，获得横向总位移。可以实现不设置参考点的情况下测量出轻型墩铁路桥梁横向位移，检测铁路桥梁健康状态，控制铁路安全运输。
(6)在公开号为CN 110926523A的中国发明专利中，通过集成了桥梁安全监测数据采集系统、桥梁安全监测数据平台、桥梁安全监测应用系统、车载信息中心等系统，实现了对桥梁结构的沉降、应力、振动、温度分布等病害和参数的实时监测，根据病害的特点，采用基础差异性沉降和变位监测技术，实现梁体变形的实时监测，及时发现隐患，确保行车安全。
然而，现有研究大多采用自振特性指标、动力学指标对桥梁结构病害程度进行评价，自振特性指标反映的是病害对桥梁结构自身特性的影响、动力学指标反映的是正常行车时桥梁的振动响应，却难以反映桥梁病害状态下列车脱轨信息，病害对列车抗脱轨安全度产生的影响尚不清楚，使得养护部门难以制定具有预防脱轨功能的整治措施。关于病害是否会影响行车安全、甚至引起脱轨，最直接的办法是开展列车脱轨试验，可是这样影响运输安全也不经济。为了确保病害条件下列车行车安全、平稳，研发能够反映列车脱轨信息的重载铁路T梁病害评价方法十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对现有缺乏反映桥梁病害状态下列车脱轨信息影响的情况，本发明提供一种铁路T梁病害影响评估方法、系统、终端设备及可读存储介质，所述方法将桥梁病害状态引入了构建的列车-轨道-桥梁系统的空间振动分析模型中并进行模拟，进而得到σp-V关系和σc-V关系，而基于σp-V关系和σc-V关系获知系统横向振动是否稳定的情况，由列车脱轨能量随机分析理论可知，只要确保货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定，就能控制货物列车安全运行，因此，所述方法可以有效反应病害条件下桥上列车的脱轨信息；同时，σc为列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功，其为列车抗脱轨安全度的指标之一，利用所述方法可以有效获知病害对桥上列车抗脱轨安全度指标σc的影响，为制定具有预防列车脱轨功能的整治措施建议方案提供理论依据和基础数据，进而确保重载铁路桥上列车行车安全、平稳。
本发明提供一种铁路T梁病害影响评估方法，包括如下步骤：
S1：构建列车-轨道-桥梁系统的空间振动分析模型，并将桥梁病害状态引入所述空间振动分析模型；
S2：基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σp-V关系和σc-V关系，σp为列车-轨道-桥梁系统横向振动的输入能量，σc为列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功，V为车速；
S3：基于所述σp-V关系、所述σc-V关系以及系统横向振动稳定性判别准则识别系统横向振动是否稳定，若所述系统横向振动稳定，列车运行安全，不会发生脱轨。
进一步优选，所述系统横向振动稳定性判别准则为：
①当Δσc>Δσp时，列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定；
②当Δσc<Δσp时，列车-轨道-桥梁系统横向振动不稳定；
③当Δσc＝Δσp时，列车-轨道-桥梁系统横向振动处于稳定与不稳定的临界状态；
其中，Δσp是基于所述σp-V关系计算得到的两个车速之间列车-轨道-桥梁系统横向振动输入能量；Δσc是基于所述σc-V关系计算得到的所述两个车速之间列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功增量。
进一步优选，所述方法还包括：
获取列车-轨道-桥梁系统横向振动处于临界状态时的车速V，所述车速V为列车-轨道-桥梁系统横向振动失稳临界车速Vcr。
系统横向振动失稳临界车速Vcr作为列车抗脱轨安全度的另一个指标，利用本发明所述方法可以有效评价病害对桥上列车抗脱轨安全度指标Vcr的影响程度。为指导列车运行速度控制提供了依据。
进一步优选，所述方法还包括：基于列车-轨道-桥梁系统横向振动失稳临界车速Vcr计算出容许极限车速VL；
VL＝Vcr/K，K为安全系数，优选为1.25。
容许极限车速VL作为列车抗脱轨安全度的另一个指标，利用本发明所述方法可以有效评价病害对桥上列车抗脱轨安全度指标VL的影响程度。为指导列车运行速度控制提供了依据。
进一步优选，列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc，列车-轨道-桥梁系统横向振动失稳临界车速Vcr，容许极限车速VL中的一个或多个参数组合构成列车抗脱轨安全度，所述方法还包括：
利用未引入桥梁病害状态的空间振动分析模型或引入不同桥梁病害等级状态的空间振动分析模型进行模拟得到列车抗脱轨安全度；
再与原引入了桥梁病害状态得到的列车抗脱轨安全度进行比对得到病害影响评估结果。
进一步优选，步骤S2中构建所述σc-V关系时，任一车速V下列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc的获取过程如下：
输入与正常行驶更大的构架蛇行波标准差σp至空间振动分析模型进行模拟，计算出列车-轨道-桥梁系统空间振动响应，并基于所述空间振动响应判断是否达到了车轮脱轨几何准则；
若达到了，当前输入的所述构架蛇行波标准差σp为列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc；
若未达到，输入更大的构架蛇行波标准差σp至所述空间振动分析模型进行模拟，重复上述步骤直至得到列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc；
所述构架蛇行波标准差σp为所述列车-轨道-桥梁系统横向振动的输入能量。
进一步优选，步骤S2中引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟时，若所述病害状态为混凝土梁体开裂，则采用数值分析方法分析梁体裂缝与刚度退化的内在关系，得到梁体开裂状态下的折减刚度，再采用等效刚度法，保持梁体截面不变、在模型中通过折减梁体弹性模量模拟混凝土梁体开裂后的梁体刚度；
若所述病害状态为横隔板损伤断裂，则取消部分横隔板支撑模拟横隔板断裂；
若所述病害状态为梁体横向振幅超限，则将横向刚度不足的梁体参数输入轨道-桥梁系统空间振动分析模型。
本发明针对混凝土梁体开裂、横隔板断裂、梁体横向振幅超限等T梁典型病害，实现了考虑T梁病害状态的列车脱轨全过程计算，尤其是提出了考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定性判别准则，为系统横向振动稳定性鉴别奠定了基础。
进一步优选，所述空间振动分析模型中的空间振动矩阵方程是基于列车空间振动计算模型和轨道-桥梁系统空间振动计算模型推导得到；
其中，所述轨道-桥梁系统空间振动计算模型构建过程为：
首先，设置边界条件；
其次，根据边界条件建立轨道-桥梁系统空间振动位移模式；
Figure BDA0002787121380000051
{δ}BP为轨道-桥梁系统位移矩阵；{δ}1、{δ}2表示梁段单元左端节点和右端节点的振动位移模式，下标1、2分别表示梁段单元左端节点和右端节点；
Figure BDA0002787121380000052
Figure BDA0002787121380000053
式中：上标T表示钢轨的位移，上标S表示轨枕的位移，上标B表示主梁的位移；下标R表示梁段单元右侧，下标L表示梁段单元左侧；下标U、D分别表示T梁的上翼缘和下翼缘；U、V、W、θ分别表示梁段单元沿X、Y、Z三个方向的线位移和转角位移；
Figure BDA0002787121380000054
分别表示针对梁段单元左端节点、右端节点时梁段单元右侧钢轨沿X、Y、Z三个方向的线位移，
Figure BDA0002787121380000055
分别表示针对梁段单元左端节点、右端节点时梁段单元左侧钢轨沿X、Y、Z三个方向的线位移，
Figure BDA0002787121380000056
分别表示针对梁段单元左端节点、右端节点时梁段单元右侧钢轨沿X、Y、Z三个方向的转角位移，
Figure BDA0002787121380000057
分别表示针对梁段单元左端节点、右端节点时梁段单元左侧钢轨沿X、Y、Z三个方向的转角位移；V1 S,
Figure BDA0002787121380000058
分别为第1根轨枕在Y方向上的位移，以及第1根轨枕在右边、左边与钢轨联接点在Z方向上的位移；
Figure BDA0002787121380000059
为梁段单元左侧节点主梁上翼缘、下翼缘横向位移及其绕Z方向的转角；
Figure BDA00027871213800000510
为梁段单元左侧节点主梁右侧、左侧竖向位移及其绕Y方向的转角；
Figure BDA00027871213800000511
分别为第N1根轨枕在Y方向上的位移，以及第N1根轨枕在右边、左边与钢轨联接点在Z方向上的位移，N1为轨枕根数；
Figure BDA00027871213800000512
为梁段单元右侧、左侧钢轨沿X方向的翘曲变形；
Figure BDA00027871213800000513
为梁段单元右侧节点主梁上翼缘、下翼缘横向位移及其绕Z方向的转角；
Figure BDA00027871213800000514
为梁段单元右侧节点主梁右侧、左侧竖向位移及其绕Y方向的转角；
最后，根据轨道-桥梁空间振动位移模式，建立相应的空间振动势能ΠBP：
Figure BDA0002787121380000061
ΠTj—第j个梁段单元中轨道结构空间振动势能；
Figure BDA0002787121380000062
—第j个梁段单元中主梁结构的弹性应变能；
Figure BDA0002787121380000063
—第j个梁段单元中主梁结构的惯性力势能；
Figure BDA0002787121380000064
—第j个梁段单元中主梁结构的阻尼力势能；
ΠSBj—第j个梁段单元中轨枕与主梁间的弹簧变形能与阻尼力势能之和；
Figure BDA0002787121380000065
—桥墩的弹性应变能、惯性力势能、阻尼力势能之和；
ΠBD—主梁梁端与墩顶间的弹簧变形能与阻尼力势能之和；
ΠPD—墩底与地基间的弹簧变形能之和；
N-梁段单位的个数。
第二方面，本发明还提供一种基于所述方法的系统，包括：
模型构建模块：用于构建列车-轨道-桥梁系统的空间振动分析模型，并将桥梁病害状态引入所述空间振动分析模型；
σp-V关系获取模块：用于基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σp-V关系；
σc-V关系获取模块：用于基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σc-V关系；
横向振动稳定性鉴别模块：用于基于所述σp-V关系、所述σc-V关系以及系统横向振动稳定性判别准则识别系统横向振动是否稳定，若所述系统横向振动稳定，列车运行安全，不会发生脱轨。
第三方面，本发明还提供一种终端设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以执行：所述基于列车抗脱轨安全度的铁路桥病害影响评估方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以执行：所述基于列车抗脱轨安全度的铁路桥病害影响评估方法的步骤。
有益效果
1.本发明提供的所述方法建立了列车-轨道-桥梁系统的空间振动分析模型，实现了考虑桥梁病害状态的列车脱轨全过程计算，并提出了系统横向振动稳定性判别准则，基于该准则，可以有效鉴别系统横向振动是否稳定的情况，由列车脱轨能量随机分析理论可知，只要确保货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定，就能控制货物列车安全运行，因此，所述方法可以有效反应病害条件下桥上列车的脱轨信息。
2.利用所述方法可以评价病害对桥上列车抗脱轨安全度的影响，为制定具有预防列车脱轨功能的整治措施建议方案提供理论依据和基础数据，进而确保重载铁路桥上列车行车安全、平稳。
附图说明
图1是基于列车抗脱轨安全度的重载铁路T梁病害评价方法流程图。
图2是货物列车主视方向位移模式示意图。
图3是货物列车左视方向位移模式示意图。
图4是货物列车俯视方向位移模式示意图。
图5为轨道-桥梁系统主视方向空间振动位移模式示意图。
图6为轨道-桥梁系统左视方向空间振动位移模式示意图。
图7是横隔板损伤前、后货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc示意图。
图8是列车正常行车时的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动输入能量做功σp。
图9为横隔板损伤前、后车体横向Sperling平稳性指标时程曲线。
具体实施方式
本发明提供的一种铁路T梁病害影响评估方法，通过建立列车-轨道-桥梁系统空间振动计算模型，再将病害状态(如T梁病害)引入模型中，进而基于列车脱轨能量随机分析方法，实现考虑病害状态的列车脱轨全过程计算，再结合考虑病害状态的列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定性判别准则，根据该准则，判别考虑病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定性，此外，利用所述方法还可以有效获知病害对货物列车-轨道-桥梁系统抗脱轨能力σc、临界车速Vcr、容许极限车速VL及平稳性指标的影响，为得到能够反映列车脱轨信息、列车抗脱轨安全度的重载铁路T梁病害评价结果奠定了基础，为养护维修部门制定具有预防脱轨功能的病害整治措施提供参考。
下述实施例中将以货运列车-轨道-桥梁系统以及T梁病害为例进行具体的阐述，进而对本发明做进一步的说明。
第一步：建立重载铁路货物列车空间振动计算模型
1.1、边界条件设定：将货物列车按编组车辆数划分为M个车辆单元，每个车辆单元离散为具有26个自由度的多刚体系统，其中，车体、前、后转向架均考虑伸缩、横摆、浮沉、点头、侧滚、摇头等，共计18个自由度，每个轮对分别考虑横摆和浮沉等，共计8个自由度；车体与转向架、转向架与轮对之间采用线性弹簧和粘滞阻尼器连接。
1.2、根据1.1中的边界条件，建立重载铁路货物列车机车或车辆单元空间振动位移模式，如式(1)：
Figure BDA0002787121380000081
式(1)中，
{δ}V—机车或车辆单元位移矩阵；
Xc,Yc,Zc,θc,
Figure BDA0002787121380000082
ψc—车体纵向、横摆、浮沉、侧滚、点头、摇头位移；
Xt1,Yt1,Zt1,θt1,
Figure BDA0002787121380000083
ψt1—前转向架纵向、横摆、浮沉、侧滚、点头、摇头位移；
Xt2,Yt2,Zt2,θt2,
Figure BDA0002787121380000084
ψt2—后转向架纵向、横摆、浮沉、侧滚、点头、摇头位移；
Yw1,Yw2,Yw3,Yw4—列车四个轮对的横向位移；
Zw1,Zw2,Zw3,Zw4—列车四个轮对的竖向位移；
1.3、根据式(1)的重载铁路货物列车空间振动位移模式，建立第i车辆单元，空间振动势能ΠVi，如式(2)：
ΠVi＝ΠEi+ΠGi+ΠKi+ΠCi+ΠPi+ΠRi…(2)
式(2)中，
ΠEi—第i车辆单元的惯性力势能；
ΠGi—第i车辆单元的重力势能和离心力势能；
ΠKi—第i车辆单元的弹簧变形能；
ΠCi—第i车辆单元的阻尼力势能；
ΠPi—第i车辆单元的重力刚度势能；
ΠRi—第i车辆单元的蠕滑力势能；
第二步：建立重载铁路轨道-桥梁系统空间振动计算模型
2.1、边界条件设定：将轨道放置于梁体上，梁体以重载铁路常见的单线预应力混凝土双T梁为例(通用桥型)。钢轨、轨枕、梁体及墩体均采用梁单元模拟，其中，钢轨被视为弹性点支承的Euler梁，轨枕视为不考虑轴向变形的短梁，梁体主要考虑横向位移、竖向位移及扭转，并假定两片T梁的横向弯曲位移及转角均相同，墩底与地面固结，不考虑桩基的影响；将钢轨与轨枕间的扣件、轨枕与梁体间的道砟、梁端与墩顶间的支座、墩底与地基之间均模拟为线性弹簧和粘滞阻尼器；以相邻横隔板为间距沿着梁跨方向将轨道、梁跨划分为N个梁段单元。
2.2、重载铁路轨道-桥梁系统空间振动位移模型
根据2.1中的边界条件，建立重载铁路轨道-桥梁系统空间振动位移模式，如式(3)：
Figure BDA0002787121380000091
式(3)中，{δ}BP—轨道-桥梁系统位移矩阵，50×1表示矩阵由50行1列组成；下标1、2分别表示梁段单元左端节点和右端节点，且左端和右端节点的振动位移模式分别如式(4)、(5)：
Figure BDA0002787121380000092
Figure BDA0002787121380000093
式(4)、(5)中：
上标T表示钢轨的位移，上标S表示轨枕的位移，上标B表示主梁的位移；
下标R表示梁段单元右侧，下标L表示梁段单元左侧；
下标U、D分别表示T梁的上翼缘和下翼缘；
U、V、W、θ分别表示梁段单元沿X、Y、Z三个方向的线位移和转角位移；
V1 S,
Figure BDA0002787121380000094
分别为第1根轨枕在Y方向上的位移，以及第1根轨枕在右边、左边与钢轨联接点在Z方向上的位移；
Figure BDA0002787121380000095
分别为第N根轨枕在Y方向上的位移，以及第N根轨枕在右边、左边与钢轨联接点在Z方向上的位移；
Figure BDA0002787121380000101
为梁段单元右侧、左侧钢轨沿X方向的翘曲变形；
Figure BDA0002787121380000102
为梁段单元左侧节点主梁上翼缘、下翼缘横向位移及其绕Z方向的转角；
Figure BDA0002787121380000103
为梁段单元左侧节点主梁右侧、左侧竖向位移及其绕Y方向的转角；
Figure BDA0002787121380000104
为梁段单元右侧节点主梁上翼缘、下翼缘横向位移及其绕Z方向的转角；
Figure BDA0002787121380000105
为梁段单元右侧节点主梁右侧、左侧竖向位移及其绕Y方向的转角；
2.3、根据式(3)的重载铁路轨道-桥梁空间振动位移模式构建出相应的空间振动势能ΠBP，如式(6)：
Figure BDA0002787121380000106
式(6)中：
ΠTj—第j个梁段单元中轨道结构空间振动势能；
Figure BDA0002787121380000107
—第j个梁段单元中主梁结构的弹性应变能；
Figure BDA0002787121380000108
—第j个梁段单元中主梁结构的惯性力势能；
Figure BDA0002787121380000109
—第j个梁段单元中主梁结构的阻尼力势能；
ΠSBj—第j个梁段单元中轨枕与主梁间的弹簧变形能与阻尼力势能之和；
Figure BDA00027871213800001010
—桥墩的弹性应变能、惯性力势能、阻尼力势能之和；
ΠBD—主梁梁端与墩顶间的弹簧变形能与阻尼力势能之和；
ΠPD—墩底与地基间的弹簧变形能之和。
第三步：建立重载铁路货物列车-轨道-桥梁系统空间振动矩阵方程
3.1、设t时刻，计算长度为L的重载铁路桥上运行着一列车编组车辆数为M的货物列车，该时刻货物列车空间振动总势能如(7)式所示：
Figure BDA00027871213800001011
3.2、货物列车-轨道-桥梁系统空间振动方程
按照列车脱轨能量随机分析方法，考虑轮轨“游间”影响，并以轮轨横向、竖向相对位移作为货物列车与轨道-桥梁系统间的纽带，导出货物列车-轨道-桥梁系统空间振动总势能，如式(8)：
Π＝ΠV+ΠBP……(8)
根据弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的“对号入座”法则，根据车辆类型属性、轨道-桥梁系统类型属性，以及公式(2)和公式(8)得到货物列车-轨道-桥梁系统在时刻t时的总体刚度矩阵[K]、总体质量矩阵[M]、总体阻尼矩阵[C]及总体荷载列阵{P}，进而导出货物列车-轨道-桥梁系统在时刻t的空间振动矩阵方程如式(9)：
Figure BDA0002787121380000111
所述车辆类型属性是：
列车时速V；
车体全长之半L；
车辆前后转向架中心距之半l；
转向架所属二轮对轴距之半L1；
轮对两滚动圆间距之半B；
轴箱弹簧横向间距之半B1；
车体中央弹簧横向间距之半B2；
转向架中央纵向弹簧横向间距之半B3；
轴箱纵向弹簧横向间距之半B4；
车体中心到中央横向弹簧的距离H1；
转向架中心到中央横向弹簧的距离H2；
轮对重心到转向架重心的距离H3；
车体与转向架间的纵向、横向和竖向弹簧刚度K2x、K2y、K2z；
车体与转向架间的纵向、横向和竖向阻尼系数C2x、C2y、C2z；
转向架与轮对间的纵向、横向和竖向弹簧刚度K1x、K1y、K1z；
转向架与轮对间的纵向、横向和竖向阻尼系数C1x、C1y、C1z；
所述轨道-桥梁系统类型属性是：
钢轨与轨枕之间的横向、竖向弹性系数K1、K2；
钢轨与轨枕之间的横向、竖向阻尼系数C1、C2；
轨枕与主梁上翼缘之间的横向、竖向弹性系数K4、K5；
轨枕与主梁上翼缘之间的横向、竖向阻尼系数C4、C5；
主梁与梁端之间横向、竖向弹性系数K6、K7；
主梁与梁端之间横向、竖向阻尼系数C6、C7；
墩底与地基之间横向、竖向弹性系数K8、K9。
第四步：实现考虑T梁病害状态的货物列车脱轨全过程计算
即针对T梁病害类型及特点进行模拟时，需要对模型进行如下调整，进而实现将桥梁病害状态引入所述空间振动分析模型中。
若所述病害状态为混凝土梁体开裂，则采用数值分析方法分析梁体裂缝与刚度退化的内在关系，得到梁体开裂状态下的折减刚度，再采用等效刚度法，保持梁体截面不变、在模型中通过折减梁体弹性模量模拟混凝土梁体开裂后的梁体刚度；
若所述病害状态为横隔板损伤断裂，则取消部分横隔板支撑模拟横隔板断裂；
若所述病害状态为梁体横向振幅超限，则将横向刚度不足的梁体参数输入轨道-桥梁系统空间振动分析模型。
从而，本发明的重载铁路货物列车-轨道-桥梁系统空间振动矩阵方程以及进入病害状态为构建的重载铁路货物列车-轨道-桥梁系统形成了本发明考虑T梁病害状态的重载铁路货物列车-轨道-桥梁系统的空间振动分析模型，进而基于该模型可以实现货物列车脱轨全过程计算。
第五步：提出考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定性判别准则
由列车脱轨能量随机分析理论可知，只要确保货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定，就能控制货物列车安全运行。为此，结合T梁典型病害，提出考虑T梁病害状态的系统横向振动稳定性判别准则如下：
①当Δσc>Δσp时，考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定；
②当Δσc<Δσp时，考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动不稳定；
③当Δσc＝Δσp时，考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动处于稳定与不稳定的临界状态。
在准则①～③中，Δσp为考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动输入能量。Δσc为考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功增量。
第六步：计算考虑T梁病害状态的系统横向振动输入能量Δσp
将机车、车辆构架蛇行波作为系统横向振动激振源，采用构架蛇行波标准差σp作为货物列车-轨道-桥梁系统横向振动的输入能量，并通过实测、统计绘制了σp-V曲线。根据该曲线，将任意车速V0增至另一车速Vr时(相邻车速)，分别在σp-V曲线中，取出相应车速下的构架蛇行波标准差σpr和σp0，将两者相减，即为计算考虑T梁病害状态的系统横向振动输入能量Δσp。
第七步：计算考虑T梁病害状态的系统横向振动极限抗力做功增量Δσc。
考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功增量Δσc是指任意车速V0增至另一车速Vr时货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功之差。车速V0时货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功为σc0，车速Vr时货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功为σcr。
不同车速必定对应一个货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc，σc是指列车脱轨时输入考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动的能量最大，比它大的输入能量不存在，因为输入能量达到σc时，列车已经脱轨。σc是货物列车脱轨时FTTB系统横向振动所发挥的最大抗力做功，它反映了货物列车-轨道-桥梁系统抵抗脱轨能力。因列车脱轨试验难以实现，则输入货物列车-轨道-桥梁系统横向振动的最大能量无法得到，只能借助列车脱轨全过程仿真计算，得到σc。即基于前述第四步、第六步，假定比正常行车更大的构架蛇行波标准差σp，随机模拟一条构架蛇行波输入考虑T梁病害状态的桥上货物列车脱轨全过程计算模型中，计算货物列车-轨道-桥梁系统空间振动响应，即利用空间振动响应结果中的车轮最大悬浮量、车轮与钢轨间的横向相对位移来判断是否达到车轮脱轨几何准则要求的数值(该车轮脱轨几何准则是根据中国铁道科学院研究院在滚动试验台上完成单轮对爬轨脱轨试验结果得出，即数值为：车轮悬浮量为25mm、车轮与钢轨间的横向相对位移为54mm，其他可行的实施例中也可以选择研究出的其他标准)，如达到了，即认定桥上货物列车脱轨，如未达到，再假定比σp更大的σpn，重复计算，直到车轮最大悬浮量、车轮与钢轨间的横向相对位移达到车轮脱轨几何准则要求的数值为止，即完成桥上货物列车脱轨全过程计算，与之对应的构架蛇行波标准差σpn为考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc，相应的振动响应反映了货物列车脱轨全过程。那么，在给定车速V时，即可算出相应的σc，进而建立σc-V曲线。根据σc-V曲线，运用差分法得到任意车速V0增至另一车速Vr时FTTB系统横向振动极限抗力做功增量Δσc。
第八步：判定考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定性，得到列车抗脱轨安全度指标
针对混凝土梁体开裂、横隔板损伤、横向振动加剧等T梁病害，根据σp-V曲线和σc-V曲线，分别得到相邻车速下相应的Δσp和Δσc。
然后，按照第五步的判别准则，判别T梁病害状态下货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定性；
若Δσp＞Δσc，则货物列车-轨道-桥梁系统横向振动不稳定，列车脱轨；
若Δσp＜Δσc，则货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定，列车不脱轨，并计算Δσc＝Δσp时对应车速，将该车速称为考虑T梁病害状态的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动失稳临界车速Vcr，当车速V小于Vcr时，Δσc＞Δσp，即抵抗因干扰引起的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动的抗力做功增量＞因干扰引起的货物列车-轨道-桥梁系统横向振动输入能量增量，使的货物列车-轨道-桥梁系统干扰引起的横向扰动消亡，恢复到货物列车-轨道-桥梁系统横向振动的正常状态，货物列车-轨道-桥梁系统横向振动保持稳定，列车不会发生脱轨，从而起到控制列车脱轨的作用。
同时，本实施例中，为增大列车运行安全裕量，鉴于日本学者用脱轨系数计算列车走行安全性时，采用K＝1.25的安全系数，将Vcr/K得到容许极限车速VL。至此，得到具有控制列车脱轨功能的列车抗脱轨安全度指标：货物列车-轨道-桥梁系统抵抗脱轨能力σc、临界车速Vcr及容许极限车速VL。
至此，本实施例中，利用本发明所述方法得到了列车抗脱轨安全度指标σc、Vcr及VL。其中，一方面，利用第五步中的准则可以有效鉴别横向振动是否稳定，进而对列车安全运行状态进行控制；而方面，得到Vcr及VL后，可以控制列车的车速，降低其发生脱轨的概率。
第九步：评价T梁病害状态对列车抗脱轨安全度的影响
根据第八步得到列车抗脱轨安全度指标，分析病害状态对σc、Vcr及VL的影响，评价上述T梁病害对货物列车抗脱轨安全度的影响。其中，可以是将引入T梁病害状态和未引入T梁病害状态得到的货物列车抗脱轨安全度进行比对，得到评估结果；还可以是将引入不同病害等级的T梁病害状态得到的货物列车抗脱轨安全度进行比对，得到评估结果。此外，还可以以VL作为上限车速，采用国际通用的Sperling平稳性标准对货物列车运行平稳性进行评判。揭示T梁病害与行车品质间的内在关系，为病害整治措施建议方案的制定提供基础。
实施例1：以横隔板损伤为例
横隔板损伤梁体横向刚度减小，尤其是横隔板横向支撑减小，但损伤对隔板质量不产生影响。为此，这里保持横隔板截面特性不变，通过在模型中减小横隔板弹性模量来模拟伤损引起的隔板刚度下降。
具体条件为：梁跨结构为大秦线跨度为32m的预应力混凝土双T梁桥，梁型为专桥2059。为反映多跨桥梁病害对列车行车安全、平稳性的影响，以7跨32m单线双T梁桥为例，直线桥，并假定跨中两块横隔板发生损伤；轨道结构由60kg/m钢轨、II型轨枕及碎石道砟组成；实践及研究表明，空载货车脱轨概率较大，这里以1辆DF4型机车+16辆空载货车作为计算编组。将上述条件作为基础参数输入模型中，求解系统空间振动矩阵方程(9)，实现横隔板损伤前、后桥上列车脱轨全过程，得到不同车速下考虑横隔板损伤前、后时货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc，并绘制相应的σc-V曲线，如图7所示。在图7中，横隔板损伤前货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc＝382cm/s2，横隔板损伤后货物列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc＝349cm/s2。前述评价方法已叙述σc能够反映货物列车-轨道-桥梁系统的抗脱轨能力，则通过计算得到，横隔板损伤后货物列车-轨道-桥梁系统的抗脱轨能力减小8.6％。
根据图7中的σc-V曲线，计算Δσc；根据正常行车时的σp-V曲线(如图8所示)，计算Δσp。按照系统稳定判别准则，判定系统稳定性，如表1所示。
表1横隔板损伤前、后货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定性计算结果
Figure BDA0002787121380000151
根据表1可得，梁体横隔板损伤前，当车速V＝150km/h时，Δσcr-Δσpr＜0，即Δσcr＜Δσpr，此时，货物列车-轨道-桥梁系统横向振动失稳；当车速V＝140km/h时，Δσcr-Δσpr＞0，即Δσcr＞Δσpr，此时，货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定；则在车速V＝140～150km/h之间，存在某车速V使得Δσcr＝Δσpr，此时，货物列车-轨道-桥梁系统横向振动处于临界失稳状态，对应的车速为临界车速Vcr，按照内插法，得到Vcr＝143.6km/h，考虑安全系数1.25，得到容许极限车速VL＝115.2km/h。
同理，横隔板损伤后，当车速V＝140km/h时，Δσcr-Δσpr＜0，即Δσcr＜Δσpr，此时，货物列车-轨道-桥梁系统横向振动失稳；当车速V＝130km/h时，Δσcr-Δσpr＞0，即Δσcr＞Δσpr，此时，货物列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定；则在车速V＝130～140km/h之间，存在某车速V使得Δσcr＝Δσpr，此时，货物列车-轨道-桥梁系统横向振动处于临界失稳状态，对应的车速为临界车速Vcr，按照内插法，得到Vcr＝132.0km/h，考虑安全系数1.25，得到容许极限车速VL＝105.6km/h。
综上所述，横隔板损伤对货物列车-轨道-桥梁系统抗脱轨能力σc、临界车速Vcr、容许极限车速VL均产生影响，横隔板损伤货物列车-轨道-桥梁系统抗脱轨能力σc、临界车速Vcr、容许极限车速VL分别降低8.6％、8.1％、8.3％。
同时，以VL作为车速上限，为便于评价横隔板损伤对桥上行车平稳性的影响，计算车速统一选取车速为80km/h，计算桥上列车行车平稳性指标时程，如图9所示。在图9中，横隔板损伤前桥上车体横向Sperling平稳性指标最大为3.99，横隔板损伤后桥上车体横向Sperling平稳性指标最大为4.49。可见，横隔板损伤后车体横向Sperling平稳性指标增大12.5％，并且超过国际通用的横向Sperling平稳性指标4.25。
综合上述评价结果，即可从列车抗脱轨安全度的角度量化T梁病害对桥上列车行车安全性、平稳性的影响，也可为制定具有预防列车脱轨功能的T梁病害整治措施方案提供理论依据和基础数据。
在一些具体实例中，本发明还提供一种基于上述方法来实现的系统，其包括：
模型构建模块：用于构建列车-轨道-桥梁系统的空间振动分析模型；其中，可以将桥梁病害状态引入所述空间振动分析模型；
σp-V关系获取模块：用于基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σp-V关系；
σc-V关系获取模块：用于基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σc-V关系；
横向振动稳定性鉴别模块：用于基于所述σp-V关系、所述σc-V关系以及系统横向振动稳定性判别准则识别系统横向振动是否稳定，若所述系统横向振动稳定，列车运行安全，不会发生脱轨。
比对模块：用于将引入了桥梁病害状态得到的列车抗脱轨安全度与未引入桥梁病害状态得到的列车抗脱轨安全度进行比对得到病害影响评估结果；或者用于将引入了不等病害等级得到的列车抗脱轨安全度进行比对得到病害影响评估结果。
应当理解，上述单元模块的具体实现过程参照方法内容，本发明在此不进行具体的赘述，且上述功能模块单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，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。同时，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。
在一些实例中，本发明还提供一种终端设备，其包括处理器和存储器，所述存储器存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以执行所述一种铁路T梁病害影响评估方法的步骤。
在一些实例中，本发明还提供一种可读存储介质，存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以执行所述一种铁路T梁病害影响评估方法的步骤。
应当理解，在本发明实施例中，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
所述可读存储介质为计算机可读存储介质，其可以是前述任一实施例所述的控制器的内部存储单元，例如控制器的硬盘或内存。所述可读存储介质也可以是所述控制器的外部存储设备，例如所述控制器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(Flash Card)等。进一步地，所述可读存储介质还可以既包括所述控制器的内部存储单元也包括外部存储设备。所述可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述控制器所需的其他程序和数据。所述可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铁路T梁病害影响评估方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：构建列车-轨道-桥梁系统的空间振动分析模型，并将桥梁病害状态引入所述空间振动分析模型；
S2：基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σp-V关系和σc-V关系，σp为列车-轨道-桥梁系统横向振动的输入能量，σc为列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功，V为车速；
S3：基于所述σp-V关系、所述σc-V关系以及系统横向振动稳定性判别准则识别系统横向振动是否稳定，若所述系统横向振动稳定，列车运行安全，不会发生脱轨；
以容许极限车速VL作为上限车速，采用国际通用的Sperling平稳性标准对货物列车运行平稳性进行评判；
步骤S2中引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟时，若所述病害状态为混凝土梁体开裂，则采用数值分析方法分析梁体裂缝与刚度退化的内在关系，得到梁体开裂状态下的折减刚度，再采用等效刚度法，保持梁体截面不变、在模型中通过折减梁体弹性模量模拟混凝土梁体开裂后的梁体刚度；
若所述病害状态为横隔板损伤断裂，则取消部分横隔板支撑模拟横隔板断裂；
若所述病害状态为梁体横向振幅超限，则将横向刚度不足的梁体参数输入轨道-桥梁系统空间振动分析模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述系统横向振动稳定性判别准则为：
①当Δσc>Δσp时，列车-轨道-桥梁系统横向振动稳定；
②当Δσc<Δσp时，列车-轨道-桥梁系统横向振动不稳定；
③当Δσc＝Δσp时，列车-轨道-桥梁系统横向振动处于稳定与不稳定的临界状态；
其中，Δσp是基于所述σp-V关系计算得到的两个车速之间列车-轨道-桥梁系统横向振动输入能量；Δσc是基于所述σc-V关系计算得到的所述两个车速之间列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功增量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：
获取列车-轨道-桥梁系统横向振动处于临界状态时的车速V，所述车速V为列车-轨道-桥梁系统横向振动失稳临界车速Vcr；
基于列车-轨道-桥梁系统横向振动失稳临界车速Vcr计算出容许极限车速VL；
VL＝Vcr/K，K为安全系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc，列车-轨道-桥梁系统横向振动失稳临界车速Vcr，容许极限车速VL中的一个或多个参数组合构成列车抗脱轨安全度，所述方法还包括：
利用未引入桥梁病害状态的空间振动分析模型或引入不同桥梁病害等级状态的空间振动分析模型进行模拟得到列车抗脱轨安全度；
再与原引入了桥梁病害状态得到的列车抗脱轨安全度进行比对得到病害影响评估结果。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S2中构建所述σc-V关系时，任一车速V下列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc的获取过程如下：
输入与正常行驶更大的构架蛇行波标准差σp至空间振动分析模型进行模拟，计算出列车-轨道-桥梁系统的空间振动响应，并基于所述空间振动响应判断是否达到了车轮脱轨几何准则；
若达到了，当前输入的所述构架蛇行波标准差σp为列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc；
若未达到，输入更大的构架蛇行波标准差σp至所述空间振动分析模型进行模拟，重复上述步骤直至得到列车脱轨时列车-轨道-桥梁系统横向振动极限抗力做功σc；
所述构架蛇行波标准差σp为所述列车-轨道-桥梁系统横向振动的输入能量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述空间振动分析模型中的空间振动矩阵方程是基于列车空间振动计算模型和轨道-桥梁系统空间振动计算模型推导得到；
其中，所述轨道-桥梁系统空间振动计算模型构建过程为：
首先，设置边界条件；
其次，根据边界条件建立轨道-桥梁系统空间振动位移模式；
Figure FDA0003948090420000021
{δ}BP为轨道-桥梁系统位移矩阵；{δ}1、{δ}2表示梁段单元左端节点和右端节点的振动位移模式，下标1、2分别表示梁段单元左端节点和右端节点；
Figure FDA0003948090420000022
Figure FDA0003948090420000023
式中：上标T表示钢轨的位移，上标S表示轨枕的位移，上标B表示主梁的位移；下标R表示梁段单元右侧，下标L表示梁段单元左侧；下标U、D分别表示T梁的上翼缘和下翼缘；U、V、W、θ分别表示梁段单元沿X、Y、Z三个方向的线位移和转角位移；
Figure FDA0003948090420000031
分别表示针对梁段单元左端节点、右端节点时梁段单元右侧钢轨沿X、Y、Z三个方向的线位移，
Figure FDA0003948090420000032
分别表示针对梁段单元左端节点、右端节点时梁段单元左侧钢轨沿X、Y、Z三个方向的线位移，
Figure FDA0003948090420000033
分别表示针对梁段单元左端节点、右端节点时梁段单元右侧钢轨沿X、Y、Z三个方向的转角位移，
Figure FDA0003948090420000034
分别表示针对梁段单元左端节点、右端节点时梁段单元左侧钢轨沿X、Y、Z三个方向的转角位移；V1 S,
Figure FDA0003948090420000035
分别为第1根轨枕在Y方向上的位移，以及第1根轨枕在右边、左边与钢轨联接点在Z方向上的位移；
Figure FDA0003948090420000036
为梁段单元左侧节点主梁上翼缘、下翼缘横向位移及其绕Z方向的转角；
Figure FDA0003948090420000037
为梁段单元左侧节点主梁右侧、左侧竖向位移及其绕Y方向的转角；
Figure FDA0003948090420000038
分别为第N1根轨枕在Y方向上的位移，以及第N1根轨枕在右边、左边与钢轨联接点在Z方向上的位移，N1为轨枕根数；
Figure FDA0003948090420000039
为梁段单元右侧、左侧钢轨沿X方向的翘曲变形；
Figure FDA00039480904200000310
为梁段单元右侧节点主梁上翼缘、下翼缘横向位移及其绕Z方向的转角；
Figure FDA00039480904200000311
为梁段单元右侧节点主梁右侧、左侧竖向位移及其绕Y方向的转角；
最后，根据轨道-桥梁空间振动位移模式，建立相应的空间振动势能ΠBP：
Figure FDA00039480904200000312
ΠTj—第j个梁段单元中轨道结构空间振动势能；
Figure FDA00039480904200000313
—第j个梁段单元中主梁结构的弹性应变能；
Figure FDA00039480904200000314
—第j个梁段单元中主梁结构的惯性力势能；
Figure FDA00039480904200000315
—第j个梁段单元中主梁结构的阻尼力势能；
ΠSBj—第j个梁段单元中轨枕与主梁间的弹簧变形能与阻尼力势能之和；
Figure FDA0003948090420000041
—桥墩的弹性应变能、惯性力势能、阻尼力势能之和；
ΠBD—主梁梁端与墩顶间的弹簧变形能与阻尼力势能之和；
ΠPD—墩底与地基间的弹簧变形能之和；
N-梁段单位的个数。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述方法的系统，其特征在于：包括：
模型构建模块：用于构建列车-轨道-桥梁系统的空间振动分析模型，并将桥梁病害状态引入所述空间振动分析模型；
σp-V关系获取模块：用于基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σp-V关系；
σc-V关系获取模块：用于基于引入病害状态后的所述空间振动分析模型进行模拟得到σc-V关系；
横向振动稳定性鉴别模块：用于基于所述σp-V关系、所述σc-V关系以及系统横向振动稳定性判别准则识别系统横向振动是否稳定，若所述系统横向振动稳定，列车运行安全，不会发生脱轨。
8.一种终端设备，其特征在于：包括处理器和存储器，所述存储器存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以执行：权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
9.一种可读存储介质，其特征在于：存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以执行：权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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