基于Matlab的列车信号分析系统设计(3)
道部决定引入外国最可靠、成熟的核心关键技术，再在此基础上展开自主研发。目前中国
运营的高速列车CRH系列高速电力动车组是中国铁道部向加拿大庞巴迪、日本川崎重工
业、法国阿尔斯通和德国西门子公司购买高速动车组技术，并且经过技术转移的方式，中
国国内生产有关高速铁路车辆，达到一定程度的国产化。CRH 系列列车目前分为 CRH1
型、CRH2型、CRH3型、CRH380型、CRH5 型等型号，全都列车都为动力分散式。2010
年 12 月 3 日，具有我国自主知识产权的高速列车 CRH380AL 在京沪线先导段上创造了
486.1km/h的世界高速铁路最高运营试验速度，列车的各项性能及指标完全符合设计要求，
这标志着我国高速列车技术已经跻身世界高速列车技术先进行列。
随着轨道交通事业和高速铁路的快速发展，给铁路车辆安全运行带来了新的挑战。铁
路车辆是重要的货运载体以及载客的工具，人们一直很重视车辆的运行平稳性、旅客乘坐
舒适度、安全运行等运行品质指标。特别是高速列车方面，由于近年高速铁路发展迅速，
我国的高铁时代已经来临了。高速列车在轨道上运行速度较快，所以其运行安全性要求更
高。在铁路事业快速发展的这几年里，高速铁路和轨道交通行业的安全事故时有发生。最
严重的是 2011 年 7 月 23 日甬台温线的 D3115 次动车组列车追尾事故，事故发生后，铁
道部立刻部署要求全国铁路系统深刻反思查找安全运行工作中存在的一些深层次问题。在
列车速度不断提升不断超越的同时，我们对于列车运行的安全性也应提供足够保障，这样
才能保证乘客的生命财产安全。这就要求我们对列车的运行状态检测做到准时准确，相关
人员要能够实时准确监控列车运行状态，对于一些潜在的故障，应及时及早排除，保障列车安全运行。
铁路机车车辆由于在轨道上运行，其走行特点和传统的交通车辆区别很大。列车在运
行过程中，制动和启动非常频繁，且途中弯道众多，十分恶劣的运行条件，轮对和轨道间
冲击振动，转向架一系、二系悬挂振动，齿轮箱与转向架的冲击振动，电机振动等非平稳
振动普遍存在。这种异常振动冲击普遍存在，并且可能会对铁路运营造成比严重的危险：
一方面，旅客的乘坐舒适性受到严重影响；另一方面，冲击振动容易使得车辆零部件发生
松动或者是过早发生疲劳损坏，对列车的安全运行构成潜在威胁。机车车辆的一些关键部
件，如齿轮、滚动轴承、支承、轮对等，部件自身容易产生不平稳振动，并且部件可以通
过转向架传递不平稳振动，这些故障多发件一旦发生故障，将直接威胁到列车的安全运行。
可以说，检测列车车辆运行状况最重要的就是检测车辆振动，通过检测车辆振动，我们能
快速地掌握车辆及各部件的工作运行状况，同时再对这些振动信号深入分析后还能为排除
故障提供一些依据[3]。
列车振动信号的处理是对从列车故障多发件所获得的数据进行加工。近 30 多年以来，
振动信号处理从模拟信号人工分析演变到数字信号计算机处理，无论是在技术还是在理论
基础上，振动信号处理分析都发展得很快。而在现在这个计算机科学技术迅猛发展的现代，
繁重复杂的模拟信号测试工作已经被一台作为外设的数据采集仪加一台价格低廉的普通
电脑完全取代了，而且那些价格昂贵的专用处理设备已经基本被淘汰。现在我们可以使用
普通个人电脑，通过软件来进行振动信号处理。而 Matlab 正是工程技术人员和科研人员
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