徐 宁， 任尊松, 李 响

(北京交通大学 机械与电子控制工程学院， 北京 100044)

车辆运用过程中,由于轨道和车辆不断地相互作用,会使轨面逐渐产生不均匀磨耗, 轮对踏面出现擦伤、不圆等不良损坏，这些破坏又极易形成反作用于车辆-轨道系统的扁疤、表面不圆和波纹形激励。与此同时，由于钢轨扣件、轨枕、道床和路基等部件弹性不均,各部件之间存在间隙以及长时间使用的破坏损耗使轨道系统的几何状态逐渐发生改变，产生轨道不平顺。研究发现轨道不平顺是一个随机过程[1], 是引起车辆-轨道系统随机振动的主要外界激励，直接关系到行车安全和车辆运行的舒适性。

为便于在车辆动态模拟与仿真以及进行轨道系统病害诊断等领域应用，德国、美国等通过对轨道不平顺进行实测和分析，构造了形式较为统一的谱密度函数[2]。中国铁道科学研究院以及长沙铁道学院等研究单位也曾对国内一些个别线路的轨道不平顺进行了测量和研究，相应地建立起一定标准的谱密度函数的表达式[3]。这些研究得到的谱密度函数均在频域范围内给出，但在车辆运行稳定性、平稳性和安全性分析等方面都直接需要轨道不平顺的时间-历程作为输入激励。因此，通过数值模拟获得轨道谱的时域序列，是车辆和轨道动力学研究中不可回避的问题。很多研究人员也对此开展了研究工作，总结了轨道不平顺数值模拟的几种主要方法，包括白噪声滤波法[6]、三角级数法[5]、二次滤波法[4]、小波变换法[7]和逆傅里叶变换法[8]。……