蒲珍华，吴梦雪，唐德发，朱金，李永乐

(1.西南石油大学 土木工程与测绘学院，成都 610500；2.西南交通大学 土木工程学院，成都 610031)

1.1 列车多体动力学模型

表1 列车模型主要参数表

图1 列车多体动力学模型

1.2 轨道不平顺数值模拟

基于中国高速铁路总体技术条件，建议对列车进行平稳性分析时使用德国高速线路轨道谱[14]，且高速铁路试验段轨道谱的高低不平顺在30 m波长以上的平顺性基本与德国高速低干扰谱接近[15]。因此，选用德国高速低干扰谱，采用三角级数法对轨道不平顺序列进行模拟。在假设轨道不平顺为平稳遍历的高斯白噪声的前提下，轨道不平顺可看作是不同三角级数的叠加，可通过式(1)得到。

(1)

式中：f(x)为模拟得到的轨道不平顺序列；S(ωk)为功率谱密度函数，垂向不平顺单位为m2/rad/m，水平不平顺单位为1/rad/m；ωk为轨道不平顺的空间频率，rad/m；φk为第k个频率的相位，是独立均布于0～2π的随机数。

用三角级数法模拟得到的轨道不平顺功率谱密度(Power spectral density，PSD)与目标谱的吻合情况如图2所示，由图2可知，模拟的功率谱与目标谱吻合较好。

图2 轨道垂向不平顺模拟谱与目标谱的对比

1.3 列车加速度响应样本

以随机轨道不平顺作为输入激励，得到列车以200 km/h速度行驶时的加速度响应时程曲线，如图3所示。列车加速度测点位置根据《铁道车辆动力学性能评定和实验鉴定规范》(GB 5599—1985)规定设定于转向架中心上方横向1 m的车体地板上。

图3 轨道不平顺激励作用下的列车加速度响应

2 高斯混合模型

高斯混合模型广泛应用于统计分析领域[16]，其作为一种统计模型，多用于构建概率密度函数，能较好地刻画参数空间中数据的分布及其特征，既具有非参数化方法的灵活性，又保持了参数化方法的精确性。……