TB/T 3352-2014
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标准简介
TB/T 3352-2014.PSD of ballastless track irregularities of high-speed railway.
1范围
TB/T 3352规定了线路速度300km/h~350km/h的高速铁路无砟轨道不平顺谱。
TB/T 3352适用于线路速度300km/h~350km/h的高速铁路无砟轨道不平顺谱分析,不适用于波长2 m以下轨道短波不平顺分析。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 25021-2010轨道检查车
3术语和定义
GB/T25021-2010确立的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1空间频率spatial frequency
空间波长的倒数,量纲为1/m。
3.2功率谱密度power spectral density( PSD)
信号在单位频率范围内的有限均方值,分为单边谱和双边谱两种。
3.3轨道不平顺谱PSD of track irregularities
轨道不平顺信号的单边功率谱密度,简称轨道谱。
4轨道不平顺谱
4.1轨道不平顺谱 描述:
轨道不平顺谱包括高低、轨向、轨距和水平四种轨道不平顺谱。
轨道不平顺谱采用空间频事的单边功率谱密度描述,主要用于描述轨道不平顺随机部分。轨道不平顺谱量纲为m㎡/(1/m)。
轨道不平顺谱图采用双对数坐标表示。
1范围
TB/T 3352规定了线路速度300km/h~350km/h的高速铁路无砟轨道不平顺谱。
TB/T 3352适用于线路速度300km/h~350km/h的高速铁路无砟轨道不平顺谱分析,不适用于波长2 m以下轨道短波不平顺分析。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 25021-2010轨道检查车
3术语和定义
GB/T25021-2010确立的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1空间频率spatial frequency
空间波长的倒数,量纲为1/m。
3.2功率谱密度power spectral density( PSD)
信号在单位频率范围内的有限均方值,分为单边谱和双边谱两种。
3.3轨道不平顺谱PSD of track irregularities
轨道不平顺信号的单边功率谱密度,简称轨道谱。
4轨道不平顺谱
4.1轨道不平顺谱 描述:
轨道不平顺谱包括高低、轨向、轨距和水平四种轨道不平顺谱。
轨道不平顺谱采用空间频事的单边功率谱密度描述,主要用于描述轨道不平顺随机部分。轨道不平顺谱量纲为m㎡/(1/m)。
轨道不平顺谱图采用双对数坐标表示。
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标准内容
ICS45.020
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3352-2014
高速铁路无雄轨道不平顺谱
PSD of ballastless track irregularities of high-speed railway2014-10-30发布
国家铁路局
2015-05-01实施
规范性引用文件
术语和定义
轨道不平顺谱
附录A（资料性附录）
附录B(资料性附录）
附录C(资料性附录）
附录D(资料性附录）
附录E（资料性附录）
高速铁路实测无确轨道不平顺谱及消峰处理图高速铁路实测无轨道不平顺谱及拟合谱图高速铁路无确轨道不平顺谱计算方法轨道不平顺谱计算误差分析
轨道周期性不平顺描述
TB/T3352—2014
iikAoNiKAca
TB/T3352—2014
本标准根据GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由铁道部标准计量研究所归口。本标准起草单位：中国铁道科学研究院基础设施检测研究所、西南交通大学。本标准主要起草人：康免费标准下载网bzxz
熊、翟婉明、刘秀波、黎国清、王卫东、田新宇、陶凯、陈东生、高建敏。I
HiiKAoKAca
1范围
高速铁路无雄轨道不平顺谱
本标准规定了线路速度300km/h~350km/h的高速铁路无诈轨道不平顺谱TB/T3352—2014
本标准适用于线路速度300km/h~350km/h的高速铁路无碎轨道不平顺谱分析，不适用于波长2m以下轨道短波不平顺分析。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T25021—2010轨道检查车
3术语和定义
GB/T25021一2010确立的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
spatial frequency
空间频率
空间波长的倒数，量纲为1/m。
power spectral density(PSD)
功率谱密度
信号在单位频率范围内的有限均方值，分为单边谱和双边谱两种。3.3
轨道不平顺谱PSDof track irregularities轨道不平顺信号的单边功率谱密度，简称轨道谱。4轨道不平顺谱
4.1轨道不平顺谱描述
轨道不平顺谱包括高低、轨向、轨距和水平四种轨道不平顺谱。轨道不平顺谱采用空间频率的单边功率谱密度描述，主要用于描述轨道不平顺随机部分。轨道不平顺谱量纲为mm2/(1/m）。
轨道不平顺谱图采用双对数坐标表示。4.2轨道不平顺谱空间频率范围
轨道不平顺谱空间频率范围为0.005（1/m）~0.5（1/m），对应的轨道不平顺波长范围为2m*200m。
4.3轨道不平顺谱拟合预处理
轨道不平顺包含随机性不平顺和周期性不平顺两部分，轨道不平顺谱描述的是轨道随机不平顺特性，轨道不平顺谱拟合时应别除实测不平顺中周期性谱峰的影响，剔除效果参见附录A。4.4轨道不平顺谱拟合公式
轨道不平顺谱采用幕函数公式（1)进行分段拟合。s)=+
iiiKAoNniKAca
TB/T3352-2014
式中：
f—空间频率：
A,k—拟合公式系数。
轨道不平顺平均谱分段拟合公式系数采用约束非线性最小优化方法计算，见表1；分段点空间频率和相应波长采用表1分段拟合公式系数和公式（1）计算，见表2。实测轨道不平顺谱和拟合轨道不平顺谱对比图参见附录B。
轨距不平顺
水平不平顺
轨向不平顺
高低不平顺
第1段
5.4978E-02
3.6148E-03
3.9513E-03
1.0544E-05
轨距不平顺
水平不平顺
轨向不平顺
高低不平顺
高速铁路无雄轨道不平顺平均谱拟合公式系数第2段
S.0701E-03
4.3685E-02
1.1047E-02
3.5588E-03
第3段
1.8778E-04
4.5867E-03
7.5633E-04
1.9784E-02
第4段
3.9488E-04
高速铁路无砾轨道不平顺谱分段点空间频率（1/m）及对应波长（m）第1、2段
空间频率
空间波长
第2、3段
空间频率
空间波长
第3、4段
空间频率
空间波长
轨道不平顺谱满足自由度为2的x分布，由轨道不平顺平均谱估计百分位数谱的转换系数C，见表3。
百分位数
转换系数C
轨道不平顺平均谱到百分位数谱的转换系数20.0
轨道不平顺谱计算方法参见附录C。30.0
轨道不平顺谱计算误差分析参见附录D。轨道周期性不平顺描述参见附录E。2
HTiKAoi KAca
A.1轨距不平顺谱
附录A
（资料性附录）
高速铁路实测无雄轨道不平顺谱及消峰处理图轨距不平顺谱及消峰处理图参见图A.1。10
说明轨距不平顺谱；
消峰后轨距不平顺谱。
A.2水平不平顺谱
空间频率（1/m）
图A.1轨距不平顺谱
水平不平顺谱及消峰处理图参见图A.2。100
说明水平不平顺谱；
一消峰后水平不平顺谱。
空间频率（1/m）
图A.2水平不平顺谱
TB/T3352—2014
iiKAoNiKAca
TB/T3352—2014
A.3轨向不平顺谱
轨向不平顺谱及消峰处理图参见图A.3。100
说明轨向不平顺；
一消峰后轨向不平顺谱。
空间频率（1/m）
图A.3轨向不平顺谱
A.4高低不平顺谱
高低不平顺谱及消峰处理图参见图A.4。100
说明高低不平顺谱；
一消峰后高低不平顺谱。
空间频率（1/m）
图A.4高低不平顺谱
HiiKAoNi KAca
B.1轨距不平顺谱
附录B
（资料性附录）
高速铁路实测无确轨道不平顺谱及拟合谱图轨距不平顺谱及拟合谱图参见图B.1。10
说明.轨距不平顺谱；
拟合轨距不平顺谱。
B.2水平不平顺谱
空间频率（1/m）
图B.1轨距不平顺谱
水平不平顺谱及拟合谱图参见图B.2。100
说明.水平不平顺谱；
拟合水平不平顺谱。
空间频率（1/m）
图B.2水平不平顺谱
TB/T3352-2014
iiKAoNiKAca
TB/T3352—2014
B.3轨向不平顺谱
轨向不平顺谱及拟合谱图参见图B.3。100
说明.轨向不平顺谱
拟合轨向不平顺谱。
空间频率（1/m）
图B.3轨向不平顺谱
B.4高低不平顺谱
高低不平顺谱及拟合谱图参见图B.4。100
说明.高低不平顺谱；
拟合高低不平顺谱。
空间频率（1/m）
图B.4高低不平顺谱
C.1概述
附录C
（资料性附录）
高速铁路无礁轨道不平顺谱计算方法TB/T3352—2014
轨道不平顺谱主要采用快速傅立叶变换（FFT）计算单元轨道不平顺幅值谱，由幅值谱计算单元轨道不平顺谱，对计算的全部单元轨道不平顺谱进行统计获取线路轨道不平顺谱。C.2轨道不平顺检测波长范围
高速铁路无确轨道高低、轨向不平顺管理和检测波长范围为1.5m~120m。波长120m以上高低和轨向不平顺谱采用幂函数外推获得。C.3轨道不平顺预处理
轨道不平顺检测数据由于外界环境干扰、传感器和数据采集、传输异常等原因包含粗大误差，简称异常值；同时由于标定误差和惯性器件温度漂移等原因，水平和轨距检测数据存在趋势项。因此，直接利用轨道不平顺检测数据计算轨道不平顺谱误差较大，需要对检测数据进行预处理，剔除异常值和趋势项。C.4轨道不平顺谱计算单元长度
为了保证轨道不平顺谱计算精度，减小轨道不平顺谱偏度误差，轨道不平顺谱计算单元长度应大于轨道不平顺包含的最大波长的5倍。采样间隔为0.25m，实际计算长度建议为1024m（4096点）。C.5窗函数
为了避免轨道不平顺谱泄漏失真，需要对检测数据进行锥化处理，也就是加窗，采用加权曲线处理检测数据，计算轨道不平顺谱，再利用修正因子修正。常用的窗函数有：
矩形（Rectangular）窗：
w(n）：
三角（Bartlett）窗：
w(n）：
汉宁（Hanning）窗：
[1n=0,1,2,...,N-1
ne0,1,2....,N-11
[2n/(N-1)
[2-2n/(N-1)
w(n)=0.5-0.5cos
海明（Hamming）窗：
0≤n≤(N-1)/2
(N-1)/2≤n≤N-1
w(n)=0.538-0.462co
布莱克曼（Blackman）窗：
)+0.08cos
w(n)=0.42-0.5cos
余弦矩形（Tukey）窗：
[0.5-0.5cos]
w(n）=31
0.5-0.5cos
(N-1)≤n≤
(N-1)≤n≤(N-1)
TB/T3352—2014
常用窗函数性能对比参见表C.1。表c.1
窗函数
Rectangular
Bartlett
Hanning
Hamming
Blackman
最大旁瓣与主瓣峰值比
轨道不平顺谱计算方法
轨道不平顺谱计算方法如下：
轨道不平顺按1024m划分单元；
常用窗函数性能对比
泄漏因子
剔除计算单元中轨道不平顺包含的异常值和趋势项；主瓣宽度
4元/N
40元/9N
8元/N
8元/N
12元/N
根据检测速度和轨道不平顺标准差进行计算单元有效性判断；3dB主瓣宽度
2元/N
对有效单元的轨道不平顺进行加窗处理，并进行FFT计算，记录单元的轨道不平顺谱；对计算的全部轨道不平顺谱进行统计分析；轨道不平顺谱消峰处理；
轨道不平顺谱公式拟合。
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中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3352-2014
高速铁路无雄轨道不平顺谱
PSD of ballastless track irregularities of high-speed railway2014-10-30发布
国家铁路局
2015-05-01实施
规范性引用文件
术语和定义
轨道不平顺谱
附录A（资料性附录）
附录B(资料性附录）
附录C(资料性附录）
附录D(资料性附录）
附录E（资料性附录）
高速铁路实测无确轨道不平顺谱及消峰处理图高速铁路实测无轨道不平顺谱及拟合谱图高速铁路无确轨道不平顺谱计算方法轨道不平顺谱计算误差分析
轨道周期性不平顺描述
TB/T3352—2014
iikAoNiKAca
TB/T3352—2014
本标准根据GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由铁道部标准计量研究所归口。本标准起草单位：中国铁道科学研究院基础设施检测研究所、西南交通大学。本标准主要起草人：康免费标准下载网bzxz
熊、翟婉明、刘秀波、黎国清、王卫东、田新宇、陶凯、陈东生、高建敏。I
HiiKAoKAca
1范围
高速铁路无雄轨道不平顺谱
本标准规定了线路速度300km/h~350km/h的高速铁路无诈轨道不平顺谱TB/T3352—2014
本标准适用于线路速度300km/h~350km/h的高速铁路无碎轨道不平顺谱分析，不适用于波长2m以下轨道短波不平顺分析。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T25021—2010轨道检查车
3术语和定义
GB/T25021一2010确立的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
spatial frequency
空间频率
空间波长的倒数，量纲为1/m。
power spectral density(PSD)
功率谱密度
信号在单位频率范围内的有限均方值，分为单边谱和双边谱两种。3.3
轨道不平顺谱PSDof track irregularities轨道不平顺信号的单边功率谱密度，简称轨道谱。4轨道不平顺谱
4.1轨道不平顺谱描述
轨道不平顺谱包括高低、轨向、轨距和水平四种轨道不平顺谱。轨道不平顺谱采用空间频率的单边功率谱密度描述，主要用于描述轨道不平顺随机部分。轨道不平顺谱量纲为mm2/(1/m）。
轨道不平顺谱图采用双对数坐标表示。4.2轨道不平顺谱空间频率范围
轨道不平顺谱空间频率范围为0.005（1/m）~0.5（1/m），对应的轨道不平顺波长范围为2m*200m。
4.3轨道不平顺谱拟合预处理
轨道不平顺包含随机性不平顺和周期性不平顺两部分，轨道不平顺谱描述的是轨道随机不平顺特性，轨道不平顺谱拟合时应别除实测不平顺中周期性谱峰的影响，剔除效果参见附录A。4.4轨道不平顺谱拟合公式
轨道不平顺谱采用幕函数公式（1)进行分段拟合。s)=+
iiiKAoNniKAca
TB/T3352-2014
式中：
f—空间频率：
A,k—拟合公式系数。
轨道不平顺平均谱分段拟合公式系数采用约束非线性最小优化方法计算，见表1；分段点空间频率和相应波长采用表1分段拟合公式系数和公式（1）计算，见表2。实测轨道不平顺谱和拟合轨道不平顺谱对比图参见附录B。
轨距不平顺
水平不平顺
轨向不平顺
高低不平顺
第1段
5.4978E-02
3.6148E-03
3.9513E-03
1.0544E-05
轨距不平顺
水平不平顺
轨向不平顺
高低不平顺
高速铁路无雄轨道不平顺平均谱拟合公式系数第2段
S.0701E-03
4.3685E-02
1.1047E-02
3.5588E-03
第3段
1.8778E-04
4.5867E-03
7.5633E-04
1.9784E-02
第4段
3.9488E-04
高速铁路无砾轨道不平顺谱分段点空间频率（1/m）及对应波长（m）第1、2段
空间频率
空间波长
第2、3段
空间频率
空间波长
第3、4段
空间频率
空间波长
轨道不平顺谱满足自由度为2的x分布，由轨道不平顺平均谱估计百分位数谱的转换系数C，见表3。
百分位数
转换系数C
轨道不平顺平均谱到百分位数谱的转换系数20.0
轨道不平顺谱计算方法参见附录C。30.0
轨道不平顺谱计算误差分析参见附录D。轨道周期性不平顺描述参见附录E。2
HTiKAoi KAca
A.1轨距不平顺谱
附录A
（资料性附录）
高速铁路实测无雄轨道不平顺谱及消峰处理图轨距不平顺谱及消峰处理图参见图A.1。10
说明轨距不平顺谱；
消峰后轨距不平顺谱。
A.2水平不平顺谱
空间频率（1/m）
图A.1轨距不平顺谱
水平不平顺谱及消峰处理图参见图A.2。100
说明水平不平顺谱；
一消峰后水平不平顺谱。
空间频率（1/m）
图A.2水平不平顺谱
TB/T3352—2014
iiKAoNiKAca
TB/T3352—2014
A.3轨向不平顺谱
轨向不平顺谱及消峰处理图参见图A.3。100
说明轨向不平顺；
一消峰后轨向不平顺谱。
空间频率（1/m）
图A.3轨向不平顺谱
A.4高低不平顺谱
高低不平顺谱及消峰处理图参见图A.4。100
说明高低不平顺谱；
一消峰后高低不平顺谱。
空间频率（1/m）
图A.4高低不平顺谱
HiiKAoNi KAca
B.1轨距不平顺谱
附录B
（资料性附录）
高速铁路实测无确轨道不平顺谱及拟合谱图轨距不平顺谱及拟合谱图参见图B.1。10
说明.轨距不平顺谱；
拟合轨距不平顺谱。
B.2水平不平顺谱
空间频率（1/m）
图B.1轨距不平顺谱
水平不平顺谱及拟合谱图参见图B.2。100
说明.水平不平顺谱；
拟合水平不平顺谱。
空间频率（1/m）
图B.2水平不平顺谱
TB/T3352-2014
iiKAoNiKAca
TB/T3352—2014
B.3轨向不平顺谱
轨向不平顺谱及拟合谱图参见图B.3。100
说明.轨向不平顺谱
拟合轨向不平顺谱。
空间频率（1/m）
图B.3轨向不平顺谱
B.4高低不平顺谱
高低不平顺谱及拟合谱图参见图B.4。100
说明.高低不平顺谱；
拟合高低不平顺谱。
空间频率（1/m）
图B.4高低不平顺谱
C.1概述
附录C
（资料性附录）
高速铁路无礁轨道不平顺谱计算方法TB/T3352—2014
轨道不平顺谱主要采用快速傅立叶变换（FFT）计算单元轨道不平顺幅值谱，由幅值谱计算单元轨道不平顺谱，对计算的全部单元轨道不平顺谱进行统计获取线路轨道不平顺谱。C.2轨道不平顺检测波长范围
高速铁路无确轨道高低、轨向不平顺管理和检测波长范围为1.5m~120m。波长120m以上高低和轨向不平顺谱采用幂函数外推获得。C.3轨道不平顺预处理
轨道不平顺检测数据由于外界环境干扰、传感器和数据采集、传输异常等原因包含粗大误差，简称异常值；同时由于标定误差和惯性器件温度漂移等原因，水平和轨距检测数据存在趋势项。因此，直接利用轨道不平顺检测数据计算轨道不平顺谱误差较大，需要对检测数据进行预处理，剔除异常值和趋势项。C.4轨道不平顺谱计算单元长度
为了保证轨道不平顺谱计算精度，减小轨道不平顺谱偏度误差，轨道不平顺谱计算单元长度应大于轨道不平顺包含的最大波长的5倍。采样间隔为0.25m，实际计算长度建议为1024m（4096点）。C.5窗函数
为了避免轨道不平顺谱泄漏失真，需要对检测数据进行锥化处理，也就是加窗，采用加权曲线处理检测数据，计算轨道不平顺谱，再利用修正因子修正。常用的窗函数有：
矩形（Rectangular）窗：
w(n）：
三角（Bartlett）窗：
w(n）：
汉宁（Hanning）窗：
[1n=0,1,2,...,N-1
ne0,1,2....,N-11
[2n/(N-1)
[2-2n/(N-1)
w(n)=0.5-0.5cos
海明（Hamming）窗：
0≤n≤(N-1)/2
(N-1)/2≤n≤N-1
w(n)=0.538-0.462co
布莱克曼（Blackman）窗：
)+0.08cos
w(n)=0.42-0.5cos
余弦矩形（Tukey）窗：
[0.5-0.5cos]
w(n）=31
0.5-0.5cos
(N-1)≤n≤
(N-1)≤n≤(N-1)
TB/T3352—2014
常用窗函数性能对比参见表C.1。表c.1
窗函数
Rectangular
Bartlett
Hanning
Hamming
Blackman
最大旁瓣与主瓣峰值比
轨道不平顺谱计算方法
轨道不平顺谱计算方法如下：
轨道不平顺按1024m划分单元；
常用窗函数性能对比
泄漏因子
剔除计算单元中轨道不平顺包含的异常值和趋势项；主瓣宽度
4元/N
40元/9N
8元/N
8元/N
12元/N
根据检测速度和轨道不平顺标准差进行计算单元有效性判断；3dB主瓣宽度
2元/N
对有效单元的轨道不平顺进行加窗处理，并进行FFT计算，记录单元的轨道不平顺谱；对计算的全部轨道不平顺谱进行统计分析；轨道不平顺谱消峰处理；
轨道不平顺谱公式拟合。
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。