地铁与有轨电车车轮动态载荷测量

在城市轨道交通运营过程中，地铁及有轨电车的轮对需承受巨大的动态作用力。轨道不平顺、道岔转换以及车辆制动等工况，均会产生直接影响行车安全、乘坐舒适性与轮对使用寿命的载荷。为研发出兼具耐用性、安全性与舒适性的轮对，工程师需要获取真实的载荷数据，以精准掌握这些作用力的特性——橡胶弹性轮对的相关数据采集尤为关键。

现代轨道交通车辆的研发工作依赖于仿真模型，而模型的验证则需要真实的载荷数据作为支撑。这一验证过程存在诸多难点：即便是在复杂恶劣的工况下，也需要可靠的测量技术，在车轮端直接捕捉所有相关的力与力矩数据。唯有建立扎实的数据基础，工程师才能实现轮对设计优化、仿真模型验证，并制定科学合理的运维策略。

我们的解决方案是一款特制的**测量轮**：它通过应变片传感器与非接触式遥测技术，在车轮端直接采集所有相关的力与力矩数据。采集到的数据会被传输至高性能数据采集系统，进行记录与实时分析——为轮对的设计优化、仿真验证以及全生命周期管理奠定坚实的数据基础。

车辆运营期间，应变片传感器信号由imc CRONOSflex 数据采集系统持续采集与处理。基于已标定的转换模型，系统可实时解算出对应的力与力矩数值。搭配在线FAMOS平台，可实现车载端实时分析，核心功能包括：

1. 温度补偿：结合温度传感器数据，修正温度变化对测量结果的影响
2. 信号质量优化：在测量过程中直接对信号进行滤波与平滑处理
3. 统计分析：实时计算峰值、均方根值、载荷谱及分布特征（如雨流计数法）
4. 在线分类：将海量数据压缩为简洁的载荷矩阵，便于后续处理与直接应用

此外，该数据采集系统支持GPS、车辆总线数据及轨道数据的时间同步采集，能够精准将载荷数据与轨道区段、线路设施状况，以及曲线通过、制动等工况进行关联匹配。

核心设备配置

• 集成式测量轮：内置16个力/力矩应变片传感器及至少4个温度传感器
• 遥测系统：采用非接触式供电技术，将数据稳定传输至 imc CRONOSflex数据采集系统
• 数据采集与分析模块：实现原始数据的自动化可视化与处理

• 将测量轮安装于有轨电车的导向轴，在车辆常规载客运营状态下开展测试
• 在真实运营工况下持续采集数据
• 同步记录所有测量通道数据（径向、轴向、扭转及温度数据）
• 对采集数据进行后处理，提取道岔、曲线、制动等典型工况下的载荷谱、峰值载荷及特征载荷曲线

• 标定与对准：测量精度取决于应变片的精准标定，标定误差会导致系统性数据偏差
• 传感器安装：应变片安装不当会引发信号误差甚至传感器失效
• 电磁干扰：城市复杂电磁环境要求遥测与数据传输系统具备高抗干扰能力
• 温度影响：需持续监测温度变化，以补偿橡胶元件性能及传感器特性的温度漂移
• 数据管理：海量测量数据需要结构化存储与自动化分析，才能快速输出有价值的技术结论

✅获取真实运营工况下的精准载荷数据

✅ 采用非接触式遥测技术，数据传输无干扰

✅ 依托imc CRONOSflex与在线FAMOS平台，实现实时数据分析

✅ 可扩展集成GPS、车辆总线等多源数据

✅ 直接输出可用于工程应用的载荷谱与分类数据

✅ 成熟可靠的技术方案，已广泛应用于城市轨道交通领域