铁路和城市轨道交通正逐渐成为交通运输系统的骨干力量,推动着我国经济更好更快的发展。轨道交通具有运输能力大,准时性强,速度快,舒适高,安全性高,运营费用低,环境污染小等特点,是运输体系的大动脉。轨道系统安全是保障运输正常运行的基础,而轨道损伤无疑会给轨道运输带来安全隐患。本文着重研究了轨道竖向刚度突变、轨道不平顺(轨道粗糙度)以及车辆-轨道之间的作用力的识别方法,具体研究内容如下:(1)基于车辆-轨道作用力时程以及车辆加速度时程对轨道刚度变化的灵敏度提出了一种轨道竖向刚度突变的识别方法,并进行数值仿真分析。识别结果表明,该方法可较好的识别轨道刚度突变的位置和程度,基于该算法对模型进行迭代修正可保证较高的识别精度。(2)基于无迹卡尔曼滤波器(UKF)算法,对比研究了两种荷载识别方法。第一种荷载识别方法将待评估的荷载直接放入状态量中进行识别,即直接荷载识别法;第二种方法将荷载时程进行正交分解,并将正交分解系数放入状态量进行识别,即间接荷载识别法。研究发现,两种方法均能较好的识别结构外荷载,然而间接荷载识别法大大增加了待识别的未知量个数,且较难确定正交分解的阶数。(3)本研究基于振动台试验验证了第一种荷载识别方法,对于识别结果的漂移问题,提出两种解决办法,一是将实验测得的加速度响应和位移响应同时作为观测值进行识别,二是将过程噪声和测量噪声增广到状态量中进行识别。这两种改进措施都可以显著改善识别效果。(4)本文基于直接荷载识别法,提出一种轨道粗糙度和车辆-轨道作用力的同步识别方法。数值仿真分析结果表明,该方法具有操作简单、效率高和收敛性好等优点。