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背景
本文承接上篇，关注于川藏铁路的建设，对于机械故障诊断，更加关注于机械的振动信号变化。那在川藏铁路这种高寒、低压、桥遂、长大下坡、大风、隧道内高温等恶劣环境条件下，会对车体本身有哪些影响，对机械振动信号又有哪些影响。
本文依旧是一些文献综述
大风对高速列车安全性的影响研究
SIMPACK仿真
列车在无风屏障的线路上行驶时,和阶跃阵风相比,在自然风环境中列车的脱轨系数增大26%,轮轴横向力增大64%,轮重减载率增大24%,轮轨垂向力增大14%;比横风环境下分别增大83%,39%,78%,31%。风屏障对横风有阻挡作用,能提高列车运行安全性。
模型建立
模型假设如下：
- 和一系弹簧悬挂装置和二系弹簧悬挂装置相比，将车辆系统中构架、轮对、车体等变形可以忽略不计，在建模计算中视为刚体；
- 本节车辆建模过程中的钢轨为低频不平顺激扰，产生的弹性变形非常微小，不影响计算结果可以忽略不计，所以假设为刚性钢轨；
- 车体的 2 个转向架关于车体中心对称，参数完全一样；
- 在分析模拟计算中，列车做匀速运动，车辆本身不会产生纵向力，列车的速度由系统自动生成，所以列车的纵向牵引力可以忽略。
评价指标：脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、轮轨垂向力
结论
- 列车在相同的速度下，自然风对高速列车运行影响最大，阶跃阵风次之，横风影响最小；
- 在自然风、阶跃阵风和 13.8 m/s 的横风环境下，列车的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和轮轨垂向力都随着列车的速度增大而增大。自然风环境下评价列车安全系数的 4 个指标最大，阶跃风次之，横风环境下最小；
- 风屏障对横风有阻挡作用，线路安装风屏障后，列车运行环境被改善更加安全；
- 在无风屏障的线路上行驶，自然风环境下的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和轮轨垂向力最多分别比阶跃阵风环境下增大26%，24%，64%，14%，比横风环境下分别增大 83%，39%，78%，31%；
- 安装风屏障后，自然风环境下，列车脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和轮轨垂向力最多分别比阶跃阵风环境下增大 57%，13%，44%，4%，比横风环境下分别增大 63%，30%，51%，14%。
瞬态风荷载下的列车运行安全性研究
若周围环境有强侧风影响，则列车在进出隧道的瞬间，车辆受到的气动力会发生突变，同时根据其在隧道中和隨道外尺寸的不同，车辆的气动性能会有较大的差别，这些气动性能会直接影响到车辆的动力学性能，会造成车辆在这些部位的振动过大，导致车辆倾覆或脱轨。
列车出隧道遭遇横风时的瞬态气动性能：列车刚出隧道时，受到的气动侧向力、升力，以及侧滚力矩、俯仰力矩和偏转力矩都会发生突变，个别甚至呈现类似正弦波的较大幅值波动，之后气动力变化趋于平稳。
随着车速的提高，车辆受到轮轨激励的影响急剧增大；在瞬态突变风荷载作用下车辆的动力学性能也会发生突变，尤其是出隧道遭遇横风时，车辆更容易发生倾覆；同时研究了侧滚力矩、俯仰力矩和偏转力矩对车辆动力学性能的影响，研究结果表明：偏转力矩和俯仰力矩对车辆的脱轨系数和轮重减载率影响较小，车辆的动力学性能基本上仅受到侧向力、升力及侧滚力矩的影响。
横风引起的气动力和气动力矩会激发车辆在 5 个方向产生振动，这不仅会降低乘客乘坐舒适性，还会加剧轮轨之间的动态作用并有可能导致列车脱轨或倾覆，影响列车安全。
侧风对头车的安全性影响最为明显，中间车次之，尾车最小。实际上多节列车的情况也是头车的运行安全性最低，其次为尾车，中间各节车辆则相对安全
大风环境列车横截面外形优化
通过优化列车横截面提高列车在横风作用下气动性能，降低倾覆危险。川藏铁路采用既有车型，暂不考虑优化列车车体的事情。
低温环境下高速列车车内噪声问题及控制方案
对低温环境下（-30°C）的 250km/h 高速列车车内客室端部噪声进行测试，深入分析了运行环境温度对车内噪声的影响。通过对比夏季、冬季两种季节因素，掌握了不同环境下高速列车的车内振动噪声特性、车下声源特性和声振传递路径，研究了低温环境下的高速列车减振降噪技术，以提高低温环境下高速列车的车内噪声性能。研究结果表明，车内客室端部噪声异常问题是由于受到列车 250km/h 匀速运行时的过枕垮频率激励，而冬季运行时转向架区域减振性能下降，使得该频率更容易传递至车内所致，并激发车内客室空腔的声学模态。通过从传递路径上进行控制，使用一种金属减振器代替原有地板的支撑结构，优化车体内地板和外地板之间的弹性支撑，能够有效改善低温环境下高速列车车内客室端部异常噪声问题
不同环境温度下振动传递特性分析
高速列车在冬季、以 250km/h 速 度匀速运行 时，车内客室端部的靠窗地板、过 道 地板、侧墙和顶板的振动加速度均在 111Hz 存在明显峰值。因此， 111Hz 同时为车内客室端部噪声与振动的峰值频率，结构传声路径对车内客室端部噪声有重要贡献。
高速列车在夏季、以 250km/h 速 度匀速运行 时，车 内 客 室 端 部 的 靠 窗 地 板、过道地板、侧墙和顶板的振动加速度频谱分布相对均匀，虽然在 150Hz 以下的低频仍有一些峰值，但是在 111Hz 处已经不再像冬季时具有明显峰值。
车下转向架区域的轴箱、构架和车体在垂向振动上，均 在 111Hz 频率处存在明显峰值。该频率与车内噪声、振动的显著频率存在对应关系。根据已有的研究结果，111Hz 的峰 值 是高速列车 250km/h 运行时的过枕垮激励频率。
车下转向架区域的轴箱、构架和车体在垂向振动上仍在 111Hz 处存在峰值，但该频率处的振动加速度幅值明显小于冬季运行时的，各测点均比冬季降低了约20dB。这可能和低温环境下，转向架系统以及车体系统的弹性部件减振性能下降，导致轮轨激励的振动更容易向上传播有关。
高海拔地区高速铁路隧道空气动力学特性
隧道所处海拔高度的变化对隧道内压缩波及隧道出口微气压波的影响较大，随着海拔的升高，大气压的降低会导致隧道内压缩波及隧道出口微气压波的最大值及最小值呈线性降低，降低幅度分别为 70% 和 71% ，而大气压的变化对测点压力波形无影响;随着温度的降低，隧道内的压缩波及隧道出口微气压波的最大值及最小值均降低，降低幅度分别为 34% 和36% ，基本呈线性效应; 海拔高度的变化对隧道内及隧道外气动效应的影响比温度的大。
高速列车进入隧道时在隧道内会产生压缩波， 在隧道出口会产生微气压波。
1）气压变化对隧道内外压力及微气压波的影响
大气压的变化仅仅改变隧道内压缩波的大小，对压缩波的波形没影响。
随着外界大气压的降低，隧道外距离隧道出口 20 m 处的微气压波也下降。
2）温度变化对隧道内外压力及微气压波的影响
随着隧道内外温度的变化，隧道内距离隧道入口 120 m 处测点的压力及微气压波的变化曲线． 随温度的降低，隧道内产生压缩波的最大压力峰值反而增大，图 8 的微气压波也反映了这一个特性。
总结：海拔高度的影响度优于温度。
长大下坡动车组运行速度与区间追踪间隔关系的研究
高速铁路一般为双线自动闭塞或移动闭塞，允许区间内多列列车根据信号指示追踪运行。
- 动车组速度越高，追踪间隔越大。由于动车组制动性能随速度的提高而逐渐下降，因此动车组速度越高，追踪间隔越大。
- 动车组速度、坡度、区间追踪间隔的基本关系。坡度越大，追踪间隔越大。
川藏铁路为单线设计，暂不考虑追踪间隔的事情。