为实现轨道交通高速度、高载荷、高密度的发展目标,保障轨道交通的行车安全,就要加强对钢轨健康状态的管理和监测。传统的钢轨检测方法主要依赖于轨检车检测,但是存在检测周期长、费用大等问题,已经不能满足当今对钢轨状态监测动态性和实时性的要求。基于运营车辆的轨道不平顺检测系统由于效率高、检测周期短、对正线运营影响小等优点,受到国内外的高度重视。然而基于运营车辆的钢轨检测方式上有一些技术问题需要解决,例如尚没有统一的钢轨超限检测标准、检测钢轨病害的研究甚少等。针对此情况,本文提出了一种基于运营车辆的轨道不平顺检测系统超限等级管理标准制定方法,研究了基于检测加速度的钢轨健康状况监测和表面病害的各种识别方法,为钢轨不平顺检测及病害识别提供了新思路。本文主要研究成果及技术手段简述如下：(1)基于运营车辆的轨道不平顺检测系统超限等级标准制定。当钢轨线路某处存在不平顺及病害时都会对经过此处的列车产生或多或少的影响。因此对于同一位置处的钢轨异常,轨检车和轨道不平顺检测系统采集到的钢轨检测信号都会存在异常成分,但是由于两种检测方式检测装置的不同导致两种检测方式衡量钢轨异常的标准存在差异。基于此原则本文对上海南站站至锦江乐园站区间内的大量钢轨检测信号分析处理并与轨检车检测到的钢轨不平顺进行比较分析,提出了基于运营车辆的轨道不平顺检测系统超限等级管理标准。并验证了标准的可用性和轨道不平顺检测系统对钢轨检测的可重复性。(2)基于转向架加速度测量的钢轨健康状态监测。本文对钢轨不平顺检测信号进行快速傅里叶变换得到其幅值谱信息。钢轨检测信号以幅值谱的形式来描述,反映了钢轨检测信号幅值在频域内的分布特征,直观的描述了检测区段影响钢轨健康状态较大的钢轨不平顺的波长组成。但是,对钢轨不平顺进行幅值谱分析还不能反映钢轨健康状态的空问分布特征,所以对钢轨检测信号的均方根及峰峰值分析显得十分必要。均方根分析确定该区段钢轨检测信号异常的极值振幅。峰峰值分析直观的表述了该段钢轨某处振动的强烈程度。均方根及峰峰值分析反映了钢轨健康状态随线路空间位置变化的特征。(3)基于转向架加速度测量的钢轨病害识别方法研究。由于钢轨病害检测信号频率构成较复杂,不同波长的钢轨病害对应不同频率的检测信号。采用小波包分解的理论对钢轨检测信号分解为不同频带的信号,选取小波包分解过程中的部分节点代表特定类型的钢轨病害特征信号,分别对各类病害信号进行幅值谱分析,找出钢轨线路存在的病害类型。对各节点的钢轨病害信号采用连续小波变换分析,确定钢轨病害的空间位置。本文主要贡献：制定了基于运营车辆的轨道不平顺检测系统的超限等级管理标准；提出了基于运营车辆转向架加速度测量的钢轨健康状态判别方法；提出了基于连续小波变换的钢轨病害识别方法等。