铁路运输作为当前重要的运输方式,在国民经济的发展中扮演着重要角色。轨道不平顺影响着列车行驶的平稳性与安全性,而轨道短波不平顺作为轨道不平顺的一种,是引起行车振动、轮轨冲击、滚动噪声的主要因素,严重影响着乘车的舒适性、钢轨的使用寿命以及行车安全性。但目前国内外对于短波不平顺的测量存在着手段落后、方法陈旧、设备缺乏等问题。本文首先分析了当前国内外轨道短波不平顺的研究现状,提出了基于惯性位移法的轨道短波不平顺测量方案,完成了机械装置和电子电路的硬件设计,并根据振动信号处理理论设计了一套将加速度转换到位移的处理方法,建立了机械动力学模型,对影响测量系统精度的关键参数进行了理论分析,确定了轨道短波不平顺波长、幅值、采样频率、测量起始位置、小车推行速度等对系统的影响规律,根据短波不平顺原理设计了一套基于偏心激振机构的实验台架,并通过大量实验获得了环境噪声、采样频率、推行速度对于本测量系统的影响,对轨道短波不平顺波长、幅值、采样频率、测量的起始位置、小车推行速度等对系统的影响规律进行了验证。结果表明:(1)环境噪声经数据处理后会对测量结果产生0.002~0.004mm左右的偏差,满足测量系统误差的要求。(2)在其它参数满足测量精度要求且为定值的情况下,采样频率在2000Hz~6000Hz之间测量值与理论值之间偏差较小,即具有很好的测量精度。当采样频率小于2000Hz或大于6000Hz时测量值与理论值之间的偏差较大。(3)由于不平顺引起的振动频率为小车推行速度与不平顺的波长的比值,故在波长为定值时,小车推行速度越小,测量值与理论值偏差越大。(4)在正常步行范围内,小车推行速度越大,测量值越精确。在对实验所得数据的误差分析的基础上,得出本测量系统在人推行小车检测时可测得最大的波长约为1.3m,精度约为0.07mm,适合工程应用。