一直以来,轨道线路相邻两根钢轨都是以鱼尾板接头来进行连接。随着工艺水平的不断提高,无缝线路取代这种老式轨道是必然的发展趋势。钢轨轨面缺陷是引起无缝线路交通事故的重要原因,及时而有效地对缺陷钢轨进行维护能极大地减少这类事故的发生。由于钢轨表面缺陷呈随机分布、大小不一、分布不连续的特点,钢轨缺陷检测存在一定困难。为了更具体的识别轨面空间特征,本文的重点研究对象便是轨面特征中的焊接接头。钢轨焊接是无缝线路的关键技术,焊接接头的品质直接影响车辆结构的振动状态,因此通过分析这些部位的振动数据,可以对列车运营安全、道路监测及故障诊断进行指导。本文通过建立轨道车辆垂向耦合空间动力学模型以及UM车轨动力学模型,来对钢轨接头这一轨面特征进行识别研究。运用基于权重可调节的二阶盲辨识算法,实现从运动车辆的动态响应中识别出轨面状态与接头故障。论文的前期工作是采用谐波模型模拟钢轨焊接接头的不平顺,同时测量实际运营线路的焊接接头数据;利用理论模型与实测数据构造接头的不平顺样本;随后在美国六级线路轨道谱的基础上叠加焊接接头不平顺,得到存在钢轨接头的轨道随机不平顺样本,为后续的振动响应研究提供激励数据。然后根据相关动力学理论建立了车辆轨道垂向耦合动力学模型,运用显式积分法联合MATLAB软件求解出方程结果,得到加入钢轨焊接接头前后的车体、转向架及轮对的振动数据,并初步验证模型动力学性能;同理利用Universal Mechanism仿真软件建立车体轨道三维空间动力学模型,输入与MATLAB模型中相同的经过转换得到的左右钢轨垂向与横向不平顺样本,输出轴箱等振动数据并且通过不同速度下的振动加速度验证模型的正确性;最终运用基于权重可调节的二阶盲辨识算法从耦合系统输出的振动响应中分离出了加入故障后振动信号的特征,找到轨道不平顺波形中加入的钢轨接头的空间位置,并与加入的钢轨接头病害的位置相对比,验证该算法及模型的准确性。