轨道状态测量方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轨道状态测量方法、系统及装置，该方法包括：获取轨检车检测目标轨道的目标轨道的轨道状态数据和轨检车在目标轨道的车体振动加速度；基于预先建立的车体传递函数库，根据轨道状态数据确定目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量；将轨检车的车体振动加速度分解为低频分量、中频分量和高频分量，并根据车体振动加速度低频分量、高频分量和多个预测车体振动加速度中频分量，确定目标轨道对应的多组预测车体振动加速度；进而根据多组预测车体振动加速度，确定目标轨道的轨道状态。本发明专利技术能够消除车体本身振动加速度传递特性，克服由于车体本身振动加速度传递特性不同而导致轨道状态评价结果不同的问题。

Track State Measurement Method, System and Device

【技术实现步骤摘要】
轨道状态测量方法、系统及装置
本专利技术涉及轨道检测领域，尤其涉及一种轨道状态测量方法、系统及装置。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。随着铁路的高速发展，车辆的运行速度越来越高，良好的轨道平顺状态是车辆平稳安全运行的前提。轨道状态不良的区段，轮轨相互作用明显加强。而剧烈的轮轨接触不但会造成环境噪声污染，还会引起车辆或轨道部件结构损伤，从而降低其使用寿命，增加工务系统维护管理成本，严重时会导致安全隐患。由于轨道不平顺会引起轨道上列车车体产生横向、垂向等方向上的振动，影响列车运行的平稳性和乘坐舒适性。研究表明，轨道不平顺是列车产生振动的主要激励源，因而，为了保证车辆安全平稳的运行，世界各国铁路部门制定严格的轨道不平顺控制管理值以确保轨道处于良好的服役状态，采用轨道检查车(简称“轨检车”)直接获得轨道状态数据。轨道检查车是专门用来检测轨道不平顺状态的大型装备，是指导轨道线路养护维修的重要检测手段，铁路部门可以根据轨道检查车的检测数据记录，查找轨道平顺状态不良的区段，编制维修作业计划消除轨道病害。相对于利用轨道检查车获得的轨道不平顺数据间接获得车辆振动情况，现有技术中采用的另一种轨道检测方式是在轨道检查车上安装车体振动加速度测试装置，以直接测量轨道检查车特定部位的振动情况，进而根据车体振动状态确定轨道不平顺状态。由于这种检测方式具有结构简单、操作容易、易于安装使用、方便维护等优点，利用车体加速度作为辅助轨道测试手段已在线路上得到普遍使用，例如，工务系统使用的便携式添乘仪可以测试所添乘车辆的振动状态，定位车辆剧烈振动的轨道区段。但事实上，车辆的车体振动不但与轨道不平顺状态有关，还与车辆本身传递特性有关，即车辆的振动不仅受到轨道平顺波长、幅值、复合类型等的影响，还受到车辆自身应用状态影响。假设轨道状态XT作为输入，车辆振动YV作为输出，则两者之间的关系式可表示为：YV＝H×XT(1)其中，H表示车体加速度传递特性，与车辆型号、车辆应用状态等有关。由公式(1)可以看出，由于车辆传递特性H不同，相同的轨道状态XT对应的车辆振动输出YV不同。由于车体加速度是衡量车体振动剧烈程度的量度(与车载加速度装置安装位置、车辆运行速度、轨道状态等因素相关)，因而，利用不同车载加速度装置输出车体振动加速度，评价轨道状态得到的结果不尽相同，这与不同车辆经过相同轨道区段时出现部分车辆或者部分车体振动剧烈的现象相吻合，甚至在相同的轨道状态下，不同车辆上的车体加速度装置所输出的车体加速度还会出现测试结果截然相反的情况。另外，由于轨检车通常不是状态最差的车辆，通过安装在轨检车上的车载加速度输出装置输出的车体加速度评价轨道状态，很难检测出那些状态较差的运营车辆极易引起车体剧烈振动的不良轨道区段。由此，现有技术中急需一种能够消除车体加速度传递特性影响，进而根据直接测量得到的车体加速度来准确评价轨道状态的方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种轨道状态测量方法，用以解决现有技术利用轨检车的车体振动加速度评价轨道状态，由于不同轨检车车体振动加速度传递特性不同导致不同轨检车对同一种轨道状态的评价结果不同的技术问题，该方法包括：获取轨检车检测目标轨道的测量数据，其中，测量数据包括：目标轨道的轨道状态数据和轨检车在目标轨道的车体振动加速度；基于预先建立的车体传递函数库，根据目标轨道的轨道状态数据确定目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，其中，车体传递函数库包含多个传递函数，各个传递函数用于表征不同轨检车的车体振动加速度传递特性；将轨检车在目标轨道的车体振动加速度分解为低频分量、中频分量和高频分量，并根据轨检车在目标轨道的车体振动加速度低频分量、高频分量和目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，确定目标轨道对应的多组预测车体振动加速度；根据目标轨道对应的多组预测车体振动加速度，确定目标轨道的轨道状态。本专利技术实施例还提供一种轨道状态测量装置，用以解决现有技术利用轨检车的车体振动加速度评价轨道状态，由于不同轨检车车体振动加速度传递特性不同导致不同轨检车对同一种轨道状态的评价结果不同的技术问题，该装置包括：轨检车，用于检测目标轨道以获取目标轨道的轨道状态数据；车体振动加速度测试装置，安装于轨检车上，用于采集轨检车在目标轨道的车体振动加速度；计算设备，与轨检车和车体振动加速度测试装置分别通信，用于基于预先建立的车体传递函数库，根据目标轨道的轨道状态数据确定目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，以及将轨检车在目标轨道的车体振动加速度分解为低频分量、中频分量和高频分量，并根据轨检车在目标轨道的车体振动加速度低频分量、高频分量和目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，确定目标轨道对应的多组预测车体振动加速度，进而根据目标轨道对应的多组预测车体振动加速度，确定目标轨道的轨道状态；其中，车体传递函数库包含多个传递函数，各个传递函数用于表征不同轨检车的车体振动加速度传递特性。本专利技术实施例还提供一种轨道状态测量装置，用以解决现有技术利用轨检车的车体振动加速度评价轨道状态，由于不同轨检车车体振动加速度传递特性不同导致不同轨检车对同一种轨道状态的评价结果不同的技术问题，该装置包括：测量数据获取模块，用于获取轨检车检测目标轨道的测量数据，其中，测量数据包括：目标轨道的轨道状态数据和轨检车在目标轨道的车体振动加速度；车体振动加速度预测模块，用于基于预先建立的车体传递函数库，根据目标轨道的轨道状态数据确定目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，其中，车体传递函数库包含多个传递函数，各个传递函数用于表征不同轨检车的车体振动加速度传递特性；车体振动加速度修正模块，用于将轨检车在目标轨道的车体振动加速度分解为低频分量、中频分量和高频分量，并根据轨检车在目标轨道的车体振动加速度低频分量、高频分量和目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，确定目标轨道对应的多组预测车体振动加速度；轨道状态确定模块，用于根据目标轨道对应的多组预测车体振动加速度，确定目标轨道的轨道状态。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，用以解决现有技术利用轨检车的车体振动加速度评价轨道状态，由于不同轨检车车体振动加速度传递特性不同导致不同轨检车对同一种轨道状态的评价结果不同的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述轨道状态测量方法。本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，用以解决现有技术利用轨检车的车体振动加速度评价轨道状态，由于不同轨检车车体振动加速度传递特性不同导致不同轨检车对同一种轨道状态的评价结果不同的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述轨道状态测量方法的计算机程序。本专利技术实施例中，通过建立不同车体加速度传递特性的车体传递函数库，在获取到某一轨检车检测目标轨道的轨道状态数据，可以基于该车体传递函数库中包含的各个传递函数，预测不同轨检车对应该轨道状态数据的车体振动加速度，进而根据预测的不同轨检车的车体振动加速度，确定轨道状态。通过本专利技术实施例，能够消除车体本身振动加速度传递特性，进而通过测量轨检车车体振动加速度来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道状态测量方法，其特征在于，包括：获取轨检车检测目标轨道的测量数据，其中，所述测量数据包括：所述目标轨道的轨道状态数据和所述轨检车在所述目标轨道的车体振动加速度；基于预先建立的车体传递函数库，根据所述目标轨道的轨道状态数据确定所述目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，其中，所述车体传递函数库包含多个传递函数，各个传递函数用于表征不同轨检车的车体振动加速度传递特性；将所述轨检车在所述目标轨道的车体振动加速度分解为低频分量、中频分量和高频分量，并根据所述轨检车在所述目标轨道的车体振动加速度低频分量、高频分量和所述目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，确定所述目标轨道对应的多组预测车体振动加速度；根据所述目标轨道对应的多组预测车体振动加速度，确定所述目标轨道的轨道状态。

【技术特征摘要】
1.一种轨道状态测量方法，其特征在于，包括：获取轨检车检测目标轨道的测量数据，其中，所述测量数据包括：所述目标轨道的轨道状态数据和所述轨检车在所述目标轨道的车体振动加速度；基于预先建立的车体传递函数库，根据所述目标轨道的轨道状态数据确定所述目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，其中，所述车体传递函数库包含多个传递函数，各个传递函数用于表征不同轨检车的车体振动加速度传递特性；将所述轨检车在所述目标轨道的车体振动加速度分解为低频分量、中频分量和高频分量，并根据所述轨检车在所述目标轨道的车体振动加速度低频分量、高频分量和所述目标轨道对应的多个预测车体振动加速度中频分量，确定所述目标轨道对应的多组预测车体振动加速度；根据所述目标轨道对应的多组预测车体振动加速度，确定所述目标轨道的轨道状态。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标轨道对应的多组预测车体振动加速度，确定所述目标轨道的轨道状态，包括：根据所述目标轨道的多组预测车体振动加速度，提取每组预测车体振动加速度的峰值；根据每组预测车体振动加速度的峰值，确定所述目标轨道的轨道状态。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标轨道对应的多组预测车体振动加速度，确定所述目标轨道的轨道状态，包括：根据所述目标轨道的多组预测车体振动加速度，计算运行平稳性指标；根据所述运行平稳性指标，确定所述目标轨道的轨道状态。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过如下公式根据所述目标轨道的多组预测车体振动加速度，计算运行平稳性指标：其中，W表示运行平稳性指标；A表示车体振动加速度；f表示车体振动频率；F(f)表示频率修正系数。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取训练样本数据，其中，所述训练样本数据包括不同轨检车检测目标轨道得到的轨道状态数据和车体振动加速度；对所述训练样本数据进行机器学习，构建多个传递函数；根据所述多个传递函数，建立所述车体传递函数库。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在根据所述多个传递函数，建立所述车体传递函数库之前，所述方法还包括：获取测试样本数据，其中，所述测试样本数据包括不同轨检车检测目标轨道得到的轨道状态数据和车体振动加速度；利用所述测试样本数据，对各个传递函数进行验证，其中，验证通过的...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛留斌，杨飞，孙善超，刘金朝，尤明熙，张煜，赵文博，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京铁科英迈技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11