一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法及其装置，该识别方法包括以下步骤：以剪应力法采集轮轨垂向力信号；对所采集的轮轨垂向力信号进行集合经验模态EEMD分解，从而获取集总的本征模函数IMF分量；计算包含车轮多边形病害特征信息的本征模函数IMF的边际谱；根据获取的本征模函数IMF的边际谱，获得伤损特性频率f，并根据预设的判定准则，来识别车轮是否出现多边形以及多边形类型。其优点是:可对经过该监测路段的车辆进行实时监测和伤损评判，具有快速、精准的特点；EEMD方法能够很好的处理时变的轮轨垂向力信号，并通过计算分解后信号的边际谱，从而获取车轮发生多边形病害后的轮轨垂向力伤损特性频率。

A method and device for polygon recognition of wheel based on wheel rail vertical force

The invention discloses a wheel polygon recognition method based on vertical wheel / rail force and to the device, the identification method includes the following steps: Taking the shear force to the signal acquisition method of vertical wheel / rail; the vertical wheel / rail force signals were collected to the ensemble empirical mode decomposition EEMD, to obtain the total set of intrinsic mode functions IMF component; calculation of marginal spectrum contains information of polygonal wheel disease characteristics intrinsic mode function IMF; according to the marginal spectrum of intrinsic mode function IMF, obtain the damage characteristics of frequency f, and according to the preset criteria, to identify whether the wheel is a polygon and polygon type. Its advantages are: through the monitoring of road vehicles for real-time monitoring and damage assessment, with the rapid and precise characteristics; EEMD method can deal well to time-varying vertical wheel / rail force signal, and through the marginal spectrum decomposition signal, in order to obtain the vertical wheel / rail wheel to the occurrence of diseases of polygon damage force frequency characteristic.

【技术实现步骤摘要】
一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法及其装置
本专利技术属于铁路安全监测
，具体涉及一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法及其装置。
技术介绍
近十几年来高速铁路和城市轨道交通由于其大运量、节能和环保等优势得到了快速的发展，根据铁路“十三五发展规划”，在十三五期间依然是铁路建设发展的高峰期，将建成以“八纵八横”通道为主干、城际铁路为补充的高速铁路网。同时城市轨道交通在建和运营城市数目翻倍，里程增加一半左右。但随着我国铁路运营时间的增加，出现了各种各样的影响乘客舒适性和危及行车安全的病害，这严重制约着我国铁路事业的进一步发展和走出去战略的实施。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法及其装置，该识别方法及其装置通过在钢轨上设置电阻应变片将所获得的钢轨应变信号进行转换、分解计算从而获取伤损特性频率f，从而可根据预设的判定准则，来快速精准的识别车轮是否出现多边形以及多边形的类型。本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法，其特征在于所述识别方法包括以下步骤：（1）以剪应力法采集轮轨垂向力信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法，其特征在于所述识别方法包括以下步骤：（1）以剪应力法采集轮轨垂向力信号；（2）对所采集的所述轮轨垂向力信号进行集合经验模态EEMD分解，从而获取集总的本征模函数IMF分量；（3）计算所述步骤（2）中包含车轮多边形病害特征信息的本征模函数IMF的边际谱；（4）根据所述步骤（3）中获取的本征模函数IMF的边际谱，获得伤损特性频率f，并根据预设的判定准则，来识别车轮是否出现多边形以及多边形类型。

【技术特征摘要】
1.一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法，其特征在于所述识别方法包括以下步骤：（1）以剪应力法采集轮轨垂向力信号；（2）对所采集的所述轮轨垂向力信号进行集合经验模态EEMD分解，从而获取集总的本征模函数IMF分量；（3）计算所述步骤（2）中包含车轮多边形病害特征信息的本征模函数IMF的边际谱；（4）根据所述步骤（3）中获取的本征模函数IMF的边际谱，获得伤损特性频率f，并根据预设的判定准则，来识别车轮是否出现多边形以及多边形类型。2.根据权利要求1所述的一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法，其特征在于所述步骤（1）中，在不少于5组的相邻轨枕之间的跨中位置处，于钢轨轨腰部位粘贴电阻应变片，各所述电阻应变片采集所述钢轨的应变信号并转换为所述轮轨垂向力信号。3.根据权利要求2所述的一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法，其特征在于将所述钢轨的应变信号转换为所述轮轨垂向力信号的计算方法为：P=|Qr|+QlQr=Ql=(Jb/S)ττ=Gε式中：P为所述轮轨垂向力；Qr以及Ql为剪力；J为所述钢轨断面对中和轴的惯性矩；b为所述中和轴处的所述钢轨断面厚度；S为剪应力计算点以外断面对中和轴的静矩；τ为所述钢轨所受到的剪应力；G为所述钢轨的剪切模量；ε为所述电阻应变片所采集到的所述钢轨剪应变。4.根据权利要求1所述的一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法，其特征在于所述步骤（2）中，所述集合经验模态EEMD分解是指将所采集的所述轮轨垂向力信号添加正态分布的高斯白噪声，再采用EMD方法将修改后的所述轮轨垂向力信号进行分解。5.根据权利要求1所述的一种基于轮轨垂向力的车轮多边形识别方法，其特征在于所述步骤（3）中，所述本征模函数IMF的边际谱计算方法为：对获取的集总的本征...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯青松，孙魁，刘庆杰，王威，黎子荣，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西,36