轨道道岔板离缝病害识别方法及终端设备技术

本发明专利技术适用于道岔板检测技术领域，提供了一种轨道道岔板离缝病害识别方法及终端设备。所述方法包括：获取待测轨道道岔板的弹性波回波信号；将弹性波回波信号分解到不同的频带；获取分解的不同的频带中目标频带的峰值；根据预存的病害峰值和峰值判断待测轨道道岔板是否存在离缝病害；若待测轨道道岔板存在病害，则获取分解的不同的频带的能量值，根据能量值计算不同的频带的能量百分比；根据不同的频带的能量百分比确定目标频带的低频反射系数，并根据低频反射系数确定待测轨道道岔板的离缝病害的严重程度。采用上述方案后，有效提高了检测精度，降低了漏检率和误检率，保障了铁路的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
轨道道岔板离缝病害识别方法及终端设备
本专利技术属于道岔板检测
，尤其涉及一种轨道道岔板离缝病害识别方法及终端设备。
技术介绍
高速铁路岔区无砟轨道为层状结构，其中道岔板受列车荷载冲击作用、温度梯度作用和水的侵害等影响，易产生层间离缝、脱空等病害，这些病害如果不能及时识别和处理，在运营中受到高速列车冲击、振动荷载的作用，将会引起结构受力状态的劣化，严重影响列车的行车安全。目前，对于道岔板离缝病害的检测手段是采用冲击回波的方法，通过敲击轨道板表面，产生向下传播的P波，并利用P波在不同波阻抗界面发生反射、透射，再通过传感器接收反射波，P波在缺陷表面的反射将在振幅谱的高频部分产生一个或多个显著的特征频率峰，振幅谱中结构厚度频率向低频部分漂移，是传统冲击回波法中识别缺陷的主要依据，由于多次反射，有明显的波形叠加现象，容易造成误检漏检，影响铁路的安全运行。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种轨道道岔板离缝病害识别方法及终端设备，以解决现有技术中由于多次反射，有明显的波形叠加现象，容易造成误检漏检，影响铁路的安全运行的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种轨道道岔板离缝病害识别方法，包括：获取待测轨道道岔板的弹性波回波信号；将所述弹性波回波信号分解到不同的频带；获取分解的不同的频带中目标频带的峰值；根据预存的病害峰值和所述峰值判断所述待测轨道道岔板是否存在离缝病害；若所述待测轨道道岔板存在病害，则获取分解的不同的频带的能量值，根据所述能量值计算不同的频带的能量百分比；根据不同的频带的能量百分比确定所述目标频带的低频反射系数，并根据所述低频反射系数确定所述待测轨道道岔板的离缝病害的严重程度。作为进一步的技术方案，所述方法还包括：根据小波分析方法对所述弹性波回波信号进行小波分解，得到小波分解系数；根据提升小波反变换对所述小波分解系数进行重构得到去噪后的弹性波回波信号。作为进一步的技术方案，所述方法还包括：根据表达式确定共振频率f，其中，D表示待测轨道道岔板构件厚度，c表示所述弹性波回波信号的波速；根据所述共振频率f确定频谱范围；根据所述频谱范围对所述弹性波回波信号进行过滤。作为进一步的技术方案，所述根据不同的频带的能量百分比确定所述目标频带的低频反射系数，并根据所述低频反射系数确定所述待测轨道的离缝病害的严重程度包括：根据表达式确定所述目标频带的低频反射系数，其中，E51表示所述目标频带的能量百分比，E5i表示不同的频带的能量百分比，i＝0,1,2,…n，n表示频带个数；根据低频反射系数与离缝病害的严重程度的对应关系，确定所述目标频带的低频反射系数对应的待测轨道的离缝病害的严重程度。作为进一步的技术方案，所述小波分析为db4小波分析。本专利技术实施例的第二方面提供了一种轨道道岔板离缝病害识别装置，包括：弹性波回波信号获取模块，用于获取待测轨道道岔板的弹性波回波信号；弹性波回波信号分解模块，用于将所述弹性波回波信号分解到不同的频带；目标频带峰值获取模块，用于获取分解的不同的频带中目标频带的峰值；离缝病害判断模块，用于根据预存的病害峰值和所述峰值判断所述待测轨道道岔板是否存在离缝病害；能量百分比计算模块，用于若所述待测轨道道岔板存在病害，则获取分解的不同的频带的能量值，根据所述能量值计算不同的频带的能量百分比；严重程度确定模块，用于根据不同的频带的能量百分比确定所述目标频带的低频反射系数，并根据所述低频反射系数确定所述待测轨道道岔板的离缝病害的严重程度。作为进一步的技术方案，所述装置还包括：小波分解系数确定模块，用于根据小波分析方法对所述弹性波回波信号进行小波分解，得到小波分解系数；回波信号重构模块，用于根据提升小波反变换对所述小波分解系数进行重构得到去噪后的弹性波回波信号。作为进一步的技术方案，所述装置还包括：共振频率确定模块，用于根据表达式确定共振频率f，其中，D表示待测轨道道岔板构件厚度，c表示所述弹性波回波信号的波速；频谱范围确定模块，用于根据所述共振频率f确定频谱范围；回波信号过滤模块，用于根据所述频谱范围对所述弹性波回波信号进行过滤。本专利技术实施例的第三方面提供了一种轨道道岔板离缝病害识别终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的方法。本专利技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的方法。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：采用上述方案后，基于频带能量识别不同频带范围的回波信号，用于高速铁路待测轨道道岔板离缝病害无损检测，解决了传统冲击回波法测试过程中因浅层缺陷处反射波叠加引起的特征频率峰不易识别的问题，实现弹性波特定频带弱回波信号的增强和缺陷识别的定量化，实现了弹性波特定频带弱回波信号的增强，有效提高了检测精度，降低了漏检率和误检率，保障了铁路的安全稳定运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种轨道道岔板离缝病害识别方法的步骤流程图；图2是本专利技术实施例提供的一种轨道道岔板离缝病害识别装置的结构示意图；图3是本专利技术另一实施例提供的一种轨道道岔板离缝病害识别装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种轨道道岔板离缝病害识别终端设备的示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种轨道道岔板离缝病害识别方法的步骤流程图，包括：步骤S101，获取待测轨道道岔板的弹性波回波信号。具体的，利用扫描式冲击回波(ImpactEchoScanner，IES)测试系统进行对待测轨道道岔板现场检测，提取待测轨道道岔板的弹性波回波信号。步骤S102，将所述弹性波回波信号分解到不同的频带。具体的，利用小波分析方法，将弹性波回波信号无冗余、无疏漏地分解到不同频带，在功率谱中确定待测轨道道岔板底部回波和支承层底部回波的特征频带，提取频带内所包含的频率信息，就可以准确地确定含离缝病害信号的功率谱特征。步骤S103，获取分解的不同的频带中目标频带的峰值。具体的，不同频带的功率值不同，特定的频带反应了弹性波在待测轨道道岔板的支承层底面反射的强弱，将该特定的频带设置为目标频带；目标频带以外的其他频带反应了弹性波在待测轨道道岔板的道岔板底面反射的强弱。步骤S104，根据预存的病害峰值和所述峰值判断所述待测轨道道岔板是否存在离缝病害。具体的，目标频带的功率谱中，峰值越高，说明待测轨道道岔板结构内部致密，大部分弹性波穿过待测轨道道岔板继续向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道道岔板离缝病害识别方法，其特征在于，包括：获取待测轨道道岔板的弹性波回波信号；将所述弹性波回波信号分解到不同的频带；获取分解的不同的频带中目标频带的峰值；根据预存的病害峰值和所述峰值判断所述待测轨道道岔板是否存在离缝病害；若所述待测轨道道岔板存在病害，则获取分解的不同的频带的能量值，根据所述能量值计算不同的频带的能量百分比；根据不同的频带的能量百分比确定所述目标频带的低频反射系数，并根据所述低频反射系数确定所述待测轨道道岔板的离缝病害的严重程度。

【技术特征摘要】
1.一种轨道道岔板离缝病害识别方法，其特征在于，包括：获取待测轨道道岔板的弹性波回波信号；将所述弹性波回波信号分解到不同的频带；获取分解的不同的频带中目标频带的峰值；根据预存的病害峰值和所述峰值判断所述待测轨道道岔板是否存在离缝病害；若所述待测轨道道岔板存在病害，则获取分解的不同的频带的能量值，根据所述能量值计算不同的频带的能量百分比；根据不同的频带的能量百分比确定所述目标频带的低频反射系数，并根据所述低频反射系数确定所述待测轨道道岔板的离缝病害的严重程度。2.如权利要求1所述的轨道道岔板离缝病害识别方法，其特征在于，还包括：根据小波分析方法对所述弹性波回波信号进行小波分解，得到小波分解系数；根据提升小波反变换对所述小波分解系数进行重构得到去噪后的弹性波回波信号。3.如权利要求1所述的轨道道岔板离缝病害识别方法，其特征在于，还包括：根据表达式确定共振频率f，其中，D表示待测轨道道岔板构件厚度，c表示所述弹性波回波信号的波速；根据所述共振频率f确定频谱范围；根据所述频谱范围对所述弹性波回波信号进行过滤。4.如权利要求1所述的轨道道岔板离缝病害识别方法，其特征在于，所述根据不同的频带的能量百分比确定所述目标频带的低频反射系数，并根据所述低频反射系数确定所述待测轨道的离缝病害的严重程度包括：根据表达式确定所述目标频带的低频反射系数，其中，E51表示所述目标频带的能量百分比，E5i表示不同的频带的能量百分比，i＝0,1,2,…n，n表示频带个数；根据低频反射系数与离缝病害的严重程度的对应关系，确定所述目标频带的低频反射系数对应的待测轨道的离缝病害的严重程度。5.如权利要求2所述的轨道道岔板离缝病害识别方法，其特征在于，所述小波分析为db4小波分析。6.一种轨道道岔板离缝病害识别装...

【专利技术属性】
技术研发人员：田秀淑，赵维刚，杨勇，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13