重载列车运行状态识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种重载列车运行状态识别方法及装置。所述方法包括：获取列车在轨道上运行时所述轨道的振动信息；根据所述振动信息，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的运行信号图；根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的运行状态信息。通过本发明专利技术的技术方案，可自动识别列车的运行状态信息，从而对列车的长度、位置、行驶方向、行驶速度和载重等信息进行准确识别。

Method and Device for Recognition of Operation State of Heavy-haul Train

【技术实现步骤摘要】
重载列车运行状态识别方法及装置
本专利技术涉及列车
，特别涉及一种重载列车运行状态识别方法及装置。
技术介绍
目前，随着国家经济建设的发展需求，重载铁路建设将逐步转为发展重点，“货运重载”将与“客运高速”共同构成中国铁路发展两大趋势。但与此同时，重载铁路的快速发展使其在运营安全，尤其是列车运行状态监测方面面临巨大的挑战。因此，实时准确掌握重载列车当前的行驶位置、行驶方向和速度等信息对于重载铁路运行安全至关重要。
技术实现思路
本专利技术提供一种重载列车运行状态识别方法，包括：获取列车在轨道上运行时所述轨道的振动信息；根据所述振动信息，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的运行信号图；根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的运行状态信息。在一个实施例中，所述根据所述振动信息，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的运行信号图，包括：获取所述列车在所述轨道上运行时每个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息；根据多个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息，获取所述运行信号图，其中，所述振动信息包括振幅和振动产生位置。在一个实施例中，所述根据多个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息，获取所述运行信号图，包括：将多个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息进行差值运算，获取所述多个采样周期下所述轨道上同一位置的振幅差；根据所述轨道上同一位置的振幅差，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的参考信号图；利用边缘检测方法对所述参考信号图进行边缘修正，以得到所述运行信号图。在一个实施例中，所述利用边缘检测方法对所述参考信号图进行边缘修正，以得到所述运行信号图，包括：利用所述边缘检测方法对所述参考信号图进行高斯滤波，以得到对应的平滑信号图；获取所述平滑信号图在四个预设方向上的梯度信息；根据所述梯度信息对所述平滑波纹图进行非极大值抑制，获得非极大抑制后图像；利用动态变化的双阈值，对所述非极大抑制后图像进行处理，以得到所述运行信号图。在一个实施例中，所述根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的运行状态信息，包括：根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的长度、所述列车每个采样周期在所述轨道上的位置、所述列车的行驶方向、所述列车的行驶速度和所述列车的载重。本专利技术还提供一种重载列车运行状态识别装置，包括：第一获取模块，用于获取列车在轨道上运行时所述轨道的振动信息；第二获取模块，用于根据所述振动信息，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的运行信号图；识别模块，用于根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的运行状态信息。在一个实施例中，所述第二获取模块包括：第一获取子模块，用于获取所述列车在所述轨道上运行时每个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息；第二获取子模块，用于根据多个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息，获取所述运行信号图，其中，所述振动信息包括振幅和振动产生位置。在一个实施例中，所述第二获取子模块包括：第一获取单元，用于将多个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息进行差值运算，获取所述多个采样周期下所述轨道上同一位置的振幅差；第二获取单元，用于根据所述轨道上同一位置的振幅差，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的参考信号图；修正单元，用于利用边缘检测方法对所述参考信号图进行边缘修正，以得到所述运行信号图。在一个实施例中，所述修正单元包括：滤波子单元，用于利用所述边缘检测方法对所述参考信号图进行高斯滤波，以得到对应的平滑信号图；获取子单元，用于获取所述平滑信号图在四个预设方向上的梯度信息；第一处理子单元，用于根据所述梯度信息对所述平滑波纹图进行非极大值抑制，获得非极大抑制后图像；第二处理子单元，用于利用动态变化的双阈值，对所述非极大抑制后图像进行处理，以得到所述运行信号图。在一个实施例中，所述识别模块包括：识别子模块，用于根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的长度、所述列车每个采样周期在所述轨道上的位置、所述列车的行驶方向、所述列车的行驶速度和所述列车的载重中的至少一项。本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在获取到列车在轨道上运行时轨道的振动信息后，可根据该振动信息，获取列车的运行信号图，进而根据该运行信号图和/或振动信息，自动识别列车的运行状态信息，从而对列车的长度、位置、行驶方向、行驶速度和载重等至少一项信息进行实时准确识别。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据一示例性实施例示出的一种重载列车运行状态识别方法的流程图。图2是根据一示例性实施例示出的另一种重载列车运行状态识别方法的流程图。图3A是根据列车在2018-05-05-10-56时刻轨道上不同位置的振幅差获得的参考信号图的截图。图3B是在图3A的基础上利用传统的Canny边缘检测方法获得的运行信号图的截图。图3C是在图3A的基础上利用本专利技术的Canny边缘检测方法获得的运行信号图的截图。图3D是相关技术中的Canny边缘检测方法的流程图。图3E是x轴方向的梯度模板的示意图。图3F是y轴方向的梯度模板的示意图。图3G是45°方向的梯度模板的示意图。图3H是135°方向的梯度模板的示意图。图4是根据一示例性实施例示出的一种重载列车运行状态识别装置的框图。图5是根据一示例性实施例示出的另一种重载列车运行状态识别装置的框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种重载列车运行状态识别方法，该方法适用于列车信息识别程序、系统或装置中，其执行主体为终端或者服务器，如图1所示，该方法包括步骤S101至步骤S103，其中：在步骤S101中，获取列车在轨道上运行时轨道的振动信息。轨道可以是钢轨或铁轨；在获取振动信息时，可利用轨道两旁的备用通信光缆作为光纤传感器，与通信机房的光信号处理设备共同构成分布式光纤振动监测(DAS)系统，对列车运行时钢轨振动产生的振动进行不间断的周期性采样。列车可以为重载列车。在步骤S102中，根据振动信息，获取列车在轨道上运行时产生的运行信号图。运行信号图是轨道位置与时间的关系图，而该图中每个像素点的像素值与振动信息相对应，每个采样周期下每个轨道位置对应的振动信息不同，该运行信号图中该轨道位置像素值也就不同。在步骤S103中，根据运行信号图和/或振动信息，识别列车的运行状态信息。在获取到列车在轨道上运行时轨道的振动信息后，可根据该振动信息，获取列车的运行信号图，进而根据该运行信号图和/或振动信息，自动识别列车的运行状态信息，从而对列车的长度、位置、行驶方向、行驶速度和载重等至少一项信息进行实时准确识别。如图2所示，在一个实施例中，上述图1中的步骤S102，即根据振动信息，获取列车在轨道上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重载列车运行状态识别方法，其特征在于，包括：获取列车在轨道上运行时所述轨道的振动信息；根据所述振动信息，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的运行信号图；根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的运行状态信息。

【技术特征摘要】
1.一种重载列车运行状态识别方法，其特征在于，包括：获取列车在轨道上运行时所述轨道的振动信息；根据所述振动信息，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的运行信号图；根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的运行状态信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述振动信息，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的运行信号图，包括：获取所述列车在所述轨道上运行时每个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息；根据多个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息，获取所述运行信号图，其中，所述振动信息包括振幅和振动产生位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据多个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息，获取所述运行信号图，包括：将多个采样周期采集到的所述轨道的多个振动信息进行差值运算，获取所述多个采样周期下所述轨道上同一位置的振幅差；根据所述轨道上同一位置的振幅差，获取所述列车在所述轨道上运行时产生的参考信号图；利用边缘检测方法对所述参考信号图进行边缘修正，以得到所述运行信号图。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用边缘检测方法对所述参考信号图进行边缘修正，以得到所述运行信号图，包括：利用所述边缘检测方法对所述参考信号图进行高斯滤波，以得到对应的平滑信号图；获取所述平滑信号图在四个预设方向上的梯度信息；根据所述梯度信息对所述平滑波纹图进行非极大值抑制，获得非极大抑制后图像；利用动态变化的双阈值，对所述非极大抑制后图像进行处理，以得到所述运行信号图。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的运行状态信息，包括：根据所述运行信号图和/或所述振动信息，识别所述列车的长度、所述列车每个采样周期在所述轨道上的位置、所述列车的行驶方向、所述列车的行驶速度和所述列车的载重。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峰，孟鹤，张杰，王舒伦，范家铭，渠涧涛，
申请(专利权)人：北京交通大学，北京中北通信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11