铁路碎石道床状态确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铁路碎石道床状态确定方法及装置，该方法包括：从获取的原始数据矩阵中提取最大信号幅值对应的目标采样点序号之后采样点的道床内部分析数据矩阵；根据雷达测试系统所取时窗与单道雷达信号采样点总数量确定相邻行间时间差；利用相邻行间时间差对道床内部分析数据矩阵每列数据沿时间轴积分，构建每个采集道的当前道床状态表征值，得到表征值序列；利用指定长度范围对表征值序列中当前道床状态表征值进行移动平均，得到目标道床状态表征值；根据预设的道床状态表征值与道床脏污率的相关关系，确定目标道床状态表征值对应的当前道床脏污率。本发明专利技术利用表征值确定道床状态具有计算效率高、敏感性强的优势。敏感性强的优势。敏感性强的优势。

【技术实现步骤摘要】
铁路碎石道床状态确定方法及装置


[0001]本专利技术涉及铁路基础设施检测
，尤其涉及一种铁路碎石道床状态确定方法及装置。

技术介绍

[0002]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。
[0003]有砟轨道是我国普速铁路和时速200～250km高速铁路最主要的轨道结构形式，碎石道床是有砟轨道结构的基本组成部分。随着服役时间增加，碎石道床状态将逐步劣化，常见问题主要表现为道床脏污、翻浆冒泥等形式，进而影响道床弹性和排水性能、诱发轨道不平顺，导致列车运行品质下降。为恢复道床状态，需适时开展清筛，按照我国线路修理规则，道床清筛周期主要由线路通行总量进行控制。引入道床脏污率可提高道床精准修理水平，传统道床脏污率主要通过现场挖验取样进行质量筛分确定，该方式天窗占用时间长、效率低，难以普遍开展，有限挖验点位的数据难以全面反映路网层级整体道床状态，导致我国铁路碎石道床修理仍停留在“周期修”的局面，伴随铁路基础设施规模进一步扩大和道砟资源将日趋紧张，如何制定碎石道床修理计划本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路碎石道床状态确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取雷达测试系统采集的道床反射电磁波信号幅值的原始数据矩阵；确定原始数据矩阵中最大信号幅值对应的目标采样点序号；从原始数据矩阵中提取目标采样点序号之后采样点的原始数据，构成道床内部分析数据矩阵；根据雷达测试系统所取时窗与单道雷达信号采样点总数量确定相邻行间时间差；利用相邻行间时间差对道床内部分析数据矩阵每列数据沿时间轴进行积分，构建每个采集道的当前道床状态表征值，所有采集道的当前道床状态表征值构成表征值序列；利用指定长度范围对表征值序列中当前道床状态表征值进行移动平均，得到目标道床状态表征值；根据预设的道床状态表征值与道床脏污率的相关关系，确定目标道床状态表征值对应的当前道床脏污率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据雷达测试系统所取时窗与单道雷达信号采样点总数量确定相邻行间时间差，包括：根据Δt＝T/(n
‑
1)计算相邻行间时间差Δt；其中，T为雷达测试系统所取时窗；n为单道雷达信号采样点总数量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用相邻行间时间差对道床内部分析数据矩阵每列数据沿时间轴进行积分，构建每个采集道的当前道床状态表征值，所有采集道的当前道床状态表征值构成表征值序列，包括：针对道床内部分析数据矩阵每列数据的每一行，计算该行原始数据的绝对值与相邻行间时间差的乘积；将该列所有行的乘积之和确定为该列对应采集道的当前道床状态表征值；按照采集道在采集原始数据时的先后顺序，将采集道的当前道床状态表征值进行排序，得到由所有采集道的当前道床状态表征值构成的表征值序列。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷达测试系统包括主控单元，以及与主控单元分别连接的距离编码器、天线、显示及记录终端和定位终端；其中，主控单元，用于设置采集参数，并控制天线采集道床反射电磁波信号，确定道床反射电磁波信号幅值，所述采集参数包括雷达测试系统所取时窗、单道雷达信号采样点总数量、采样点模式及相邻采集道间距；定位终端，用于提供参考坐标，记录信号采集过程中的行进轨迹，并与距离编码器记录的铁路线路里程进行校核；距离编码器，用于记录铁路线路里程，并在铁路线路里程校核准确后，触发主控单元控制天线采集道床反射电磁波信号；天线，用于采集道床反射电磁波信号；显示及记录终端，用于同步显示道床反射电磁波信号幅值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，雷达测试系统所取时窗设置大于等于15ns，且小于等于25ns；采样点模式设置为支持512和1024两种模式；相邻采集道间距设置大于等于5cm，且小于等于20cm。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述天线为2GHz高频空耦型天线，天线底
面距离轨顶高度为190mm，数量为3个，其中一个天线位于铁路线路中心正上方，极化方向平行于铁路轨枕；另外两个天线分布在铁路线路中心正上方天线的两侧，位于铁路车辆限界的指定距离内，极化方向垂直于铁路轨枕。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始数据矩阵由n行m列原始数据组成，其中，n为雷达测试系统单道雷达信号采样点总数量，m为本次测试采集总道数；从原始数据矩阵中提取目标采样点序号之后采样点的原始数据，构成道床内部分析数据矩阵，包括：提取第a+1行至第n行的全部原始数据，构成道床内部分析数据矩阵，其中，a表示原始数据矩阵中最大信号幅值对应的目标采样点序号，所构成的道床内部分析数据矩阵由l行m列原始数据组成，l＝n
‑
a。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取从不同状态道床的每个采集道采集的道床反射电磁波信号幅值的参考原始数据矩阵和实际脏污率；根据参考原始数据矩阵确定不同道床状态的采集道的参考道床状态表征值，构成参考表征值序列；利用所述指定长度范围对参考表征值序列进行移动平均，得到参考目标道床状态表征值；对参考目标道床状态表征值和相应实际脏污率进行回归分析，确定道床状态表征值与道床脏污率的相关关系。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用指定长度范围对当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛道安，许永贤，王石磊，齐法琳，杨飞，彭湛，曲建军，李连东，赵文博，
申请(专利权)人：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：