钢轨短波病害类型的识别方法及装置、以及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢轨短波病害类型的识别方法及装置、以及电子设备，其中该方法包括：获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号；根据所述轴箱加速度信号，计算所述钢轨不同位置的轨道冲击指数；判断所述钢轨中是否存在所述轨道冲击指数超过第一阈值的位置；若判断结果为是，则确定所述钢轨中存在短波病害；提取所述钢轨上每个连续超过所述第一阈值的位置区间中的峰值位置；根据所述峰值位置在所述钢轨中所处位置的特征，识别所述钢轨存在的短波病害类型。本发明专利技术可以准确的识别钢轨短波病害的类型，以解决相关技术中无法确定短波病害类型的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
钢轨短波病害类型的识别方法及装置、以及电子设备
本专利技术涉及城市轨道交通
，尤其涉及钢轨短波病害类型的识别方法及装置、以及电子设备。
技术介绍
轨道-车辆系统是一个相互作用的动态耦合系统，运行在高速铁路线路上的车辆受轨道不平顺的影响会产生振动。特别是轨道短波病害，例如焊缝低塌、钢轨擦伤、钢轨掉块、钢轨波磨等。在高速运行状态下，这些短波病害易引起高频激振，这类振动不仅会降低旅客乘坐舒适度，而且会致使高速列车轮轨系统的相互作用加剧，增加轮轨系统零部件结构损伤的概率，严重时会影响行车的安全性以及轨道-车辆系统可靠性。如果将轮对看成是刚性结构，轴箱直接与轮对相连，两者之间不存在减震系统，轨道短波激扰造成的轮轨系统的振动响应可以通过轮对直接传递到轴箱上，轴箱振动加速度可以体现轨道的不平顺状态。因此，相关技术中通常采用轴箱加速度评判轨道短波不平顺状态及其对车辆动力学性能的影响。但是，相关技术中提供的利用轴箱垂向振动加速度分析轨道短波不平顺状态的方法中，多数仅能确定是否存在短波病害，不能精确的确定短波病害的类型。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种钢轨短波病害识别方法，用以识别钢轨短波病害的类型，以解决相关技术中无法确定短波病害类型的技术问题，该方法包括：获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号；根据轴箱加速度信号，计算钢轨不同位置的轨道冲击指数；判断钢轨中是否存在轨道冲击指数超过第一阈值的位置；若判断结果为是，则确定钢轨中存在短波病害；r>提取钢轨上每个连续超过第一阈值的位置区间中的峰值位置；根据峰值位置在钢轨中所处位置的特征，识别钢轨存在的短波病害类型。进一步地，根据峰值位置在钢轨中所处位置的特征，识别钢轨存在的短波病害类型，包括：在峰值位置位于钢轨的道岔区，且所述轨道冲击指数超过第二阈值的情况下，确定钢轨存在的短波病害类型包括道岔不良；在峰值位置呈现等间隔特征，且间隔距离为预设距离的情况下，确定钢轨存在的短波病害类型包括焊缝不良；在所述峰值位置未呈现所述等间隔特征，或呈现所述等间隔特征的情况下，确定钢轨存在的短波病害类型包括单点病害。进一步地，在获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号之后，该方法还包括：根据轴箱加速度信号计算波磨指数和能量集中因子；在波磨指数超过第三阈值或能量集中因子超过第四阈值的情况下，确定钢轨存在钢轨波磨；在波磨指数未超过第三阈值或能量集中因子未超过第四阈值的情况下，计算轴箱加速度信号的时频谱；在时频谱中同时包含冲击性成分和拟周期性成分的情况下，确定钢轨存在的短波病害包括复合病害。进一步地，计算轴箱加速度信号的时频谱，包括：将轴箱加速度信号分解为多个固有模态函数和余项；分别对每个固有模态函数和余项执行短时傅里叶变换；叠加经过短时傅里叶变换之后得到的所有时频谱，得到轴箱加速度信号的时频谱。进一步地，在获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号之前，该方法还包括：分别获取多组已知短波病害类型的轴箱加速度样本信号；通过贝叶斯分类计算不同短波病害类型的分类概率，得到不同短波病害类型的知识图谱；在获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号之后，方法还包括：结合知识图谱识别钢轨中存在的短波病害类型。本专利技术实施例还提供一种钢轨短波病害类型的识别装置，用以解决相关技术中无法确定短波病害类型的技术问题，该装置包括：第一获取单元，用于获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号；第一计算单元，用于根据轴箱加速度信号，计算钢轨不同位置的轨道冲击指数；第一判断单元，用于判断钢轨中是否存在轨道冲击指数超过第一阈值的位置；第一确定单元，用于若判断结果为是，则确定钢轨中存在短波病害；提取单元，用于提取钢轨上每个连续超过第一阈值的位置区间中的峰值位置；第一识别单元，用于根据峰值位置在钢轨中所处位置的特征，识别钢轨存在的短波病害类型。进一步地，第一识别单元包括：第一确定子单元，用于在峰值位置位于钢轨的道岔区，且所述轨道冲击指数超过第二阈值的情况下，确定钢轨存在的短波病害类型包括道岔不良；第二确定子单元，用于在峰值位置呈现等间隔特征，且间隔距离为预设距离的情况下，确定钢轨存在的短波病害类型包括焊缝不良；第三确定子单元，用于在所述峰值位置未呈现所述等间隔特征，或呈现所述等间隔特征的情况下，确定钢轨存在的短波病害类型包括单点病害。进一步地，该装置还包括：第二计算单元，用于根据轴箱加速度信号计算波磨指数和能量集中因子；第二确定单元，用于在波磨指数超过第三阈值或能量集中因子超过第四阈值的情况下，确定钢轨存在钢轨波磨；第三计算单元，用于在波磨指数未超过第三阈值或能量集中因子未超过第四阈值的情况下，计算轴箱加速度信号的时频谱；第三确定单元，用于在时频谱中同时包含冲击性成分和拟周期性成分的情况下，确定钢轨存在的短波病害包括复合病害。进一步地，第三计算单元包括：分解子单元，用于将轴箱加速度信号分解为多个固有模态函数和余项；变换子单元，用于分别对每个固有模态函数和余项执行短时傅里叶变换；叠加子单元，用于叠加经过短时傅里叶变换之后得到的所有时频谱，得到轴箱加速度信号的时频谱。进一步地，该装置还包括：第二获取单元，用于分别获取多组已知短波病害类型的轴箱加速度样本信号；第四计算单元，用于通过贝叶斯分类计算不同短波病害类型的分类概率，得到不同短波病害类型的知识图谱；第二识别单元，用于结合知识图谱识别钢轨中存在的短波病害类型。本专利技术实施例还提供一种计算机设备，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述钢轨短波病害类型的识别方法。本专利技术实施例还提供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执行上述钢轨短波病害类型的识别方法的计算机程序。本专利技术实施例中，首先，获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号，然后，根据轴箱加速度信号，计算钢轨不同位置的轨道冲击指数，进一步地，可以判断钢轨中是否存在轨道冲击指数超过第一阈值的位置，若判断结果为是，则确定钢轨中存在短波病害，进而，可以提取钢轨上每个连续超过第一阈值的位置区间中的峰值位置，从而根据峰值位置在钢轨中所处位置的特征，识别钢轨存在的短波病害类型，与现有技术中的技术方案相比，通过计算轨道冲击指数，确定轨道冲击指数超过第一阈值的位置，可以准确的根据位置特征识别钢轨存在的短波病害类型，解决了相关技术中无法确定短波病害类型的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢轨短波病害类型的识别方法，其特征在于，包括：/n获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号；/n根据所述轴箱加速度信号，计算所述钢轨不同位置的轨道冲击指数；/n判断所述钢轨中是否存在所述轨道冲击指数超过第一阈值的位置；/n若判断结果为是，则确定所述钢轨中存在短波病害；/n提取所述钢轨上每个连续超过所述第一阈值的位置区间中的峰值位置；/n根据所述峰值位置在所述钢轨中所处位置的特征，识别所述钢轨存在的短波病害类型。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢轨短波病害类型的识别方法，其特征在于，包括：
获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号；
根据所述轴箱加速度信号，计算所述钢轨不同位置的轨道冲击指数；
判断所述钢轨中是否存在所述轨道冲击指数超过第一阈值的位置；
若判断结果为是，则确定所述钢轨中存在短波病害；
提取所述钢轨上每个连续超过所述第一阈值的位置区间中的峰值位置；
根据所述峰值位置在所述钢轨中所处位置的特征，识别所述钢轨存在的短波病害类型。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述峰值位置在所述钢轨中所处位置的特征，识别所述钢轨存在的短波病害类型，包括：
在所述峰值位置位于所述钢轨的道岔区，且所述轨道冲击指数超过第二阈值的情况下，确定所述钢轨存在的所述短波病害类型包括道岔不良；
在所述峰值位置呈现等间隔特征，且间隔距离为预设距离的情况下，确定所述钢轨存在的所述短波病害类型包括焊缝不良；
在所述峰值位置未呈现所述等间隔特征，或呈现所述等间隔特征且所述间隔距离不为所述预设距离的情况下，确定所述钢轨存在的所述短波病害类型包括单点病害。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号之后，所述方法还包括：
根据所述轴箱加速度信号计算波磨指数和能量集中因子；
在所述波磨指数超过第三阈值或所述能量集中因子超过第四阈值的情况下，确定所述钢轨存在钢轨波磨；
在所述波磨指数未超过第三阈值或所述能量集中因子未超过第四阈值的情况下，计算所述轴箱加速度信号的时频谱；
在所述时频谱中同时包含冲击性成分和拟周期性成分的情况下，确定所述钢轨存在的短波病害包括复合病害。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述轴箱加速度信号的时频谱，包括：
将所述轴箱加速度信号分解为多个固有模态函数和余项；
分别对每个所述固有模态函数和所述余项执行短时傅里叶变换；
叠加经过所述短时傅里叶变换之后得到的所有时频谱，得到所述轴箱加速度信号的时频谱。


5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号之前，所述方法还包括：
分别获取多组已知短波病害类型的轴箱加速度样本信号；
通过贝叶斯分类计算不同短波病害类型的分类概率，得到不同短波病害类型的知识图谱；
在获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号之后，所述方法还包括：
结合所述知识图谱识别所述钢轨中存在的短波病害类型。


6.一种钢轨短波病害类型的识别装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取在钢轨上行驶的检测车辆在不同位置采集到的轴箱加速度信号；
第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓迪，孙善超，刘金朝，毛学耕，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，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