基于轨道侧振动加速度的轨道板变形识别方法技术

本发明专利技术涉及一种基于轨道侧振动加速度的轨道板变形识别方法，包括以下步骤：步骤S1:获取原始轨侧振动信号数据；步骤S2:对轨侧振动信号数据进行处理，转化为有相同时间长度的数据子集；步骤S3:基于局部均值分解方法，获取原始轨侧振动信号数据的特征参数向量矩阵；步骤S4:构建随机森林模型，并基于特征参数向量矩阵训练，得到训练后的随机森林；步骤S5:获取实时轨侧振动信号数据，并根据训练后的随机森林进行分类，完成对轨道板缺陷信息的识别。本发明专利技术能够有效提取出检测轨道板变形的关键信息，快速、准确地识别轨道板的变形。准确地识别轨道板的变形。准确地识别轨道板的变形。

【技术实现步骤摘要】
基于轨道侧振动加速度的轨道板变形识别方法


[0001]本专利技术涉及轨道检测领域，具体涉及一种基于轨道侧振动加速度的轨道板变形识别方法。

技术介绍

[0002]高速铁路以其高效、便捷、舒适、低维护工作量的特点在各国蓬勃发展。到2020年底，中国高铁里程达到3.8万公里，位居世界第一。无砟轨道板是各种轨道结构的重要组成部分，它起着“承上启下”的作用。然而，长时间运行会导致轨道板出现各种缺陷，如轨道板翘曲变形、宽窄节理损伤、层间脱粘、轨道板拱变形等。在温度荷载和列车高频荷载作用下，这些损伤可能导致轨板变形和轮轨系统的异常振动。由于外部因素复杂，轨道板的性能具有时空变化的特点，因此轨道板损伤的发生具有突发性和不可预测性。及时检测轨道板缺陷，能够防止轨道板失效，保证列车安全运行。因此，实时监测轨道板的性能，识别轨道板的损伤状态，对高铁长期安全运行至关重要。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于轨道侧振动加速度的轨道板变形识别方法，将LMD、时域特征提取和时频域特征提取相结合，能够有效提取出检测轨道板变形的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轨道侧振动加速度的轨道板变形识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:获取原始轨侧振动信号数据；步骤S2:对轨侧振动信号数据进行处理，转化为有相同时间长度的数据子集；步骤S3:基于局部均值分解方法，获取原始轨侧振动信号数据的特征参数向量矩阵；步骤S4:构建随机森林模型，并基于特征参数向量矩阵训练，得到训练后的随机森林；步骤S5:获取实时轨侧振动信号数据，并根据训练后的随机森林进行分类，完成对轨道板缺陷信息的识别。2.根据权利要求1所述的基于轨道侧振动加速度的轨道板变形识别方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：在轨道侧安装光纤振动加速度传感器，光纤传感器通过光缆连接至数据采集器，数据采集器对所测得的数据进行滤波，再经过A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号，获取原始轨侧振动信号数据。3.根据权利要求1所述的基于轨道侧振动加速度的轨道板变形识别方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：通过数据截取、小波阈值去噪、固定窗分割的方法，将原始轨侧振动信号数据转化为具有相同时间长度的数据子集。4.根据权利要求1所述的基于轨道侧振动加速度的轨道板变形识别方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：步骤S31:计算原始信号x(t)的所有局部极值点N
i
，并推导出所有相邻的局部极值点N
i
和N
i+1
的均值：将对应t(N
i
)与t(N
i+1
)之间的所有均值点m
i
用一条直线连接，得到局部均值线，然后用滑动平均法对局部均值线进行平滑，得到局部均值函数m
11
(t)；步骤S32：由相邻的局部极值N
i
和N
i+1
得到局部幅值a
i
:同理，将对应的t(N
i
)与t(N
i+1
)之间的所有局部幅值a
i
用一条直线连接，得到局部幅值线，然后用滑动平均法对局部幅值线进行平滑，得到包络估计函数a
11
(t)；步骤S33：将局部均值函数m
11
(t)与原始信号x(t)分离，得:h
11
(t)＝x(t)
‑
m
11
(t)步骤S34：将h
11
(t)与包络估计函数a
11
(t)相除解调h
11
(t)，得:对s
11
(t)重复S31和S32的步骤，得到s
11
(t)的包络估计函数a
12
(t)；重复上述迭代过程，直到a
12
(t)＝1，此时说明s
11
(t)是一个调频信号；设s
1n
(t)经过n次迭代得到，则s
1n
(t)的包络估计函数a
1(n+1)
(t)满足a
1(n+1)
(t)＝1，迭代过程可描述为：h
11
(t)＝x(t)
‑
m
11
(t)h
12
(t)＝s
11
(t)
‑
m
12
(t)h
1n
(t)＝s
1(n
‑
1)
(t)
‑
m
1n
(t)
式中：s
...

【专利技术属性】
技术研发人员：金涛，杨雅熙，庄致远，袁丁，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：