一种钢轨伤损监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种钢轨伤损监测方法及系统，所述方法包括监听钢轨信号并存储信号数据；利用固有时间尺度分解对信号数据进行分解，信号被分解为不同阶数的固有旋转分量和一个单调的趋势分量；使用前几阶频带能量比达到80％以上的固有旋转分量进行信号的重构，以消除钢轨上的干扰噪声；对重构后的信号进行特征的提取，根据提取到的特征数据进行钢轨伤损的判断。本发明专利技术提出的方法及系统可实时监测列车过车，并检测实际过车中产生的裂纹扩展信号，首次将固有时间尺度分解方法用于铁路噪声环境中，对钢轨伤损进行监测。对钢轨伤损进行监测。对钢轨伤损进行监测。

A rail damage monitoring method and system

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨伤损监测方法及系统


[0001]本专利技术属于钢轨伤损监测
，尤其涉及一种道岔钢轨伤损监测方法及系统。

技术介绍

[0002]道岔在铁路系统中具有举足轻重的地位，是列车进行变轨时的重要依托，使列车从一条线路变换至另一条线路。道岔中的尖轨属于可动部件和异形结构，由于缺少扣件按压而处于自由状态、并且承受列车强大冲击，极易导致列车发生脱轨事故。为保证列车更加安全的行驶，对尖轨缺陷检测尤为重要。
[0003]目前仅靠天窗点时间，工务使用探伤设备对道岔尖心轨进行裂纹、裂缝的检测，随着铁路的大面积铺设以及人员的缩编，对道岔尖心轨健康状态的监测越发迫切，急需一种可靠技术来实现道岔尖轨早期裂纹裂缝检测的技术。基于声学的检测方式可分为超声导波以及声发射技术。超声导波的钢轨缺陷检测方法是在钢轨一端布置换能器，换能器与钢轨耦合产生导波，导波在传播过程中遇到缺陷会发生反射，通过提取反射回波的方式对钢轨进行缺陷检测。该方法在实施过程中的问题包括：换能器需要激励出较少以及对缺陷敏感的模态，才能提取出缺陷信号，而道岔尖轨为异形结构，其截面一直发生变化，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢轨伤损监测方法，其特征在于，所述方法包括：监听钢轨信号并存储信号数据；利用固有时间尺度分解对信号数据进行分解，信号被分解为不同阶数的固有旋转分量和一个单调的趋势分量；使用前几阶频带能量比达到80％以上的固有旋转分量进行信号的重构，以消除钢轨上的干扰噪声；对重构后的信号进行特征的提取，根据提取到的特征数据进行钢轨伤损的判断。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢轨上的干扰噪声为钢轨上过车时带来的大量低频干扰噪声。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监听钢轨信号是指持续监听钢轨上车辆通过时的振动信号；所述振动信号为50kHz以下能量信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用固有时间尺度分解对信号数据进行分解，信号被分解为不同阶数的固有旋转分量和一个单调的趋势分量之前还包括：对信号数据进行100kHz的高通滤波处理。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用固有时间尺度分解对信号数据进行分解，信号被分解为不同阶数的固有旋转分量和一个单调的趋势分量，结果公式为式中，x(t)表示信号数据，c
i
(t)表式第i个固有旋转分量，r(t)表示单调趋势分量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信号数据进行分解的过程包括：定义一个基线提取因子L，利用该因子从信号数据x(t)中抽取一个基线分量和一个固有旋转分量；分离出第一个固有旋转分量后，将基线分量作为新的待分解信号，进行再次分解，直至基线分量成为单调函数。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，定义一个基线提取因子L，利用该因子从信号数据x(t)中抽取一个基线分量和一个固有旋转分量，公式为x(t)＝Lx(t)+(1
‑
L)x(t)＝L
t
+H
t
；式中，L
t
是一次分解得到的基线信号，H
t
为固有旋转分量。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：找到信号数据x(t)的局部极值点X
k
以及极值点所对应的时间t
k
(k＝1,2,
…
M)，其中M为极值总个数；根据连续两个局部极值点的时间间隔[t
k
,t
k+1
]以定义基线信号L
t
的公式为所述其中L
k
为第k个基线控制点，L
k+1
为第k+1个基线控制点，α为增益控制参数。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，分解结束后，计算前几个固有旋转分量c
i

【专利技术属性】
技术研发人员：马一凡，谭树林，王日，吉建国，常福祥，王栋，王鹏跃，韩明媚，刘雪梅，郭海雯，
申请(专利权)人：大秦铁路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：