一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法技术

本发明专利技术属于轨道健康检测技术领域，公开了一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法，包括：将待检测轨道线路截取一段作为试验线路；对试验线路进行分段，调整每段试验线路轨道几何参数，每次调整后均对列车行驶在试验线路上的轮轨噪声进行采集；提取轮轨噪声的特征，并通过试验线路轮轨噪声的总体特征建立评价指标；将待检测轨道线路上采集到的轮轨噪声的特征与评价指标进行比较，从而判断轨道线路的健康状况。本发明专利技术结合轨道和车轮的因素，通过对轮轨噪声进行采集和分析，将轨道线路健康（主要是中波不平顺）与轮轨噪声特征进行关联，为后续通过轮轨噪声数据送入轮轨耦合动力学模型建立更加完善的钢轨健康状况评价体系奠定基础。定基础。定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法


[0001]本专利技术属于轨道健康检测
，尤其涉及一种利用车轮与轨道接触发出的噪声进行轨道健康检测的方法。

技术介绍

[0002]轮轨接触噪声在轨道交通常见噪声中所占比重较大，是极其重要的噪声来源。轮轨表面出现不连续的几何缺陷、粗糙度大小不同、钢轨表面波磨或不平顺等原因使得列车在运行过程中出现较高频率的振动或者列车经过曲线段时相互摩擦振动辐射于空气中，这些均会产生轮轨噪声。
[0003]目前，国内针对轮轨噪声的研究主要集中在噪声的产生机理、产生模型及如何降噪等方面，将轮轨噪声应用于轨道几何参数变化判断的研究较少。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法，通过采集、分析轮轨噪声找出轨道线路缺陷与轮轨噪声之间的关联性，从而检测轨道线路的健康。
[0005]为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为采用一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法包括：将待检测轨道线路截取一段作为试验线路；对试验线路进行分段，调整每段试验线路轨道几何参数，每次调整后均对列车行驶在试验线路上的轮轨噪声进行采集。
[0006]提取轮轨噪声的特征，并通过试验线路轮轨噪声的总体特征建立评价指标；将待检测轨道线路上采集到的轮轨噪声的特征与评价指标进行比较，从而判断轨道线路的健康状况。
[0007]作为一种改进，所述轨道几何参数包括左右轨高低和轨距。
[0008]作为一种进一步的改进，调整每段试验线路轨道左右轨高低的方法为：将试验线路至少分为2段，各段试验线路统一为某侧高于另一侧，且各段试验路线轨道高低差值不同。
[0009]作为另一种更进一步的改进，调整每段试验线路轨道轨距的方法为：将试验线路至少分为3段，并将各段试验路线分别调整成低风险轨距、中风险轨距、高风险轨距。
[0010]作为一种改进，对轮轨噪声进行采集的方法包括：利用支架将两个麦克风阵列固定到列车底部的H型横梁上，分别对左右两侧的轮轨噪声进行采集；所述麦克风阵列为16元十字MEMS硅麦克风阵列，且阵列中心点与轮轨接触点的距离大于0.7m。
[0011]作为一种改进，所述支架包括用于与H型横梁连接的夹板、与夹板连接的L型梁；所述L型梁上固定有横梁，所述麦克风阵列连接在横梁两端；还包括用于调节麦克风阵列的周
向调节轴和俯仰调节板。
[0012]作为一种改进，所述提取轮轨噪声的特征的方法包括：对轮轨噪声进行趋势项消除；对消除趋势项后的轮轨噪声进行滤波；对滤波后的轮轨噪声进行分帧加窗；提取每帧轮轨噪声的特征，并将特征拼合为整段轮轨噪声的整体特征。
[0013]作为一种改进，对于调整左右轨高低后采集的左右轨的轮轨噪声分别进行小波包特征提取；对于调整轨距后采集的轮轨噪声进行频域特征提取。
[0014]作为一种改进，所述评价指标的建立方法包括：将左右轨的轮轨噪声小波包特征提取后的结果进行对比，寻找高频分量迁移的区域；根据高频分量迁移来判断钢轨高低差异带来的风险性。
[0015]作为一种改进，所述评价指标的建立方法包括：将轮轨噪声频域特征提取后的结果，寻找主频集中位置；根据主频集中位置来判断轨距带来的风险性。
[0016]本专利技术的有益之处在于：现有的检测方法仅关注轨道本身的参数，并不全面。而本专利技术结合轨道和车轮的因素，通过对轮轨噪声进行采集和分析，将轨道线路健康（主要是中波不平顺）与轮轨噪声特征进行关联，为后续通过轮轨噪声数据送入轮轨耦合动力学模型建立更加完善的钢轨健康状况评价体系奠定基础。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的流程图。
[0018]图2为轮轨噪声采集装置的示意图。
[0019]图3为轮轨噪声采集装置使用状态图。
[0020]图4为右轨的轮轨噪声进行小波包特征提取后的特征图。
[0021]图5为左轨的轮轨噪声进行小波包特征提取后的特征图。
[0022]图中标记：1上夹板、2下夹板、3L型梁、4横梁、5周向调节轴、6俯仰调节板、7麦克风阵列、100H型横梁。
具体实施方式
[0023]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0024]如图1所示，本专利技术提供一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法，其特征在于包括：S1将待检测轨道线路截取一段作为试验线路。
[0025]本实施例中，选待检测轨道路线中一段长600m的直线线路作为试验路线。当然试验路线的长度可以根据待检测轨道线路的长度来选择，试验路线的长度越长，结果就会趋于精准。
[0026]S2对试验线路进行分段，调整每段试验线路轨道几何参数，每次调整后均对列车行驶在试验线路上的轮轨噪声进行采集。
[0027]本实施例中，轨道几何参数选择的是左右轨高低和轨距。所谓轨道高低是指钢轨顶面垂直于轨道方向偏离钢轨顶面平均位置的偏差，分左右轨高低即左轨高低和右轨高低两种。所谓轨距是指同一轨道横截面内左右钢轨两轨距点之间的最短距离。轨道高低和轨距是造成中波不平顺的重要参数。
[0028]当然，也可以选择其他影响轨道线路健康的几何参数作为参考，只要其能与轮轨噪声相关联即可。
[0029]S21调整每段试验线路轨道左右轨高低的方法为：将试验线路至少分为2段，各段试验线路统一为某侧高于另一侧，且各段试验路线轨道高低差值不同。本实施例中，试验线路被平均为分了6段每段100m，每一段均为左轨低于右轨，具体为第一段左轨高低1.77m右轨高低2.43m；第二段左轨高低1.42m右轨高低2.31m；第三段左轨高低1.49m右轨高低2.92m；第四段左轨高低3.31m右轨高低3.92m；第五段左轨高低2.59m右轨高低2.95m；第六段左轨高低2.5m右轨高低2.89m。
[0030]调整完毕后，采集列车通过试验线路时左右两侧的轮轨噪声。
[0031]S22调整每段试验线路轨道轨距的方法为：将试验线路至少分为3段，并将各段试验路线分别调整成低风险轨距、中风险轨距、高风险轨距。本实施例中，试验路线被平均分为了3段每段200m，具体为第一段轨距0.65m为低风险；第二段轨距0.93m为高风险；第三段轨距0.71m为中风险。
[0032]调整完毕后，再一次采集列车通过试验线路时的轮轨噪声。
[0033]另外，如图2、图3所示，本专利技术中对轮轨噪声进行采集的方法包括：利用支架将两个麦克风阵列固定到列车底部的H型横梁上，分别对左右两侧的轮轨噪声进行采集；所述麦克风阵列为16元十字MEMS硅麦克风阵列，且阵列中心点与轮轨接触点的距离大于0.7m。
[0034]具体地，所述支架包括用于与H型横梁100连接的上夹板1和下夹板2、与下夹板2连接的L型梁3；所述L型梁3上固定有横梁4，所述麦克风阵列7连接在横梁4两端；还包括用于调节麦克风阵列7的周向调节轴5和俯仰调节板6，通过周向调节轴5可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法，其特征在于，包括：将待检测轨道线路截取一段作为试验线路；对试验线路进行分段，调整每段试验线路轨道几何参数，每次调整后均对列车行驶在试验线路上的轮轨噪声进行采集；提取轮轨噪声的特征，并通过试验线路轮轨噪声的总体特征建立评价指标；将待检测轨道线路上采集到的轮轨噪声的特征与评价指标进行比较，从而判断轨道线路的健康状况。2.根据权利要求1所述的一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法，其特征在于，所述轨道几何参数包括左右轨高低和轨距。3.根据权利要求2所述的一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法，其特征在于，调整每段试验线路轨道左右轨高低的方法为：将试验线路至少分为2段，各段试验线路统一为某侧高于另一侧，且各段试验路线轨道高低差值不同。4.根据权利要求2所述的一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法，其特征在于，调整每段试验线路轨道轨距的方法为：将试验线路至少分为3段，并将各段试验路线分别调整成低风险轨距、中风险轨距、高风险轨距。5.根据权利要求1所述的一种利用声音特征进行轨道线路健康检测的方法，其特征在于，对轮轨噪声进行采集的方法包括：利用支架将两个麦克风阵列固定到列车底部的H型横梁上，分别对左右两侧的轮轨噪声进行采集；所述麦克风阵列为16元十字MEMS硅麦克风阵列，且阵列中心点与轮轨接触点的距离大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，梁斌，高春良，谢利明，
申请(专利权)人：成都盛锴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：