一种高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法及装置，其中该方法包括：获取车载轴箱垂向振动加速度实测数据；对车载轴箱垂向振动加速度实测数据进行带通滤波，获得指定波磨管理波长范围的频段信号；将钢轨划分为多个单元，根据指定波磨管理波长范围的频段信号，确定加速度有效值；将加速度有效值不小于阈值的单元，确定为存在波磨的单元；对存在波磨的单元，根据波磨主波长获得对应的打磨整治限值，通过带通滤波获得波磨主波长激励轴箱垂向振动加速度滑动有效值；对存在波磨的单元，根据打磨整治限值和滑动有效值，确定波磨状态。本发明专利技术可以对钢轨波磨状态精准评价，并制定最优的打磨决策服务。并制定最优的打磨决策服务。并制定最优的打磨决策服务。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法及装置


[0001]本专利技术涉及高速铁路工务工程
，尤其涉及高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法及装置。

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]钢轨波磨现象较为广泛地存在于轨道交通中，高速条件下波磨激励轮轨间高频振动引起环境噪声污染、恶化轮轨关系、增大车辆运行过程中的动力损耗，加速车辆轨道部件疲劳破损、降低钢轨使用寿命，极大增加线路养护维修工作量等工程问题日益突出。如不及时整治维修，钢轨波磨及其衍生病害会影响乘坐舒适度，严重时甚至引发局部轨道结构破坏进而危及行车安全。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法，用以对钢轨波磨状态进行精准评价，为打磨决策提供依据，该方法包括：
[0005]获取车载轴箱垂向振动加速度实测数据；
[0006]对车载轴箱垂向加速度实测数据进行带通滤波，获得指定波磨管理波长范围的频段信号；
[0007]将钢轨划分为多个单元，根据指定波磨管理波长范围的频段信号，确定每个单元的轴箱垂向振动加速度有效值；
[0008]将轴箱垂向振动加速度有效值不小于阈值的单元，确定为存在波磨的单元；
[0009]对存在波磨的单元，根据波磨主波长获得对应的打磨整治限值，通过带通滤波获得波磨主波长激励的轴箱垂向振动加速度滑动有效值；
[0010]对存在波磨的单元，根据打磨整治限值和滑动有效值，确定波磨状态。
[0011]本专利技术实施例还提供一种高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析装置，用以对钢轨波磨状态进行精准评价，为打磨决策提供依据，该装置包括：
[0012]数据获取模块，用于获取车载轴箱垂向振动加速度实测数据；
[0013]带通滤波模块，用于对车载轴箱垂向加速度实测数据进行带通滤波，获得指定波磨管理波长范围的频段信号；
[0014]有效值获取模块，用于将钢轨划分为多个单元，根据指定波磨管理波长范围的频段信号，确定每个单元的轴箱垂向振动加速度有效值；
[0015]存在波磨单元确定模块，用于将轴箱垂向振动加速度有效值不小于阈值的单元，确定为存在波磨的单元；
[0016]滑动有效值获取模块，用于对存在波磨的单元，根据波磨主波长获得对应的打磨整治限值，通过带通滤波获得波磨主波长激励的轴箱垂向振动加速度滑动有效值；
[0017]波磨状态确定模块，用于对存在波磨的单元，根据打磨整治限值和滑动有效值，确定波磨状态。
[0018]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高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法。
[0019]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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法。
[0020]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法。
[0021]本专利技术实施例中，通过获取车载轴箱垂向振动加速度实测数据；对车载轴箱垂向加速度实测数据进行带通滤波，获得指定波磨管理波长范围的频段信号；将钢轨划分为多个单元，根据指定波磨管理波长范围的频段信号，确定每个单元的轴箱垂向振动加速度有效值；将轴箱垂向振动加速度有效值不小于阈值的单元，确定为存在波磨的单元；对存在波磨的单元，根据波磨主波长获得对应的打磨整治限值，通过带通滤波获得波磨主波长激励的轴箱垂向振动加速度滑动有效值；对存在波磨的单元，根据打磨整治限值和滑动有效值，确定波磨状态。根据给出的车载轴箱垂向振动加速度估计波磨状态的确定步骤，为钢轨波磨检测诊断技术和打磨决策提供科学支撑，从而对钢轨波磨状态进行精准评价，并制定最优的打磨决策服务。
附图说明
[0022]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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0023]图1为本专利技术实施例中技术方案的流程图；
[0024]图2为本专利技术实施例中高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法的流程图；
[0025]图3为本专利技术实施例中轴箱垂向振动加速度检测系统的示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例中基于轴箱垂向振动加速波磨状态评价过程；
[0027]图5为本专利技术实施例中4种主波长条件轴箱垂向振动加速度有效值与谷深值曲线图；
[0028]图6为本专利技术实施例中高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析装置的示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0030]具体实施例中不同类型线路的钢轨上均会产生波磨，固定波长机理和损伤机制是
被广泛认可的波磨演化机理。车辆型式及运行速度相对固定的线路上易形成固定波长的钢轨波磨，其激励的轮轨振动频率与运行速度、波长有关，三者如下式所示：
[0031][0032]式中：f为激励频率，单位为Hz；v为车辆运行速度，单位为mm
·
s
‑1；λ为波磨波长，单位为mm。车辆经过波磨时轮轨振动中与激励频率相近成分的幅度明显增大并传递给轴箱形成周期性波动，而随机轨道不平顺激励的轴箱振动信号中不存在明显的持续波动特征。轴箱垂向振动加速度有效值是表征轴箱振动强弱的量度。
[0033]图2为本专利技术实施例中高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法的流程图，该方法包括：
[0034]步骤201，获取车载轴箱垂向振动加速度实测数据；
[0035]步骤202，对车载轴箱垂向振动加速度实测数据进行带通滤波，获得指定波磨管理波长范围的频段信号；
[0036]步骤203，将钢轨划分为多个单元，根据指定波磨管理波长范围的频段信号，确定每个单元的轴箱垂向振动加速度有效值；
[0037]步骤204，将轴箱垂向振动加速度有效值不小于阈值的单元，确定为存在波磨的单元；
[0038]步骤205，对存在波磨的单元，根据波磨主波长获得对应的打磨整治限值，通过带通滤波获得波磨主波长激励的轴箱垂向振动加速度滑动有效值；
[0039]步骤206，对存在波磨的单元，根据打磨整治限值和滑动有效值，确定波磨状态。
[0040]下面详细说明每个步骤。
[0041]在步骤201中，获取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析方法，其特征在于，包括：获取车载轴箱垂向振动加速度实测数据；对车载轴箱垂向振动加速度实测数据进行带通滤波，获得指定波磨管理波长范围的频段信号；将钢轨划分为多个单元，根据指定波磨管理波长范围的频段信号，确定每个单元的轴箱垂向振动加速度有效值；将轴箱垂向振动加速度有效值不小于阈值的单元，确定为存在波磨的单元；对存在波磨的单元，根据波磨主波长获得对应的打磨整治限值，通过带通滤波获得波磨主波长激励的轴箱垂向振动加速度滑动有效值；对存在波磨的单元，根据打磨整治限值和滑动有效值，确定波磨有待打磨干预程度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据指定波磨管理波长范围的频段信号，确定每个单元的轴箱垂向振动加速度有效值，包括：利用滑动汉宁窗，根据指定波磨管理波长范围的频段信号，确定每个单元的轴箱垂向振动加速度有效值。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按如下公式，利用滑动汉宁窗，根据指定波磨管理波长范围的频段信号，确定每个单元的轴箱垂向振动加速度有效值：其中，A
rms,j
代表第j个单元的轴箱垂向振动加速度有效值，w代表汉宁窗函数，K为轴箱垂向振动加速度的样本数量，2K+1为汉宁窗函数的长度，ABA
i
为第i个单元的指定波磨管理波长范围的频段信号，ABA
j
为第j个单元的指定波磨管理波长范围的频段信号，N为指定波磨管理波长范围对应频段信号的样本总数，abs(ABA
j
)为ABA
j
的绝对值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对存在波磨的单元，根据打磨整治限值和滑动有效值，确定波磨有待打磨干预程度，包括：对存在波磨的单元，根据打磨整治限值和滑动有效值，计算打磨干预值，根据打磨干预值确定波磨有待打磨干预程度；其中，打磨干预值为滑动有效值与打磨整治限值的比值。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按如下公式，根据打磨整治限值和滑动有效值，计算打磨干预值：其中，A
λi
为波磨主波长为λ
i
激励的轴箱垂向振动加速度滑动有效值，T
λi
为波磨主波长为λ
i
对应的打磨整治限值，G为打磨干预值。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据打磨干预值确定波磨状态，包括：在打磨干预值不小于预设值时，确定存在波磨的单元到达临整治状态，需要打磨。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据打磨干预值确定波磨状态，包括：在打磨干预值小于预设值时，确定存在波磨的单元未到达临整治状态，需继续监测。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据波磨主波长获得对应的打磨整治限值，包括：采用趋势拟合或曲线插值方法，根据波磨主波长获得对应的打磨整治限值。9.一种高速铁路钢轨波磨状态整治干预程度分析装置，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取车载轴箱垂向振动加速度实测数据；带通滤波模块，用于对车载轴箱垂向振动加速度实测数据进行带通滤波，获得指定波磨管理波长范围的频段信号；有效值获取模块，用于将钢轨划分为多个单元，根据指定波...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛留斌，杨飞，马帅，徐晓迪，强伟乐，
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：