[发明专利]轨道几何检测数据中非脉冲异常数据的检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理技术，具体的讲是一种轨道几何检测数据中非脉冲异常数据的检测方法及装置。

背景技术

即使是幅值较小的不平顺，对高速车辆运行安全性、平稳性、舒适性，以及环境噪声也会产生较大的影响，因此，高速铁路对轨道提出了高平顺的要求。利用轨道几何检测数据可以及时发现轨道几何病害，确保高速列车安全可靠运行。轨道几何检测系统采用激光扫描和图像处理等技术，按照惯性基准原理，对位移、加速度和角速度信号进行滤波、补偿和合成得到轨距、高低、轨向、水平等几何不平顺参数，检测精度可以达到几十分之一毫米。

安装有轨道几何检测系统的综合检测车或轨道检测车在运行过程中，不可避免受到车辆振动、天气、温度变化等干扰，给检测结果的精度带来影响。通过振动和温度补偿，可以有效提高轨道检测数据的精度。外界阳光反射、传感器和数据传输误差、道岔处激光偏离正常检测点、图像干扰等原因，会导致铁路轨道几何不平顺检测数据中包含异常值。轨道几何检测数据常见的非脉冲异常值主要包括轨距漂移、进出站时车速变化太快或车速过低引起的无效数据、轨距加宽、单边轨距波形拉直线等，如图1～图3所示。异常值容易导致虚假的大幅值几何不平顺，应在超限判断、广义能量指数、轨道质量指数、轨道谱等状态指标计算之前对其进行处理。

现有技术中有人工和自动两种处理轨道几何数据异常值的方法。人工方法主要借助专家多年积累的经验，但只能离线完成，而且不能直接移植到车上的轨道几何检测系统中。车上的检测人员为了实时跟踪和编辑几何检测数据中的异常值，需要花费大量的时间和精力。此外，不同的检测人员的经验和水平不同，对超限大值和异常值的分辨能力存在较大差别，以致出现不同检测人员可能给出不同的诊断和处理结果。可以看出，在车上依靠人工剔除异常值存在效率低下和评判结果多样性的问题。

自动诊断和滤除异常值是一个比较普遍的问题，在过程控制、声音信号处理、图像处理中也经常碰到。近二十年来，不少学者对其进行了比较深入的研究，并提出了大量的处理方法，如信号振幅或导数突变法、低通滤波法、中值滤波法、非线性滤波法、模糊滤波法等。但是高速铁路轨道几何检测数据异常值存在类型多、数据量大、要求计算速度快等特点，很难直接应用现有的异常值处理方法。

发明内容

为自动诊断和滤除轨道几何检测数据中的非脉冲异常数据的问题，为轨道超限判断、轨道特征参数计算和轨道状态评判提供可靠的数据支撑本发明实施例提供了一种轨道几何检测数据中非脉冲异常数据的检测方法，包括：

对采集到的轨道几何检测数据进行高通滤波处理，生成滤除趋势项的轨道几何不平顺数据；

对所述轨道几何检测数据进行运行速度的概率统计确定车辆进出站区段，将车辆进出站区段的几何不平顺数据置零；

根据所述轨道几何不平顺数据中的轨距值确定轨道加宽区段，将所述轨道加宽区段的轨距和轨向不平顺数据置零；

根据所述轨道几何不平顺数据中的单边轨距确定轨距拉直线区段，将所述轨距拉直线区段的不平顺数据置零。

此外，本发明还提供一种轨道几何检测数据中非脉冲异常数据的检测装置，包括：

趋势项滤除模块，对采集到的轨道几何检测数据进行高通滤波处理，生成滤除趋势项的轨道几何不平顺数据；

进出站区段不平顺置零模块，用于对所述轨道几何检测数据进行运行速度的概率统计确定车辆进出站区段，将车辆进出站区段的几何不平顺数据置零；

加宽区段不平顺置零模块，用于根据所述轨道几何不平顺数据中的轨距值确定轨道加宽区段，将所述轨道加宽区段的轨距和轨向不平顺数据置零；

拉直线区段不平顺置零模块，用于根据所述轨道几何不平顺数据中的单边轨距确定轨距拉直线区段，将所述轨距拉直线区段的不平顺数据置零。

本发明针对不同类型的轨道几何数据及其异常值的特征，采用不同处理流程。对于高低、水平、三角坑不平顺，依次采用高通滤波、低速诊断和处理流程。对于轨距和轨向，除了上述流程外，还需要增加轨距加宽的识别，同时将加宽区段的轨距和轨向置零，最后根据左右单边轨距的信息自动诊断单边轨距拉直线的区段，并将相应区段的高低、水平、三角坑、轨向、轨距置零，为滤除轨道几何检测中的非脉冲异常数据，为轨道超限判断、轨道特征参数计算和轨道状态评判提供可靠的数据支撑。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明