[发明专利]一种城轨车辆轮对曲线拟合方法

说明书

本发明公开了一种城轨车辆轮对曲线拟合方法。方法为：获取轮对表面数据信息点：通过布置在轨道两侧的二维激光位移传感器获取轮对表面的数据信息；对表面数据信息预处理：将检测到的轮对表面数据进行预处理，得到重构的轮对表面曲线；确定待拟合曲线段：根据已重构的轮对表面曲线，确定轮对曲线上待拟合的区域；轮对曲线拟合：在待拟合区域范围内，采用最小二乘支持向量机法，对轮对表面曲线进行拟合处理，得到完整的轮对表面曲线；计算轮对尺寸参数：根据轮对尺寸参数定义准则，计算得到轮对尺寸参数。本发明使用二维激光位移传感器获取轮对表面数据信息，使用最小二乘的支持向量机法将非线性逼近问题转化为线性逼近问题，拟合效果好、计算结果准确。

技术领域

本发明属于交通安全工程技术领域，特别是一种城轨车辆轮对曲线拟合方法。

背景技术

城轨列车是轨道交通事业的核心，要实现城市轨道交通事业的现代化发展，必须研发先进的现代化城轨列车，这是先决条件，不容忽视。城轨列车是一个复杂的、综合的系统，设备量大、技术复杂。城轨列车一般在区间隧道中运行，当发生故障或者出现突发情况时，这种运行环境很不利于人员疏散以及对于应急情况的处理。因此，城市轨道交通系统建设和运营阶段的首要任务就是“安全”。

轮对是城轨列车走行部重要组成部分，承载着整个列车的重量，轮对参数的变化影响着列车的安全运行，因此需要实时监测其变化。目前对于轮对参数测量主要是通过激光法。通过激光位移传感器测量得到踏面离散点坐标，需要对其进行拟合，不同的拟合方法影响着最终轮对参数计算结果，曲线过拟合和欠拟合都不可取。

针对轮对尺寸检测系统探测轮对踏面曲线拟合方法对检测系统检测结果影响的研究，已经取得了一些研究成果。哈尔滨工业大学的何平等人提出了一种基于最小二乘拟合的轮对轮缘在线检测系统，但该方法存在曲线过拟合、计算结果精度低的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种拟合效果好、计算精度高的城轨车辆轮对曲线拟合方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种城轨车辆轮对曲线拟合方法，包括以下步骤：

步骤1，获取轮对表面数据信息点：通过布置在轨道两侧的二维激光位移传感器获取轮对表面的数据信息；

步骤2，轮对表面数据信息预处理：将检测到的轮对表面数据进行预处理，得到重构的轮对表面曲线；

步骤3，确定待拟合曲线段：根据已重构的轮对表面曲线，确定轮对曲线上待拟合的区域；

步骤4，轮对曲线拟合：在待拟合区域范围内，采用最小二乘支持向量机法，对轮对表面曲线进行拟合处理，得到完整的轮对表面曲线；

步骤5，计算轮对尺寸参数：根据轮对尺寸参数定义准则，计算得到轮对尺寸参数。

进一步地，步骤1所述的获取轮对表面数据信息点，具体为：在单侧轨道的内外两边分别布置第一二维激光位移传感器S1、第二二维激光位移传感器S2，第一二维激光位移传感器S1、第二二维激光位移传感器S2的激光发射点不高于轨道平面，第一二维激光位移传感器S1和第二二维激光位移传感器S2关于该轨道对称分布，射出的激光束重合于同一平面，该平面与水平面夹角为θ，第一二维激光位移传感器S1、第二二维激光位移传感器S2与铅垂线夹角均为α；第一二维激光位移传感器S1、第二二维激光位移传感器S2探测到的轮对表面数据信息为二维坐标点，分别为(u₁⁽ⁱ⁾,v₁⁽ⁱ⁾)、(u₂^(j),v₂^(j))。