[发明专利]基于变分模态分解的轨道电路传输特性定量评价方法

权利要求书

1.一种基于变分模态分解的轨道电路传输特性定量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集机车或动检车的轨道电路的感应信号，依据载频交替规则将其划分为多个轨道电路区段的移频感应信号{A₁,A₂,...,A_i,...,A_N}，其中A_i为第i个轨道电路区段的移频感应信号；

S2、对第i个轨道电路区段的移频感应信号A_i进行滑动滤波去噪预处理得到去噪后的信号A′_i；

S3、采用变分模态滤波分解VMD对去噪后的信号A′_i进行自适应分解，得到模态分量{U_i|i＝1,2,...,K}，并通过信息熵和多维标度法确定信号A′_i的最优分解层数K；

S4、计算前K-1层模态分量的峭度值{Q_j|j＝1,2,...,K-1}，并根据前K-1层模态分量的峭度值计算移频感应信号A_i的波动特征B_i；

S5、选取含有趋势分量的第K层模态分量U_K，将模态分量U_K运用最小二乘法拟合得到移频感应信号A_i的衰减特征S_i；

S6、将波动特征B_i添加到移频感应信号A_i对应的轨道电路区段的历史波动特征集，采用密度聚类DBSCAN算法计算得到移频感应信号A_i对应的轨道电路区段的波动系数PB_i；

S7、将衰减特征S_i添加到移频感应信号A_i对应的轨道电路区段的历史衰减特征集，采用密度聚类DBSCAN算法计算得到移频感应信号A_i对应的轨道电路区段的衰减系数PS_i；

S8、将波动系数PB_i和衰减系数PS_i进行归一化处理，通过波动系数评分函数和归一化处理后的波动系数PB_i计算移频感应信号A_i对应的轨道电路区段的波动评分值QB_i，通过衰减系数评分函数和归一化处理后的衰减系数PS_i计算移频感应信号A_i对应的轨道电路区段的衰减评分值QS_i；

S9、通过波段评分值QB_i和衰减评分值QS_i对轨道电路传输特性进行定量评价。

2.根据权利要求1所述的基于变分模态分解的轨道电路传输特性定量评价方法，其特征在于，所述步骤S3中最优分解层数K的计算方法为：

S31、采用变分模态分解VMD对去噪后的信号A′_i进行自适应分解，以每层模态估计带宽之和最小作为约束条件，得到自适应分解后的模态分量{U_i|i＝1,2,...,K}；

S32、计算每层模态分量U_i的信息熵H_i；

S33、对信息熵{H_i|i＝1,2,...,K}通过多维标度法确定最优分解层数K。

3.根据权利要求1所述的基于变分模态分解的轨道电路传输特性定量评价方法，其特征在于，所述步骤S4中波动特征B_i的计算公式为：

上式中，Q_j为前K-1层模态分量的峭度值。