[发明专利]一种基于宽频激励的道岔尖轨缺陷检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于宽频激励的道岔尖轨缺陷检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取尖轨两端的声波信号；所述尖轨两端的声波信号分别为第一信号x(t)、第二信号y(t)；

计算所述声波信号的二次相关函数，提取所述二次相关函数的峰值与峰值因子；

将所述峰值与峰值因子输入到SVM模型中；

所述SVM模型基于所述峰值和峰值因子确定所述尖轨的状态，所述尖轨的状态包括正常及不同缺陷类型的分类；

计算所述声波信号的二次相关函数包括如下步骤：

计算尖轨两端的声波信号的一次相关函数；

将尖轨的一次相关函数与基准相关值进行二次相关，得到尖轨两端的声波信号的二次相关函数；

二次相关函数的计算包括如下步骤：

计算尖轨两端的声波信号的互功率谱S_xy(ω)，其中，

，

X(ω)为第一信号x(t)的傅里叶变换，Y(ω)为第二信号y(t)的傅里叶变换，*表示共轭，其中，

，

；

对所述尖轨两端的声波信号的互功率谱Sxy(ω)进行逆傅里叶变换，得到所述尖轨的一次相关函数Rxy(τ)，其中，

；

将所述尖轨的一次相关函数R_xy(τ)与尖轨完好状态时的基准相关值Rxy_base进行二次相关，得到所述尖轨的二次相关函数RR_n，其中，基准相关值的计算公式同一次相关函数计算公式，具体如下：

；

其中，RRn表示第n个样本的二次相关函数，Rxy_base为基准相关值，Rxy_n表示第n个样本的一次相关函数，m取值从-N到N，N表示傅里叶变换点数，k取值从负无穷到正无穷，Rxy_base(k)就是对应的数值。

2.根据权利要求1所述的道岔尖轨缺陷检测方法，其特征在于，通过以下步骤建立所述SVM模型：

建立M组样本，获取M组样本中尖轨两端的声波信号，计算M组样本中尖轨两端所述声波信号的二次相关函数，提取所述二次相关函数的峰值与峰值因子，得到M组峰值与峰值因子；

将M组峰值与峰值因子随机分为训练样本集与测试样本集，以训练样本集中的峰值与峰值因子为输入，建立SVM训练模型并通过核函数进行参数寻优，确定模型最优参数，将测试样本集中的峰值与峰值因子输入到SVM模型中进行分类测试，验证模型的准确度。

3.根据权利要求2所述的道岔尖轨缺陷检测方法，其特征在于，

M组样本包括完好状态下的尖轨样本组和不同缺陷状态下的尖轨样本组，其中，每一种缺陷状态下的尖轨样本有若干组。

4.根据权利要求3所述的道岔尖轨缺陷检测方法，其特征在于，

所述计算M组样本中尖轨两端所述声波信号的二次相关函数包括如下步骤：

计算尖轨完好状态下的声波信号的一次相关函数，作为基准相关值；

计算M组样本中尖轨两端的声波信号的一次相关函数，将M组一次相关函数与基准相关值进行二次相关，得到M组尖轨两端的声波信号的二次相关函数。

5.根据权利要求1所述的道岔尖轨缺陷检测方法，其特征在于，

计算二次相关函数RR_n的峰值与峰值因子，即计算二次相关函数RR_n的峰值T₁和峰值因子T₂，

，

，其中，RMS_RR_n表示二次相关函数的均方根值，，N₁表示二次相关函数的数据总长度。

6.根据权利要求1所述的道岔尖轨缺陷检测方法，其特征在于，

对尖轨的根端发送宽频信号激励。