[发明专利]声振结合的高速铁路钢轨波磨识别方法和装置

说明书

本发明提供了一种声振结合的高速铁路钢轨波磨识别方法和装置，该方法包括：获取振动信号和声信号；根据振动信号，确定振动信号能量因子和振动信号波磨指数；根据声信号，确定声能量因子和声波磨指数；根据振动信号和声信号，确定声振复合能量因子和声振复合波磨指数；根据振动信号能量因子、振动信号波磨指数、声能量因子、声波磨指数、声振复合能量因子和声振复合波磨指数，确定高速铁路钢轨波磨识别结果。利用声振结合的方法，抑制动态响应信号中的干扰项，提高信号中周期性成分的能量集中度；发挥声振信号的互补性，避免检测时漏检；提高对短波早期病害的探测能力，识别早期周期性病害，利用声振结合为综合识别评价钢轨波磨提供依据。

技术领域

本发明涉及铁路轨道检测技术领域，尤其涉及一种声振结合的高速铁路钢轨波磨识别方法和装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

铁路轨道短波不平顺是一种典型的轨道病害，通常由钢轨焊接接头凸起或凹陷、钢轨轨头波浪磨耗、擦伤或剥离掉块等因素引起，在列车行驶时可引起车辆零部件的高频振动。常见的短波不平顺病害波长在300mm以内，通过轮轨间作用力激励，在列车的轴箱处可产生较明显的动态响应。

现有的一种方案利用安装在轴箱上的加速度传感器测量的振动信号对短波不平顺病害进行分析。还有一种现有技术提出了利用轨道冲击指数(Track Impact Index,TII)、钢轨波磨指数(Steel Corrugation Index,SCI)评价高频动态响应振动信号中的冲击成分、周期性波磨成分的方法。在利用轴箱加速度采集的振动信号分析评价轨道短波不平顺病害的研究和应用方面，已有较成熟的采集分析系统和评价体系。

当轨道存在早期波磨或者残留小幅度打磨痕迹的情况时，仅通过测量振动信号，则获得的振动信号的幅值会比较小，通过振动信号进行分析则很难识别到，无法预测早期周期性病害；进一步的，由于采用了单一的振动信号，若传感器存在故障，则会造成检测缺失的问题，进一步导致钢轨波磨情况的加剧。

因此，如何提供一种新的方案，其能够解决上述技术问题是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明实施例提供一种声振结合的高速铁路钢轨波磨识别方法，利用声振结合的方法，抑制动态响应信号中的干扰项，提高信号中周期性成分的能量集中度；发挥声振信号的互补性，具有双保险的意义，避免检测时漏检；提高对高铁线路短波早期病害的探测能力，识别可能存在的早期周期性病害，利用声振结合为综合识别评价钢轨波磨提供依据，该方法包括：

获取振动信号和声信号；

根据振动信号，确定振动信号能量因子和振动信号波磨指数；

根据声信号，确定声能量因子和声波磨指数；

根据振动信号和声信号，确定声振复合能量因子和声振复合波磨指数；

根据振动信号能量因子、振动信号波磨指数、声能量因子、声波磨指数、声振复合能量因子和声振复合波磨指数，确定高速铁路钢轨波磨识别结果。

本发明实施例还提供一种声振结合的高速铁路钢轨波磨识别装置，包括：

信号获取模块，用于获取振动信号和声信号；

振动信号分析模块，用于根据振动信号，确定振动信号能量因子和振动信号波磨指数；

声信号分析模块，用于根据声信号，确定声能量因子和声波磨指数；

声振信号复合分析模块，用于根据振动信号和声信号，确定声振复合能量因子和声振复合波磨指数；