[发明专利]一种基于振动加速的轨道交通钢轨病害检测时频分析方法

权利要求书

1.一种基于振动加速的轨道交通钢轨病害检测时频分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.通过布置于轴箱、转向架构架或车体上的振动传感器，采集振动加速度数据；

S2.采用零漂、滤波等方法，进行数据清洗，等速幅值转换，获得处理后的振动加速度数据；

S3.设置连续小波变换的伸缩因子优化范围，确定参数的备选值，计算不同备选值参数下的连续小波变换数值；

S4.计算每个备选值下时频分析结果的小波嫡和基尼系数，获得相应的联合评价函数值；

S5.选择最小联合评价函数值对应的备选值作为最优参数，达到时频分析最优分辨率，进行钢轨病害检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于振动加速的轨道交通钢轨病害检测时频分析方法，其特征在于，所述等速幅值转换式如下

式中，A_std为等速转换后的幅值，v_std为基准车速，v_real为实际车速，A_real为实际幅值。

3.根据权利要求1所述的一种基于振动加速的轨道交通钢轨病害检测时频分析方法，其特征在于，建立小波熵与基尼系数的联合评价函数；

(1)构建小波熵评价函数为

式中，相对小波能量定义为p_j＝E_j/E，E为小波总能量；

(2)构建基尼系数评价函数为

式中，||SE||₁表示SE的L1范数，SE为振动加速度的平方包络序列，SE^r为SE按升序排序的序列；

(3)采用归一化加权计算方法，构建联合评价函数为

式中，α为权重，α∈[0,1]。

4.根据权利要求3所述的一种基于振动加速的轨道交通钢轨病害检测时频分析方法，其特征在于，所述SE表示为

式中，Hilbert(·)为希尔伯特变换。

5.根据权利要求1所述的一种基于振动加速的轨道交通钢轨病害检测时频分析方法，其特征在于，所述振动加速度的连续小波变换表示为

式中，a和b分别为伸缩因子和平移因子，ψ(t)为小波母函数；其中，a为优化参数。

6.根据权利要求5所述的一种基于振动加速的轨道交通钢轨病害检测时频分析方法，其特征在于，设置所述参数a的优化区间[a_min,a_max]，并选定增量步长Δa，形成n个备选值a₁,a₂,…a_n。