[發明專利]一種融合車速信息和前后軸箱加速度信息的軌道局部缺陷車載檢測方法

有效

• 申請號: 201210399432.5
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102890143A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 林建輝;丁建明;蘇燕辰;伍川輝;劉璐;易彩;陳春俊;張兵
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 成實

技術領域

?本發明屬于交通運輸領域，具體地講，涉及一種融合車速信息和前后軸箱加速度信息的軌道局部缺陷車載檢測方法。

背景技術

良好的軌道狀態是保障車輛安全、順暢通過的根本條件，也是鐵路工務段對軌道檢測、維修的根本目的。其中軌道短波不平順是影響軌道狀態的一個重要因素，而且在鐵路軌道中頻繁發生，軌道短波不平順產生輪軌沖擊載荷，輕則引起車輛和軌道的劇烈振動，嚴重時危害車輛和軌道的相關部件，減少車輛和軌道的服役壽命，甚至造成車輛脫軌、傾覆等惡性事件，影響鐵路車輛的行車安全，因此軌道短波不平順檢測技術是一項涉及到人生安全、財產的重要技術，是確保軌道車輛長期安全運行的重要保障。

現有的軌道短波檢測方法主要有兩大類：

一．人工測量

現有的低成本的輕型軌道檢測小車一般采用人工推移進行軌道狀態檢測以節約成本，然而人工測量不僅精度不高，而且費時費力，完全不能滿足今天軌道車輛大發展的速度。

二．軌道檢測車

現有的軌道線路中大多采用軌道檢測車來測量，這種方法雖然測量速度較人工測量速度更快，但成本也隨之大大提高，由于需要專門的檢測車且需要安排特定的時間進行作業，實現方式麻煩。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的軌道短波測量費時費力且成本高的缺陷，提供一種省時省力、成本低廉、精確度高的軌道缺陷車載檢測方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種融合車速信息和前后軸箱加速度信息的軌道局部缺陷車載檢測方法，包括以下步驟：

（a）通過采集器采集一個位置處至少一個振動加速度傳感器的車速信息和前后軸箱垂向振動加速度信息；

（b）將采集到的車速信息和軸箱垂向振動加速度信息進行融合；

（c）將融合后的信息進行特征提取，得到振動加速度的時頻能量分布函數；

（d）尋找到時頻能量分布函數峰值對應的位移坐標位置；

（e）重復步驟（a）～（d）對相鄰一個軸距車輪旋轉周位置處的加速度信號進行分析，若能量峰值對應的位移坐標一致，則該軌道存在局部缺陷。

進一步的，所述步驟（a）中振動加速度傳感器的量程為±50g且頻率響應不小于2000Hz，采集器的采樣頻率不低于10kHz。

為了將采集到的車速信息和軸箱垂向振動加速度信息進行充分融合，所述步驟（b）的具體實現方法如下：

（b1）從???????????????????????????????????????????????時刻到時刻得到車輛的行駛位移的計算公式如下：

并記下時間坐標，并依此類推得到從到車輛的行駛位移：

記下時間坐標其中表示車輪的名義滾動圓半徑，為正整數；

（b2）通過公式：

對前軸箱振動信號分為共段；

（b3）對車速信號從到求和計算車輛的行駛位移，同時使得

并記下時間坐標，同理對車速信號從到求和計算車輛的行駛位移，依次類推對車速信號從到求和計算車輛的行駛位移：

記下時間坐標；

（b4）應用時間坐標對前軸箱振動信號進行分段，得到公式：

從而得到車輪旋轉一周的位移信號相對應的軸箱垂向振動加速度信息。

再進一步的，所述步驟（c）的具體實現方式如下：

（c1）對前軸箱振動信息和后軸箱振動信息進行傅立葉變換得到：

；

（c2）將和分別與頻率選擇函數相乘得到頻率選擇后的函數和，其中頻率選擇函數

；

（c3）對函數和進行反傅立葉變換得到前軸箱振動加速度的時頻能量分布函數和后軸箱振動加速度的時頻分量。

更進一步的，所述步驟（d）的具體實現方式如下：

（d1）以時間為基準，將時頻能量分布函數的時間坐標替換為位移坐標；

（d2）尋找時頻能量峰值對應的位移坐標位置。

本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果：