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[發(fā)明專利]一種基于噪聲信號(hào)的輪軌界面損傷演變監(jiān)測(cè)方法在審

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201911415551.3 申請(qǐng)日: 2019-12-31
公開(公告)號(hào): CN111055881A 公開(公告)日: 2020-04-24
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 朱利明;卓靜超;孫宇 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 南京工大橋隧與軌道交通研究院有限公司
主分類號(hào): B61K9/10 分類號(hào): B61K9/10;B61K9/12;G01N29/04;G01N29/46
代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252 代理人: 徐博
地址: 210000 江蘇省南京市秦淮區(qū)*** 國省代碼: 江蘇;32
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 基于 噪聲 信號(hào) 界面 損傷 演變 監(jiān)測(cè) 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種基于噪聲信號(hào)的輪軌界面損傷演變監(jiān)測(cè)方法,其特征在于:噪聲采集裝置設(shè)置在沿輪軌界面變化的移動(dòng)載體上,所述的噪聲采集裝置用于實(shí)時(shí)采集軌道車輛輪軌接觸面周圍噪聲的瞬時(shí)聲壓,將采集到的噪聲信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,對(duì)軌道交通的輪軌界面損傷狀態(tài)進(jìn)行判斷,具體步驟如下:

步驟1,通過噪聲采集裝置采集得到噪聲信號(hào),對(duì)噪聲信號(hào)進(jìn)行盲源分離,保留輪軌噪聲信號(hào);

步驟2,確定輪軌噪聲信號(hào)特征,對(duì)輪軌噪聲進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換,得到輪軌噪聲的頻率譜,確定各個(gè)行車區(qū)間段的輪軌噪聲時(shí)頻特征;

步驟3,輪軌界面損傷診斷,與正常行駛狀態(tài)下各個(gè)行車區(qū)間段的輪軌噪聲時(shí)域分布特性和時(shí)頻特性演變規(guī)律對(duì)比,得到車輪損傷的類型和演變規(guī)律以及不同監(jiān)測(cè)時(shí)間對(duì)應(yīng)的鋼軌損傷類型以及演變規(guī)律;

步驟4,鋼軌損傷位置確定,確定鋼軌損傷出所在的監(jiān)測(cè)時(shí)間,進(jìn)而得到鋼軌損傷的位置分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于噪聲信號(hào)的輪軌界面損傷演變監(jiān)測(cè)方法,其特征在于:所述的噪聲采集裝置設(shè)置在有軌車輛的車廂內(nèi)底部或車輛的構(gòu)架底部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于噪聲信號(hào)的輪軌界面損傷演變監(jiān)測(cè)方法,其特征在于:所述的步驟1中噪聲采集裝置采集得到噪聲信號(hào)包括但不限于:列車的輪軌噪聲、機(jī)車車輛的機(jī)械設(shè)備噪聲、空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)電系統(tǒng)噪聲以及與運(yùn)行無關(guān)的其他設(shè)備發(fā)生的噪聲。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于噪聲信號(hào)的輪軌界面損傷演變監(jiān)測(cè)方法,其特征在于:步驟1中盲源分離的方法具體方法如下:

S(t)=W(t)X(t)

其中,t為監(jiān)測(cè)時(shí)間;X(t)=(x1(t),…,xi(t))T為測(cè)得的混合信號(hào);S(t)=(s1(t),…,si(t))T為分離結(jié)果,W(t)為解混矩陣;

所述的噪聲信號(hào)包括列車的輪軌噪聲、機(jī)車車輛的機(jī)械設(shè)備噪聲、空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)電系統(tǒng)噪聲以及與運(yùn)行無關(guān)的其他設(shè)備發(fā)生的噪聲,采集到的觀測(cè)信號(hào)記為x1(t),x2(t),x3(t),x4(t),x5(t),原始信號(hào)記為s(t),s2(t),s3(t),s4(t),s5(t),xi(t)是si(t)的加權(quán)和,加權(quán)系數(shù)取決于源和噪聲采集裝置之間的距離,可得如下等式:

x1(t)=a11s1(t)+a12s2(t)+a13s3(t)+a14s4(t)+α15s5(t)

x2(t)=a21s1(t)+a22s2(t)+a23s3(t)+a24s4(t)+a25s5(t)

x3(t)=a31s1(t)+a32s2(t)+a33s3(t)+a34s4(t)+a35s5(t)

x4(t)=a41s1(t)+a42s2(t)+a43s3(t)+a44s4(t)+a45s5(t)

x5(t)=a51s1(t)+a52s2(t)+a53s3(t)+a54s4(t)+a55s5(t)

式中,aij是常值系數(shù),表示混合的權(quán)重;

假設(shè)由aij組成的矩陣可逆,此時(shí)存在一個(gè)元素是wij的矩陣W可以分離出源信號(hào):

s1(t)=w11x1(t)+w12x2(t)+w13x3(t)+w14x4(t)+w15x5(t)

s2(t)=w21x1(t)+w23x2(t)+w23x3(t)+w24x4(t)+w25x5(t)

s3(t)=w31x1(t)+w32x2(t)+w33x3(t)+w34x4(t)+w35x5(t)

s4(t)=w41x1(t)+w42x2(t)+w43x3(t)+w44x4(t)+w45x5(t)

s5(t)=w51x1(t)+w52x2(t)+w53x3(t)+w54x(t)+w55x5(t)

得到解混矩陣W(t)后,計(jì)算得到分離出的輪軌噪聲數(shù)據(jù)P(x,t)。

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