[发明专利]基于振动噪声频谱特征匹配的轨道结构力学性能评价方法

摘要

本发明公开一种基于振动噪声频谱特征匹配的轨道结构力学性能评价方法，通过对列车通过时正常及病害状态下轨道结构振动加速度、噪声辐射进行测试，建立各类伤损病害对应的加速度及声压数据的频谱曲线特征数据库。利用所建立的数据库与处理后的待检测轨道结构振动及噪声测试数据进行对比，实现基于振动噪声联合测试的轨道交通轨道结构力学状态评估及各类伤损病害的识别与评判，弥补了以往单一振动或噪声测试数据无法系统评估轨道结构力学状态的不足，为轨道交通的安全平稳运行提供保障。

主权项

1.一种基于振动噪声频谱特征匹配的轨道结构力学性能评价方法，其特征在于，包括步骤：S1、在轨道无缺陷病害路段布置振动加速度计和声压传感器，采集轨道无缺陷病害的区段的振动数据和声压数据；S2、分别提取S1中采集的振动数据和声压数据的频谱曲线特征，建立无缺陷病害钢轨数据库；S3、针对不同类型的轨道结构病害，选取存在单一缺陷病害的区段布置振动加速度计和声压传感器，分别采集每类缺陷病害对应区段内轨道的振动数据和声压数据；S4、提取S3中采集的每个区段数据的频谱曲线特征，建立用于判断是否存在该类缺陷病害的钢轨数据库；S5、基于相似理论提取S4频谱曲线特征中与S2频谱曲线特征中能量分布接近的频带作为归一化特征频带，分别建立各单一缺陷病害的振动及噪声声压归一化特征频带库；S6、利用S5中得到的归一化特征频带对S4中的频谱曲线特征进行归一化处理，得到归一化后的频谱曲线的数据；S7、将S6中得到的归一化后的频谱曲线的数据与无缺陷病害钢轨数据库中的各相应频谱曲线处的峰值做差，提取差值超过阈值I的对应频带作为病害识别特征频带，分别建立各单一缺陷病害的病害识别特征频带；S8、在轨道待检测路段布置振动加速度计和声压传感器，采集待检测路段的轨道振动数据和声压数据；S9、提取S8中采集的数据的频谱曲线特征，利用S5建立的各单一缺陷病害的归一化特征频带及S7中建立的病害识别特征频带分别对所提取的待检测路段的频谱曲线特征进行归一化和滤波处理；S10、计算S9中在每一类病害识别特征频带处得到的处理后的频谱曲线的数据与S2建立的无缺陷病害钢轨数据库中的各相应频谱曲线处峰值的差值；S11、基于S10提取病害识别特征频带中对应的差值在阈值II以上的频带，计算该频带对应的带宽占病害识别特征频带总带宽的百分比，当百分比大于第一阈值或第二阈值时，判断存在此类病害。