[发明专利]一种基于振动和声频复合信号的高速铁路钢轨伤损实时检测方法

摘要

本发明公开了一种基于振动和声频复合信号的高速铁路钢轨伤损实时检测方法，其步骤为：一、高速铁路钢轨上安装振动和声学传感器，结合无线节点处理器构成一个无线传感器网络，实时测量钢轨振动信号和声频信号；二、根据轨道实际结构，采用有限元方法构建轨道振动模型和声学模型，得到典型钢轨伤损的振动和声频信号；三、利用希尔伯特-黄变换对信号进行预处理；四、融合振动和声学信号建立振动、声频和伤损种类三维张量；五、利用非负张量分解提取伤损种类特征系数；六、利用相关向量机建立伤损识别规则并对实时测量信号进行分类，确定伤损类型。本发明实现了高速铁路钢轨伤损实时检测，保障高速铁路安全运行。

主权项

一种基于振动和声频复合信号的高速铁路钢轨伤损实时检测方法，其特征在于所述方法步骤如下：步骤一：在高速铁路轨道钢轨上安装振动传感器和声学传感器，结合无线网络节点处理器相连构成一个高速铁路沿线的分布式无线传感器网络，对钢轨振动信号和声频信号进行实时采集；步骤二：根据轨道实际结构，采用有限元方法构建轨道振动模型和声学模型，得到典型钢轨伤损的振动和声频信号；步骤三：利用希尔伯特‑黄变换对采集到的信号进行预处理，获得信号的希尔伯特边际谱；步骤四：融合振动和声学信号建立振动、声频和伤损种类三维张量；步骤五：利用非负张量分解方法对三维张量进行分解，提取典型钢轨伤损的伤损种类特征系数；步骤六：使用步骤五提取的伤损特征系数对相关向量机进行训练，建立伤损识别规则并对实时测量到的振动和声频信号进行分类，确定伤损类型。