全波段轨道垂向不平顺状态评价方法及装置与流程

1.本发明涉及铁路工务工程领域，尤其涉及一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法及装置。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.轨道的状态直接决定了轨道-车辆系统的安全性和舒适性。目前，轨道几何检测在保证轨道状态方面起着主导作用，无砟轨道夏季高温热膨胀和冬季路基低温冻胀，轨道几何幅值会增大，这种变化具有一定的突发性，长周期、低频率的检查并不能有效捕捉到疾病数字属性的突变，高速列车采用惯性参考系结合光学系统进行轨道动态几何检测，该检测方法周期较长，不能及时发现轨道上存在的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法，用以实现对全波段轨道垂向不平顺状态的及时、准确评价，该方法包括：
5.获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；
6.将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；
7.将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；
8.将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷。
9.本发明实施例还提供一种全波段轨道垂向不平顺状态评价装置，用以实现对全波段轨道垂向不平顺状态的及时、准确评价，该装置包括：
10.数据检测模块，用于获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；
11.分段滤波处理模块，用于将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；
12.数据计算模块，用于将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；
13.数据判断模块，用于将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷。
14.本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述全波段轨道垂向不平顺状态评价方法。
15.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述全波段轨道垂向不平顺状态评价方法。
16.本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述全波段轨道垂向不平顺状态评价方法。
17.本发明实施例中，获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷，与现有技术中高速列车采用惯性参考系结合光学系统进行轨道动态几何检测的技术方案相比，可以缩短检测周期，更加及时、准确的获取轨道的垂向不平顺状态。本发明可以满足高速条件下利用车载设备对轨道几何形状进行在线监测的要求，以及对铁路的状态监测和及时维护，有助于提升轨道检测、维护的工作效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
19.图1为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的流程示例图；
20.图2为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
21.图3为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
22.图4为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
23.图5为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
24.图6为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
25.图7为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
26.图8为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
27.图9为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
28.图10为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
29.图11为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
30.图12为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图；
31.图13为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价装置的具体示例图；
32.图14为本发明实施例中用于全波段轨道垂向不平顺状态评价的计算机设备示意图。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
34.本技术技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
35.本文中术语“和/或”，仅仅是描述一种关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括a、b、c中的至少一种，可以表示包括从a、b和c构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
36.在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本技术的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
37.图1为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的流程示例图，如图1所示，该方法包括：
38.步骤101，获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；
39.步骤102，将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；
40.步骤103，将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；
41.步骤104，将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷。
42.本发明实施例中，获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷，与现有技术中高速列车采用惯性参考系结合光学系统进行轨道动态几何检测的技术方案相比，可以缩短检测周期，更加及时、准确的获取轨道的垂向不平顺状态。本发明可以满足高速条件下利用车载设备对轨道几何形状进行在线监测的要求，以及对铁路的状态监测和及时维护，有助于提升轨道检测、维护的工作效率。
43.在步骤101中，获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，
所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；在一实施例中，所述多断面车辆动态检测系统采用多通道分布式网络化测试技术远程控制测试设备，实时采集高速列车的轴箱加速度。
44.在高速综合检测车上安装了加速度检测系统，实测垂向轴箱加速度数据，图3为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，多断面车辆动态检测系统如图3所示，该检测系统可实时采集车体、构架和轴箱加速度，用于辅助分析轨道的不平顺状态。该检测系统采用多通道分布式网络化测试技术，用计算机远程控制分布在不同地点的测试设备同步工作，并通过网络传输数据和同步信息，具有测量数据量大，地域分散，测试的实时性和可靠性高，远距离协同操作等特点。多断面车辆动态检测系统具备在线采集及处理原始信号、存储中间数据和最后结果、在线显示波形图、通过网络传输数据、输出超限报表、修正里程、对存储的数据进行事后回放、输出波形图数据及相应地点和速度等功能。实现数据采集，原始数据存盘和数据有效性判断和波形显示。
45.在步骤102中，将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；
46.在一实施例中，将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理，包括：对于匀速区段数据，采用快速fourier变换及逆变换进行滤波处理；对于变速区段数据，采用分数阶fourier变换及逆变换进行滤波处理。
47.在一实施例中，对于匀速区段数据，可按如下步骤进行滤波处理：
48.滤波范围为[f
l
,fh]，其中f
l
和fh分别为滤波上限与滤波下限，其取值根据对应的波长[l
l
,lh]和速度v进行计算：
[0049][0050]
从轴箱加速度数据中获取轴箱加速度信号a(t)，t为时间；
[0051]
对a(t)进行快速fourier变换，
[0052]
a(ω)＝f[a(t)]
[0053]
其中a(ω)表示a(t)的快速fourier变换结果，ω表示角频率，f表示fourier变换；
[0054]
在频域内，置滤波范围[f
l
,fh]之外的数值为0，并将整个频域的变换结果记为af(ω)；
[0055]
对af(ω)进行逆快速fourier变换，
[0056]af
(t)＝f-1
[af(ω)]
[0057]
即可得到匀速情况下的滤波数据。
[0058]
在一实施例中，对于变速区段数据，可按如下步骤进行滤波处理：
[0059]
从轴箱加速度数据中获取轴箱加速度信号a(t)，t为时间；
[0060]
对a(t)进行p阶分数阶fourier变换(a(t)在α角度下的分数阶fourier变换)，
[0061][0062]ap
(u)表示a(t)的p阶分数阶fourier变换结果，u表示分数域上的角频率，f p
是分数阶fourier变换算子，k
p
(t,u)为核函数，其表达式为：
[0063][0064]
其中代表时频平面的旋转角度，可以看出分数阶fourier变换的分解基函数由单频正弦信号拓展为线性调频信号；
[0065]
在分数域内，置滤波范围[f
αl
,f
αh
]之外的数值为0，并将频域的变换结果记为af(u)，f
αl
和f
αh
的值由波长[l
l
,lh]、速度v和α决定，
[0066][0067]
对af(u)进行逆分数阶fourier变换，
[0068]af,i
＝f-p
[af(u)]
[0069]
即得到变速情况下的滤波数据。
[0070]
p阶分数阶fourier变换可以理解为信号的时频平面绕原点逆时针旋转角度，p阶分数阶fourier变换的线性正则变换矩阵为
[0071][0072]
当p＝1时，上述矩阵为此时分数阶fourier变换为传统的fourier变换。基于上述变换，信号的p阶分数阶fourier变换的时频平面就相当于传统fourier变换时频平面逆时针旋转角度。这样原来的线性调频信号的时频平面就转变成为与冲击或者单周期信号的时频平面类似的形式，后续进行滤波处理时将会方便很多。
[0073]
对于变速区段，动态响应信号一般是非线性振动非常强的一类信号，虽然部分区段属于非线性调频信号，但是，就整体来看，在速度增加或者降低区段可以近似的看作是线性调频信号，这样我们计算出速度的变化率就得到了线性调频信号的角度α，从而通过角度α得到分数阶fourier变换的阶数，然后实现对轴箱加速度数据的滤波。图4为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，如图4所示为某一区段滤波前后的轴箱加速度数据。
[0074]
在步骤103中，将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；图5为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，涉及轨道不平顺的计算方法，包括如下步骤：
[0075]
步骤501，根据分段滤波处理后的轴箱加速度数据计算垂向位移；
[0076]
步骤502，对垂向位移进行fourier变换及逆变换，获得不同波段的轨道垂向不平顺数据。
[0077]
在一实施例中，轨道不平顺的计算方法可以按如下步骤进行：
[0078]
将分段滤波处理后的轴箱加速度数据a(ω)作为输入,垂向位移的fourier变换可由下式进行计算：
[0079][0080]
其中，a(ω)、x(ω)分别为轴箱加速度a(t)和垂向位移x(t)的fourier变换，x0和v0分别为初始位移和初始速度；
[0081]
当x0和v0均为0时，全波段轨道垂向不平顺数据x即可通过上式的逆fourier变换计算得来：
[0082]
x＝f-1
[x(ω)]
[0083]
图6为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，为匀速区段情况下通过积分计算得到的中长波轨道垂向不平顺。其中，横坐标表示高速列车的行驶里程，也就是高速列车与起始地点的距离，以公里为单位表示，纵坐标表示高速列车在垂直地面方向的位移，同样可认为是轮对在垂直方向距离地面的长度。
[0084]
图7为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，为匀速区段情况下通过积分计算得到的中长波轨道垂向不平顺的功率谱。其中横坐标表示位移经过傅里叶变换以后的频率，也就是说在一米距离内所包含的正弦波数量，纵坐标表示能量密度。
[0085]
图8为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，为变速区段情况下通过积分计算得到的中长波轨道垂向不平顺。其中，横坐标表示高速列车的行驶里程，也就是高速列车与起始地点的距离，以公里为单位表示，纵坐标表示高速列车在垂直地面方向的位移，同样可认为是轮对在垂直方向距离地面的长度。
[0086]
图9为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，为变速区段情况下通过积分计算得到的中长波轨道垂向不平顺的功率谱。其中横坐标表示位移经过傅里叶变换以后的频率，也就是说在一米距离内所包含的正弦波数量，纵坐标表示能量密度。
[0087]
图10为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，为短波轨道垂向不平顺及其空间频谱。其中子图2为数据经空间采样处理后对应的频谱图。
[0088]
在步骤104中，将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷。
[0089]
在一实施例中，将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷，包括：
[0090]
根据高速列车的里程数据按顺序将不同波段的轨道垂向不平顺数据以个位数米为单位分组；
[0091]
对同组内的轨道垂向不平顺数据再按米数均分进行采样；
[0092]
确定同组内的采样点对应的位移最大值为该组的轨道不平顺数据，不同组的采样点对应的位移最大值构成空间采样的处理的全波段轨道不平顺数据；
[0093]
判断全波段轨道不平顺数据是否超过预设评判标准中给定的值；所述预设评判标
准包括轨道几何状态动态检测及评定规则、无砟轨道线路维修规则；
[0094]
若是，确定全波段轨道不平顺存在缺陷。
[0095]
原始的轴箱加速度数据为时间采样数据，每米路程对应的采样数据量巨大，特别是中长波数据，对于数据存储、数据查看、与现场数据对应在操作上都比较繁琐，需要将时间采样数据转化为空间采样数据变为稀疏数据才能够满足需要。
[0096]
本例中，将时间采样数据转化为空间采样数据的流程可以如下所示：
[0097]
将时间采样数据的里程数据中米的位数置为个位数；
[0098]
分次取出整数部分相同的数据，记其长度为n；
[0099]
按照顺序将取出的数据划分为c组；
[0100]
将每组数据的里程数据小数部分分别设置为
[0101]
去掉重复的里程数据；
[0102]
最终空间采样的轨道不平顺数据选取各组数据中位移最大值对应的数据。
[0103]
得到空间采样的轨道不平顺数据之后，根据高速铁路轨道几何状态动态检测及评定、高速铁路无砟轨道线路维修规则进行轨道全波段不平顺缺陷的评判，若采样数据超过标准给定值则判定现场存在缺陷。图11为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，是计算结果与几何系统及静态数据的对比结果；图12为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的具体示例图，是根据计算结果检测出的某线路上因高低不平顺而查出的缺陷。
[0104]
本发明实施例中还提供了一种全波段轨道垂向不平顺状态评价装置，如下面的实施例上述。由于该装置解决问题的原理与全波段轨道垂向不平顺状态评价方法相似，因此该装置的实施可以参见全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的实施，重复之处不再赘述。图13为本发明实施例中一种全波段轨道垂向不平顺状态评价装置的具体示例图，如图13所示，该装置包括：
[0105]
数据检测模块1301，用于获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；
[0106]
分段滤波处理模块1302，用于将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；
[0107]
数据计算模块1303，用于将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；
[0108]
数据判断模块1304，用于将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷。
[0109]
在一实施例中，所述多断面车辆动态检测系统采用多通道分布式网络化测试技术远程控制测试设备，实时采集高速列车的轴箱加速度。
[0110]
进一步地，分段滤波处理模块1302具体用于：
[0111]
对于匀速区段数据，采用快速fourier变换及逆变换进行滤波处理；
[0112]
对于变速区段数据，采用分数阶fourier变换及逆变换进行滤波处理。
[0113]
进一步地，数据计算模块1303具体用于：
[0114]
根据分段滤波处理后的轴箱加速度数据计算垂向位移；
[0115]
对垂向位移进行fourier变换及逆变换，获得不同波段的轨道垂向不平顺数据。
[0116]
进一步地，数据判断模块1304具体用于：
[0117]
根据高速列车的里程数据按顺序将不同波段的轨道垂向不平顺数据以个位数米为单位分组；
[0118]
对同组内的轨道垂向不平顺数据再按米数均分进行采样；
[0119]
确定同组内的采样点对应的位移最大值为该组的轨道不平顺数据，不同组的采样点对应的位移最大值构成空间采样的处理的全波段轨道不平顺数据；
[0120]
判断全波段轨道不平顺数据是否超过预设评判标准中给定的值；所述预设评判标准包括轨道几何状态动态检测及评定规则、无砟轨道线路维修规则；
[0121]
若是，确定全波段轨道不平顺存在缺陷。
[0122]
本发明实施例提供一种用于实现上述全波段轨道垂向不平顺状态评价方法中的全部或部分内容的计算机设备的实施例所述计算机设备具体包含有如下内容：
[0123]
处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(communications interface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述通信接口用于实现相关设备之间的信息传输；该计算机设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该计算机设备可以参照实施例用于实现全波段轨道垂向不平顺状态评价方法的实施例及用于实现全波段轨道垂向不平顺状态评价装置的实施例进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。
[0124]
图14为本技术实施例的计算机设备1400的系统构成的示意框图。如图14所示，该计算机设备1400可以包括中央处理器1401和存储器1402；存储器1402耦合到中央处理器1401。值得注意的是，该图14是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。
[0125]
一实施例中，全波段轨道垂向不平顺状态评价功能可以被集成到中央处理器1401中。其中，中央处理器1401可以被配置为进行如下控制：
[0126]
获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；
[0127]
将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；
[0128]
将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；
[0129]
将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷。
[0130]
在另一个实施方式中，全波段轨道垂向不平顺状态评价装置可以与中央处理器1401分开配置，例如可以将全波段轨道垂向不平顺状态评价装置配置为与中央处理器1401连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现全波段轨道垂向不平顺状态评价功能。
[0131]
如图14所示，该计算机设备1400还可以包括：通信模块1403、输入单元1404、音频处理器1405、显示器1406、电源1407。值得注意的是，计算机设备1400也并不是必须要包括
图14中所示的所有部件；此外，计算机设备1400还可以包括图14中没有示出的部件，可以参考现有技术。
[0132]
如图14所示，中央处理器1401有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器1401接收输入并控制计算机设备1000的各个部件的操作。
[0133]
其中，存储器1402，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器1401可执行该存储器1402存储的该程序，以实现信息存储或处理等。
[0134]
输入单元1404向中央处理器1401提供输入。该输入单元1404例如为按键或触摸输入装置。电源1407用于向计算机设备1400提供电力。显示器1406用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为lcd显示器，但并不限于此。
[0135]
该存储器1402可以是固态存储器，例如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、sim卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为eprom等。存储器1402还可以是某种其它类型的装置。存储器1402包括缓冲存储器1421(有时被称为缓冲器)。存储器1402可以包括应用/功能存储部1422，该应用/功能存储部1422用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器1401执行计算机设备1400的操作的流程。
[0136]
存储器1402还可以包括数据存储部1423，该数据存储部1423用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由计算机设备使用的数据。存储器1402的驱动程序存储部1424可以包括计算机设备的用于通信功能和/或用于执行计算机设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。
[0137]
通信模块1403即为经由天线1408发送和接收信号的发送机/接收机1403。通信模块(发送机/接收机)1403耦合到中央处理器1401，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。
[0138]
基于不同的通信技术，在同一计算机设备中，可以设置有多个通信模块1403，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)1403还经由音频处理器1405耦合到扬声器1409和麦克风1410，以经由扬声器1409提供音频输出，并接收来自麦克风1410的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器1405可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器1405还耦合到中央处理器1401，从而使得可以通过麦克风1410能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器1409来播放本机上存储的声音。
[0139]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述全波段轨道垂向不平顺状态评价方法。
[0140]
本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述全波段轨道垂向不平顺状态评价方法。
[0141]
本发明实施例中，获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；将轴箱加速度数据分为匀速区段数
据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷，与现有技术中高速列车采用惯性参考系结合光学系统进行轨道动态几何检测的技术方案相比，可以缩短检测周期，更加及时、准确的获取轨道的垂向不平顺状态。本发明可以满足高速条件下利用车载设备对轨道几何形状进行在线监测的要求，以及对铁路的状态监测和及时维护，有助于提升轨道检测、维护的工作效率。
[0142]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0143]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0144]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0145]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0146]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法，其特征在于，包括：获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多断面车辆动态检测系统采用多通道分布式网络化测试技术远程控制测试设备，实时采集高速列车的轴箱加速度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理，包括：对于匀速区段数据，采用快速fourier变换及逆变换进行滤波处理；对于变速区段数据，采用分数阶fourier变换及逆变换进行滤波处理。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据，包括：根据分段滤波处理后的轴箱加速度数据计算垂向位移；对垂向位移进行fourier变换及逆变换，获得不同波段的轨道垂向不平顺数据。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷，包括：根据高速列车的里程数据按顺序将不同波段的轨道垂向不平顺数据以个位数米为单位分组；对同组内的轨道垂向不平顺数据再按米数均分进行采样；确定同组内的采样点对应的位移最大值为该组的轨道不平顺数据，不同组的采样点对应的位移最大值构成空间采样的处理的全波段轨道不平顺数据；判断全波段轨道不平顺数据是否超过预设评判标准中给定的值；所述预设评判标准包括轨道几何状态动态检测及评定规则、无砟轨道线路维修规则；若是，确定全波段轨道不平顺存在缺陷。6.一种全波段轨道垂向不平顺状态评价装置，其特征在于，包括：数据检测模块，用于获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；分段滤波处理模块，用于将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；数据计算模块，用于将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；数据判断模块，用于将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段
轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多断面车辆动态检测系统采用多通道分布式网络化测试技术远程控制测试设备，实时采集高速列车的轴箱加速度。8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，分段滤波处理模块具体用于：对于匀速区段数据，采用快速fourier变换及逆变换进行滤波处理；对于变速区段数据，采用分数阶fourier变换及逆变换进行滤波处理。9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，数据计算模块具体用于：根据分段滤波处理后的轴箱加速度数据计算垂向位移；对垂向位移进行fourier变换及逆变换，获得不同波段的轨道垂向不平顺数据。10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，数据判断模块具体用于：根据高速列车的里程数据按顺序将不同波段的轨道垂向不平顺数据以个位数米为单位分组；对同组内的轨道垂向不平顺数据再按米数均分进行采样；确定同组内的采样点对应的位移最大值为该组的轨道不平顺数据，不同组的采样点对应的位移最大值构成空间采样的处理的全波段轨道不平顺数据；判断全波段轨道不平顺数据是否超过预设评判标准中给定的值；所述预设评判标准包括轨道几何状态动态检测及评定规则、无砟轨道线路维修规则；若是，确定全波段轨道不平顺存在缺陷。11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一所述方法。12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一所述方法。13.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一所述方法。

技术总结
本发明公开了一种全波段轨道垂向不平顺状态评价方法及装置，涉及铁路工务工程领域，该方法包括：获得多断面车辆动态检测系统采集的高速列车的轴箱加速度数据，所述多断面车辆动态检测系统安装于高速列车上；将轴箱加速度数据分为匀速区段数据和变速区段数据，分别对匀速区段数据和变速区段数据进行分段滤波处理；将分段滤波处理后的轴箱加速度数据进行二次积分变换，计算不同波段的轨道垂向不平顺数据；将不同波段的轨道垂向不平顺数据转化为空间采样处理的全波段轨道不平顺数据，将全波段轨道不平顺数据与全波段轨道不平顺的预设评判标准对比，确定全波段轨道不平顺是否存在缺陷。陷。陷。


技术研发人员：徐晓迪 孙善超 杨飞 田新宇 牛留斌 尤明熙 梁志明 李国龙 马良德 黄哲昊
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所 北京铁科英迈技术有限公司
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/6/28