一种基于声纹特征的高铁走行部工况负载记录系统的制作方法

本技术涉及高铁走行部的领域，尤其是涉及一种基于声纹特征的高铁走行部工况负载记录系统

背景技术：

1、随着高铁技术日益发展，高铁的行驶速度越来越快。这使得高速行驶的高铁一旦出现故障，必然严重危害铁路行车安全，以造成较为严重的损失。由此可见，对高铁行驶状态的故障检测是十分必要的。

2、相关技术中，每个走行部包括四个轮毂，每个轮毂设置有一个监测装置。监测装置用于监测对应轮毂产生的声音和振动，并对监测到的声音和振动进行分析，以判断该轮毂是否产生了异音异响或异常振动，进而判断该轮毂是否产生了故障。

3、由于整列高铁上有很多走行部，且每个走行部都要设置四个上述的监测装置，故监测一列高铁所有走行部的成本较高。

技术实现思路

1、为了降低监测高铁走行部的成本，本技术提出了一种基于声纹特征的高铁走行部工况负载记录系统。

2、本技术提供的一种基于声纹特征的高铁走行部工况负载记录系统采用如下的技术方案：

3、一种基于声纹特征的高铁走行部工况负载记录系统，包括主机和用于对轮毂进行检测的多个监测终端；

4、一所述监测终端放置于与一所述轮毂相对的位置，所述监测终端用于采集在行驶过程中对应的轮毂产生的声音和振动，以输出声音检测信号和振动检测信号；

5、所述主机设置于所述高铁上，连接多个监测终端，用于分析所述声音检测信号和振动检测信号，以判断所述高铁在行驶过程中是否有轮毂产生异音异响和异常振动，用于存储生成的异常检测数据，并在所述高铁停靠时将所述异常检测数据传输至数据平台。

6、通过采用上述技术方案，监测终端能够采集在行驶过程中轮毂产生的声音和振动，主机能够对声音检测信号和振动检测信号进行分析，以判断高铁在行驶过程中是否有轮毂产生的声音和振动。相比相关技术，本技术能够将采集功能和分析功能通过两个设备分别实现，进而降低了监测高铁走行部的成本。

7、在一种可能的实现方式中：所述主机包括gps模块、速度监测单元、分析处理单元和存储单元；

8、所述gps模块用于定位所述高铁的位置；

9、所述速度监测单元用于实时监测所述高铁的行驶速度；

10、所述存储单元用于存储多个标准模型，每一标准模型对应一种车型；

11、所述分析处理单元连接所述存储单元、所述速度监测单元和多个所述监测终端，用于根据一所述标准模型对同一时间标识的行驶速度、声音检测信号和振动检测信号进行分析，判断所述高铁在行驶过程中是否有轮毂产生异音异响和异常振动，以生成异常检测数据，并在所述高铁停靠时将所述异常检测数据传输至所述数据平台；

12、所述存储单元还用于存储所述异常检测数据。

13、在一种可能的实现方式中：所述分析处理单元被进一步配置为：

14、获取每个轮毂的声音数据和振动数据，所述声音数据和所述振动数据都携带时间标识、速度标识、定位标识和轮毂编号，所述定位标识包括所述定位数据包括经度、纬度和海拔；

15、根据所述定位标识和所述时间标识将所述声音数据划分为第一静态组和第一动态组，将所述振动数据划分为第二静态组和第二动态组；

16、根据所述标准模型对所述第一静态组的数据和所述第二静态组的数据进行分析，得到每个轮毂的第一分析结果；

17、根据所述定位标识、所述速度标识确定每个轮毂的静态声纹和静态振动波纹，所述静态声纹为轮毂静止时产生的声纹，所述静态振动波纹为轮毂静止时产生的振动波纹；

18、根据所述静态声纹、所述静态振动波纹、所述标准模型对所述第一动态组的数据和所述第二动态组的数据进行分析，得到每个轮毂的第二分析结果；

19、结合所述第一分析结果和所述第二分析结果生成异常检测数据。

20、在一种可能的实现方式中：所述分析处理单元被进一步配置为：

21、所述根据所述静态声纹、所述静态振动波纹、所述标准模型对所述第一动态组的数据和所述第二动态组的数据进行分析，得到每个轮毂的第二分析结果包括：

22、根据同一轮毂的所述静态声纹、所述静态振动波纹、所述标准模型、所述声音数据和所述振动数据确定所述高铁在铁路上不同位置的环境声纹和环境振动波纹，所述环境声纹为环境给轮毂造成的声纹，所述环境振动波纹为环境给轮毂造成的振动波纹；

23、从所述第一动态组或所述第二动态组中选取一个声音数据或一个振动数据；

24、根据选取的声音数据或振动数据的定位标识和轮毂编号标识选取环境声纹或环境振动波纹；

25、根据所述标准模型、所述静态声纹或所述静态振动波纹，以及所述环境声纹或所述环境振动波纹对选取的声音数据或振动数据进行分析，得到判断结果，所述判断结果用于反映该轮毂在某一速度时是否产生异音或者异常振动；

26、结合同一轮毂的所有判断结果得到第二分析结果。

27、在一种可能的实现方式中：所述分析处理单元被进一步配置为：

28、所述根据同一轮毂的所述静态声纹、所述静态振动波纹、所述标准模型、所述声音数据和所述振动数据确定所述高铁在铁路上不同位置的环境声纹和环境振动波纹包括：

29、选取前n个轮毂的声音数据和振动数据；

30、根据所述声音数据、所述静态声纹和所述标准模型确定每个轮毂在每一位置的环境声纹参考值；

31、将各个轮毂位于同一位置时的环境声纹参考值中的众数值作为该位置的环境声纹；

32、根据所述振动数据、所述静态振动波纹和所述标准模型确定每个轮毂在每一位置的环境振动波纹参考值；

33、将各个轮毂位于同一位置时的环境振动波纹参考值中的众数值作为该位置的环境振动波纹。

34、在一种可能的实现方式中：所述分析处理单元被进一步配置为：

35、根据所述声音数据、所述静态声纹和所述标准模型确定一个轮毂在一个位置的环境声纹参考值的方法为：

36、从所述声音数据中滤除该轮毂的静态声纹，以及所述标准模型中与所述声音数据的速度标识相对应的声纹，得到所述环境声纹参考值；

37、根据所述振动数据、所述静态振动波纹和所述标准模型确定一个轮毂在一个位置的环境振动波纹参考值的方法为：

38、从所述振动数据中滤除该轮毂的静态振动波纹，以及所述标准模型中与所述振动数据的速度标识相对应的振动波纹，得到所述环境振动波纹参考值。

39、在一种可能的实现方式中：所述分析处理单元被进一步配置为：

40、所述根据所述标准模型、所述静态声纹或所述静态振动波纹，以及所述环境声纹或所述环境振动波纹对选取的声音数据或振动数据进行分析，得到判断结果包括：

41、根据选取的声音数据、相应轮毂的静态声纹，以及定位标识与该声音数据的定位标识一致的环境声纹确定目标声纹；

42、将所述标准模型中与该声音数据的速度标识一致的声纹和所述目标声纹进行对比，得到判断结果；

43、根据选取的振动数据、相应轮毂的静态振动波纹，以及定位标识与该振动数据的定位标识一致的环境振动波纹确定目标振动波纹；

44、将所述标准模型中与该振动数据的速度标识一致的振动波纹和所述目标振动波纹进行对比，得到判断结果。

45、在一种可能的实现方式中：所述分析处理单元被进一步配置为：

46、所述根据选取的声音数据、相应轮毂的静态声纹，以及定位标识与该声音数据的定位标识一致的环境声纹确定目标声纹包括：

47、从选取的声音数据中滤除相应轮毂的静态声纹，以及定位标识与该声音数据的定位标识一致的环境声纹，得到目标声纹；

48、所述根据选取的振动数据、相应轮毂的静态振动波纹，以及定位标识与该振动数据的定位标识一致的环境振动波纹确定目标振动波纹包括：

49、从选取的振动数据中滤除相应轮毂的静态振动波纹，以及定位标识与该振动数据的定位标识一致的环境振动波纹，得到目标振动波纹。

50、在一种可能的实现方式中：所述分析处理单元被进一步配置为：

51、所述根据所述定位标识和所述时间标识将所述声音数据划分为第一静态组和第一动态组，将所述振动数据划分为第二静态组和第二动态组包括：

52、将所述声音数据中海拔相同且所述时间标识连续的数据确定为第一静态组，将所述声音数据中剩余的数据确定为第一动态组；

53、将所述振动数据中海拔相同且所述时间标识连续的数据确定为第二静态组，将所述振动数据中剩余的数据确定为第二动态组。

54、在一种可能的实现方式中：所述分析处理单元被进一步配置为：

55、所述根据所述定位标识、所述速度标识确定每个轮毂的静态声纹和静态振动波纹包括：

56、将所述声音数据中定位标识为指定位置且所述速度标识为零的声纹确定为静态声纹；

57、将所述振动数据中定位标识为指定位置且所述速度标识为零的振动波纹确定为静态振动波纹。

58、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

59、在本技术中，通过设置主机和多个监测终端，使得采集在行驶过程中轮毂产生的声音和振动和对声音检测信号和振动检测信号进行分析两个过程能够在两个设备中进行，进而降低了监测高铁走行部的成本。