高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别方法及装置与流程

本发明涉及高速铁路工务工程，尤指一种高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别方法及装置。

背景技术：

1、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。

2、轨道不平顺是指铁路线路钢轨在垂向、横向上与理论位置存在的偏差，是高速铁路轨道-车辆系统相互作用的直接激扰源，在高速铁路轨道车辆系统振动研究中尤为关键，对车辆和铁路轨道部件的寿命、列车运行的安全性、平稳性、舒适性以及环境噪声等均有重要影响。

3、高速铁路轨道车辆系统是一个紧密耦合的动力学系统，在轨道不平顺是系统的输入时，车辆加速度是系统的输出。当输入存在周期性不平顺时，车辆加速度一定有周期性动态响应，这种现象我们称之为对偶周期性。但是当车辆加速度有周期性动态响应时，并不意味着铁路轨道一定有不平顺；目前，针对车辆周期性动态响应的振动振源研究中，只考虑了铁路轨道不平顺的激励而忽略了其他因素的影响，现有技术无法准确识别车辆周期性动态响应的振动振源，也无法为工作人员解决车辆周期性动态响应问题提供参考依据。

技术实现思路

1、在本发明实施例提出了一种高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别方法，可以提高识别车辆周期性动态响应的振动振源的准确性，为工作人员解决车辆周期性动态响应问题提供参考依据，包括：

2、获取在铁路轨道检测区段上采集的多种车辆检测信号；其中，多种车辆检测信号包括：轨道左高低信号、轨道右高低信号、车体垂向加速度信号；

3、对每种车辆检测信号进行变分模态分解，得到每种车辆检测信号对应的多个信号分量；

4、确定每种车辆检测信号对应的多个信号分量的能量；

5、确定每种车辆检测信号中的最大能量对应的信号分量，提取每种车辆检测信号中的最大能量对应的信号分量上的连续多波区段；

6、在每种车辆检测信号中，确定最大能量对应的信号分量在连续多波区段的有效值、与全部信号分量在连续多波区段的有效值之和的比值，若比值大于预设数值，确定车辆检测信号在对应的连续多波区段上存在周期性连续多波不平顺；若比值小于或等于预设数值，确定车辆检测信号在对应的连续多波区段上不存在周期性连续多波不平顺；

7、若轨道左高低信号、轨道右高低信号在对应的连续多波区段上均不存在周期性连续多波不平顺，车体垂向加速度信号在对应的连续多波区段上存在周期性连续多波不平顺，且车体垂向加速度信号中的最大能量对应的信号分量的波长在预设范围内，确定车辆周期性动态响应是由车轮不圆顺激励引起的。

8、在本发明实施例提出了一种高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别装置，可以提高识别车辆周期性动态响应的振动振源的准确性，为工作人员解决车辆周期性动态响应问题提供参考依据，包括：

9、信号获取模块，用于获取在铁路轨道检测区段上采集的多种车辆检测信号；其中，多种车辆检测信号包括：轨道左高低信号、轨道右高低信号、车体垂向加速度信号；

10、信号分解模块，用于对每种车辆检测信号进行变分模态分解，得到每种车辆检测信号对应的多个信号分量；

11、能量确定模块，用于确定每种车辆检测信号对应的多个信号分量的能量；

12、连续多波提取模块，用于确定每种车辆检测信号中的最大能量对应的信号分量，提取每种车辆检测信号中的最大能量对应的信号分量上的连续多波区段；

13、比值确定模块，用于在每种车辆检测信号中，确定最大能量对应的信号分量在连续多波区段的有效值、与全部信号分量在连续多波区段的有效值之和的比值，若比值大于预设数值，确定车辆检测信号在对应的连续多波区段上存在周期性连续多波不平顺；若比值小于或等于预设数值，确定车辆检测信号在对应的连续多波区段上不存在周期性连续多波不平顺；

14、周期性识别模块，用于若轨道左高低信号、轨道右高低信号在对应的连续多波区段上均不存在周期性连续多波不平顺，车体垂向加速度信号在对应的连续多波区段上存在周期性连续多波不平顺，且车体垂向加速度信号中的最大能量对应的信号分量的波长在预设范围内，确定车辆周期性动态响应是由车轮不圆顺激励引起的。

15、在本发明实施例提出了一种计算机设备，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高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别方法。

16、在本发明实施例提出了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高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别方法。

17、在本发明实施例提出了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高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别方法。

18、本发明实施例提出的高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别方法及装置可以解决利用现有技术无法准确识别车辆周期性动态响应的振动振源，也无法为工作人员解决车辆周期性动态响应问题提供参考依据的问题；本发明实施例通过获取在铁路轨道检测区段上采集的多种车辆检测信号；其中，多种车辆检测信号包括：轨道左高低信号、轨道右高低信号、车体垂向加速度信号；对每种车辆检测信号进行变分模态分解，得到每种车辆检测信号对应的多个信号分量；确定每种车辆检测信号对应的多个信号分量的能量；确定每种车辆检测信号中的最大能量对应的信号分量，提取每种车辆检测信号中的最大能量对应的信号分量上的连续多波区段；在每种车辆检测信号中，确定最大能量对应的信号分量在连续多波区段的有效值、与全部信号分量在连续多波区段的有效值之和的比值，若比值大于预设数值，确定车辆检测信号在对应的连续多波区段上存在周期性连续多波不平顺；若比值小于或等于预设数值，确定车辆检测信号在对应的连续多波区段上不存在周期性连续多波不平顺；若轨道左高低信号、轨道右高低信号在对应的连续多波区段上均不存在周期性连续多波不平顺，车体垂向加速度信号在对应的连续多波区段上存在周期性连续多波不平顺，且车体垂向加速度信号中的最大能量对应的信号分量的波长在预设范围内，确定车辆周期性动态响应是由车轮不圆顺激励引起的。本发明实施例通过对轨道左高低信号、轨道右高低信号、车体垂向加速度信号的分析，可以准确判断车辆周期性动态响应是由何种激励引起的，提高识别车辆周期性动态响应的振动振源的准确性，为工作人员解决车辆周期性动态响应问题提供参考依据。

技术特征：

1.一种高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定每种车辆检测信号对应的多个信号分量的能量之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，去除每种车辆检测信号对应的多个信号分量中的趋势项，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提取每种车辆检测信号中的最大能量对应的信号分量上的连续多波区段之前，还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每种车辆检测信号中，确定最大能量对应的信号分量在连续多波区段的有效值、与每一信号分量在连续多波区段的有效值之和的比值，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

7.一种高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，趋势项去除模块，具体用于：

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，比值确定模块，具体用于：

12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，周期性识别模块，还用于：

13.一种计算机设备，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6任一所述方法。

14.一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6任一所述方法。

15.一种计算机程序产品，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6任一所述方法。

技术总结本发明提供了一种高速铁路轨道车辆系统对偶周期性识别方法及装置，该方法包括：获取在铁路轨道检测区段上采集的轨道左高低信号、轨道右高低信号、车体垂向加速度信号；对每种车辆检测信号进行变分模态分解，得到每种车辆检测信号对应的多个信号分量；去除每种车辆检测信号对应的多个信号分量中的趋势项；确定每种车辆检测信号对应的多个信号分量的能量；提取每种车辆检测信号中的最大能量对应的信号分量上的连续多波区段；在每种车辆检测信号中，确定车辆检测信号在对应的连续多波区段上是否存在周期性连续多波不平顺；判断车辆周期性动态响应是由车轮不圆顺或轨道几何不平顺激励引起的。技术研发人员：彭楠,刘金朝,董英杰,杨劲松,陶凯,郭剑峰,邵奇受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9