CN110182241A - 一种轨道交通音色检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道交通音色检测系统，其特征在于，包括：音频滤波处理器、历史音频储存器、音色对比处理器、信号输出接口和电源。本发明实施简单而且成本低廉，实施安全可靠，更加有利于推广应用，而采用了现代微机和互联网技术后，更会有利于提高轨道交通系统的安全性和降低运营成本。用音色对比的方法来检测列车间和轨道间的完好性，这种检测方法是一种动态的检测方法，无疑会使铁路运输的安全性和经济、可靠性上升一个新的台阶。
Description
技术领域
本发明涉及轨道检测技术领域，具体是指一种轨道交通音色检测系统。
背景技术
随着现代科学技术的不断进步和发展，轨道交通列车运行的时速越来越高，但不安全因素也随之而来！有数据表明：当列车速度由120km/小时提高到220km/小时、300km/小时，轮轨作用力分别增大3倍、6倍。整个转向架中唯一与铁轨接触的就是车轮，它们把车辆承受的载荷传递到钢轨，在机车制动时又承受闸瓦的作用，因而车轮在复杂应力的状态下工作。而且，轮轨间的作用力是以速度的平方增长的，在时速超过300公里的情况下，高铁车轮的工作环境和承受的压力可想而知，车轮质量直接关系着列车的运行安全和旅客生命财产的安全。1998年，德国ICE-1高速列车脱轨，造成101人死亡、105人受伤，究其原因，正是由于车轮不过关导致。
众所周知，在铁路运行中另一个至关重要的设备就是轨道了，而轨道所处在自然环境中相比车轮而言，更加容易出现隐患和故障，直接影响到了列车和乘车人员的安全。我国地域广袤，有的路段地理环境恶劣，自然灾害时有发生，这些因素更是对铁路的完好性造成了严重的危害！
在科技高速发展的今天，铁路列车和铁路的检测几乎全是“静态”检测，而靠“手敲耳听”检测方法仍在使用，这些落后的检测方法和现代高速发展的轨道交通是很不相匹配的。亟待一种科学准确的方法，来解决轨道检测中的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术缺点，提供一种轨道交通音色检测系统，结构合理，利用音色对比原理，实施成本低廉且简单易行，而且可靠。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种轨道交通音色检测系统，其特征在于，包括：
一音频滤波处理器，接收一音频采集器产生的一音频模拟信号，所述音频模拟信号经所述音频采集器连接音频滤波处理器的数据接口传入，所述音频模拟信号经音频滤波处理器滤波整形后输出一数字音频信号；
一历史音频储存器，存储一对比信号；
一音色对比处理器，通过输入接口接收所述数字音频信号和对比信号，所述音色对比处理器包括主芯片CPU、ROM、RAM和相应的音色信号对比电路；
一信号输出接口，包括对应的输入接口、输出接口和信号放大转换电路，所述信号输出接口的输出端连接显示器，所述显示器将音色对比处理器信号对比结果以可视线条呈现，所述信号输出接口的输出端或通过RS8通讯方式连接轨道设备，所述信号输出接口的输出端或通过无线局域网方式连接轨道设备；
一电源，电性连接所述音频滤波处理器、历史音频储存器、音色对比处理器和信号输出接口。
作为改进，所述音频采集器设置有若干个，多个音频采集器采集的数据信号，综合比对。
作为改进，所述信号输出接口输出的一正常音频信号传输到所述历史音频储存器反馈存储，存储记录正常信号路段，方便检修检查。
作为改进，所述音频采集器均匀设置在车轮和轨道之间或车辆的动力机构、轮轴、减震连接支架间，可以领用同种原理检测车辆内部的安全。
作为改进，所述对比信号为车辆运行正常时的数字音频信号，选用正常的数字音频信号作为初始的对比信号，保证车辆处于正常运行状态。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明利用安放在轮轨间的音频采集器，可将列车运行时的实时音频信号传送到音频采集器的输入端口，将各被检测部分的音频信号经音频滤波处理器整形处理后送入3音色对比处理器，用来和同时历史音频存储器，在音色对比处理器中进行对比鉴别。如果列车被检测部分的内置状态正常，此时的信号输出接口输出的信号为正常信号，表明被检测部分正常，反之为不正常。
这种轮、轨间的“音色对比”检测方便可靠，效果明显，列车可以边走边测，并能对前方较远距离的路况有所了解，可避免因发明道钉松动、铁轨损伤、山体塌方掩埋铁路等现象造成的危害列车安全的现象发生。
同理：当我们把音频采集器安装到列车的轮、轴和转向支架间时，就可以对车轮，车轴，减震支架等部位进行音色检测了，并可将检测到的不利信号实时上传，实现数据共享，这样就可以使整条线路都能够处于安全、可靠、经济的运行状态。
本发明实施简单而且成本低廉，实施安全可靠，更加有利于推广应用，而采用了现代微机和互联网技术后，更会有利于提高轨道交通系统的安全性和降低运营成本。用音色对比的方法来检测列车间和轨道间的完好性，这种检测方法是一种动态的检测方法，无疑会使铁路运输的安全性和经济、可靠性上升一个新的台阶。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明工作流程图。
图3是本发明安装使用的示意图。
如图所示：1、音频滤波处理器，2、历史音频储存器，3、音色对比处理器，4、信号输出接口，5、电源，6、轨道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
众所周知，音色(Timbre)是指不同的声音的频率表现在波形方面总是有与众不同的特性，不同的物体振动都有不同的特，如同天下的树叶各有不同一样。不同的发声体由于其材料、结构不同，则发出的声音的音色也不同。例如钢琴和小提琴和人的声音不一样；每一个人的声音也会不一样。以此类推，一件物品在正常时的状态和非正常状态时的音色也是不相同的！正所谓“说话听音，锣鼓听声”。
在日常生活中人们利用同一物体在不同的内置状态下音色不同的这一原理，用它用来检测一些生活和生产活动中物体的状态是否正常。譬如：在现实生活中人们会用轻敲瓷器，听它的发出的声音来判断其的优劣、机修师傅有时也会用一根木棒一头放到电机外壳上，一头则贴到耳朵上，用听电机发出的声音来判断电机运转是否正常、铁路检修人员不论寒冬酷暑都会手拿小铁锤边走边敲击铁轨，听铁轨的声响来判断钢轨有无裂纹损伤等。
人们以上的判断物体优劣的依据就是：用同一物体在正常和不正常时所发出的不同的声响，即用此时非彼时的音色数据来进行对比，进而判断被检测的物体的内置状态是否正常。人们已经用模拟对比的技术手段研制和生产了众多的检测仪器和设备，比如指纹鉴别和视网膜门禁系统等等。
本发明在具体实施时，一种轨道交通音色检测系统，其特征在于，包括：
一音频滤波处理器1，接收一音频采集器产生的一音频模拟信号，所述音频模拟信号经所述音频采集器连接音频滤波处理器1的数据接口传入，所述音频模拟信号经音频滤波处理器1滤波整形后输出一数字音频信号；
一历史音频储存器2，存储一对比信号；
一音色对比处理器3，通过输入接口接收所述数字音频信号和对比信号，所述音色对比处理器3包括主芯片CPU、ROM、RAM和相应的音色信号对比电路；
一信号输出接口4，包括对应的输入接口、输出接口和信号放大转换电路，所述信号输出接口4的输出端连接显示器，所述显示器将音色对比处理器3信号对比结果以可视线条呈现，所述信号输出接口4的输出端或通过RS485通讯方式连接轨道设备，所述信号输出接口4的输出端或通过无线局域网方式连接轨道设备；
一电源5，电性连接所述音频滤波处理器1、历史音频储存器2、音色对比处理器3和信号输出接口4。
所述音频采集器设置有若干个，所述信号信号输出接口4输出的一正常音频信号传输到所述历史音频储存器2反馈存储，所述音频采集器均匀设置在车轮和轨道6之间或车辆的动力机构、轮轴、减震连接支架间，所述对比信号为车辆运行正常时的数字音频信号。
本发明的工作原理：本发明的应用环境：1)列车的动力机构、轮轴、减震连接支架间(主要用来检测列车部分)；2)轨道交通的列车和轨道间，(主要用来检测轨道部分)。
工作时，事先将系统各部分运行时的正常的信号存入历史音频存储器2备用。列车运行时由音频采集器将各被检测部分的音频信号，经音频滤波处理器1整形处理后送入音色对比处理器3，用来和同时输入的历史音频存储器2的音频信号，在音色对比处理器3中进行对比鉴别。
如果列车被检测部分的内置状态正常，此时的输出接口发明4输出的信号为正常信号，表明系统被检测部分，反之为不正常。信号输出接口4可以通过现场显示器、RS485通讯和无线局域网多种形式传输信号，以便于车内实时观测和车外有关设备互联，实现数据共享。
当进行列车轮、轨间检测时的工作原理和上述大致相同，所不同的是：此时采集的音频信号是来自于轮、轨踏面间的摩擦和振动，用采集到的轮轨振动和摩擦时产生的音频信号作为基准信号(这和检修人员用小铁锤敲击铁轨时相似)。当检测信号不明显时，可考虑在机车上加一敲碰装置。第一次正常运行时采集存储的音频数据信息，可作为第二次运时相同运行和路段的参考数据。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种轨道交通音色检测系统，其特征在于，包括：
一音频滤波处理器(1)，接收一音频采集器产生的一音频模拟信号，所述音频模拟信号经所述音频采集器连接音频滤波处理器(1)的数据接口传入，所述音频模拟信号经音频滤波处理器(1)滤波整形后输出一数字音频信号；
一历史音频储存器(2)，存储一对比信号；
一音色对比处理器(3)，通过输入接口接收所述数字音频信号和对比信号，所述音色对比处理器(3)包括主芯片CPU、ROM、RAM和相应的音色信号对比电路；
一信号输出接口(4)，包括对应的输入接口、输出接口和信号放大转换电路，所述信号输出接口(4)的输出端连接显示器，所述显示器将音色对比处理器(3)信号对比结果以可视线条呈现，所述信号输出接口(4)的输出端或通过RS485通讯方式连接轨道设备，所述信号输出接口(4)的输出端或通过无线局域网方式连接轨道设备；
一电源(5)，电性连接所述音频滤波处理器(1)、历史音频储存器(2)、音色对比处理器(3)和信号输出接口(4)。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通音色检测系统，其特征在于：所述音频采集器设置有若干个。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通音色检测系统，其特征在于：所述信号输出接口(4)输出的一正常音频信号传输到所述历史音频储存器(2)反馈存储。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通音色检测系统，其特征在于：所述音频采集器均匀设置在车轮和轨道(6)之间或车辆的动力机构、轮轴、减震连接支架间。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通音色检测系统，其特征在于：所述对比信号为车辆运行正常时的数字音频信号。
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