CN113830132B - 轨道板上拱的检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书提供了轨道板上拱的检测方法和装置。基于该方法，在需要对目标轨道进行检测维护时，可以先控制检测列车在目标轨道上行驶，并在行驶过程中根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；再根据所述里程数据，将所采集到的构架垂向加速划分为多个分段；根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；进而可以根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。通过计算并根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，能够以较低的检测成本，高效、精准地检测出目标轨道是否存在轨道板上拱。
Description
技术领域
本说明书属于铁路轨道技术领域，尤其涉及轨道板上拱的检测方法和装置。
背景技术
随着使用年限的增长、外界环境的破坏，轨道上的轨道板有时会出现上拱的现象，影响列车运行的舒适度，甚至威胁到列车的行驶安全。
基于现有方法，大多采用轨道几何不平顺动态检测，或轨道几何形位静态检测，来检测判断轨道是否存在轨道板上拱。
但是，上述检测方法具体实施时，往往存在诸如检测成本高、检测效率低，检测精度差，容易遗漏幅度较小的轨道板上拱情况等技术问题。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本说明书提供了一种轨道板上拱的检测方法和装置，能够以较低的检测成本，高效、精准地检测确定出目标轨道是否存在轨道板上拱。
本说明书实施例提供了一种轨道板上拱的检测方法，包括：
控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；
根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；
根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；
根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
在一些实施例中，所述构架垂向加速度通过布设于检测列车的转向架上的加速度传感器采集得到。
在一些实施例中，根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的激励频率，包括：
按照以下方式，计算多个分段中的当前分段的激励频率：
获取轨道板长度；
根据与当前分段对应的行驶速度，确定出相对应的平均行驶速度；
计算平均行驶速度与轨道板长度的商，作为当前分段的激励频率。
在一些实施例中，根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱，包括：
计算得到各个分段的加速度信号主频和激励频率的频率差值；
检测所述多个分段中是否至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值；
在确定所述多个分段中至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值的情况下，确定目标轨道存在轨道板上拱。
在一些实施例中，在确定所述多个分段中至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值的情况下，所述方法还包括：
将频率差值小于预设的频率阈值的分段确定为待定分段；
根据待定分段所包含的构架垂向加速度，计算待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比；
检测待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比，是否大于预设的比例阈值；
在确定待定分段中至少存在一个待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值的情况下，确定目标轨道存在轨道板上拱。
在一些实施例中，在确定目标轨道存在轨道上拱之后，所述方法还包括：
将加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值的待定分段，确定为目标分段；
根据与目标分段对应的里程数据，在目标轨道上确定出相对应的轨道分段，作为风险轨道分段；其中，所述风险轨道分段为存在轨道板上拱的轨道分段。
在一些实施例中，在确定出风险轨道分段之后，所述方法还包括：
确定风险轨道分段的位置信息；并生成关于所述风险轨道分段的维护提示信息；其中，所述维护提示信息至少携带有风险轨道分段的位置信息。
本说明书实施例还提供了一种轨道板上拱的检测装置，包括：
采集模块，用于控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；
划分模块，用于根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；
计算模块，用于根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；
确定模块，用于根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
本说明书实施例还提供了一种服务器，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现：控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
本说明书实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现以下步骤：控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
本说明书提供了一种轨道板上拱的检测方法和装置，基于该方法，在需要对目标轨道进行检测维护时，可以先控制检测列车在目标轨道上行驶，并在行驶过程中根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；再根据所述里程数据，将所采集到的构架垂向加速划分为多个分段；根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；进而可以根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。通过计算并根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，能够以较低的检测成本，高效、精准地检测出目标轨道是否存在轨道板上拱，降低了检测成本，提高了检测精度。从而可以及时地发现并维护目标轨道上出现轨道板上拱的风险轨道分段，保护目标轨道上列车的行驶安全。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，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。
图1是本说明书的一个实施例提供的轨道板上拱的检测方法的流程示意图；
图2是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的轨道板上拱的检测方法的一种实施例的示意图；
图3是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的轨道板上拱的检测方法的一种实施例的示意图；
图4是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的轨道板上拱的检测方法的一种实施例的示意图；
图5是本说明书的一个实施例提供的服务器的结构组成示意图；
图6是本说明书的一个实施例提供的轨道板上拱的检测装置的结构组成示意图；
图7是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的轨道板上拱的检测方法的一种实施例的示意图；
图8是在一个场景示例中，应用本说明书实施例提供的轨道板上拱的检测方法的一种实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
考虑到基于现有方法在检测判断轨道是否出现轨道板上拱时，大多采用轨道几何不平顺动态检测，或轨道几何形位静态检测，通过检测轨道几何不平顺数据，或轨道几何行为，来识别轨道板上拱。但是采用上述检测方法进行轨道板上拱检测时，一方面，存在检测成本高、检测效率低等问题，例如，采用轨道几何形位静态检测进行检测时，需要耗费大量的人力成本，安排大量的工作人员沿轨道逐段进行人工检测辨识；另一方，还会存在检测精度差，容易出现遗漏或误差等问题，例如，采用轨道几何不平顺动态检测进行检测时，往往会遗漏掉幅值较小的轨道板上拱变形。
正是注意到了现有方法所存在的上述问题，本申请考虑到在轨道上的列车(例如，在无砟轨道上行驶的动车等)在行驶时，列车的转向架除了受到外部激励所产生的受迫振动外，自身还存在自振动。当列车的转向架的外部激励频率与自振频率(或者称固有频率)相同或相近时，转向架的机械结构会发生共振。进一步，在轨道板出现上拱后，轨道不平顺中会产生与板长一致的周期性成分。这种周期性的轨道不平顺所产生的激励频率往往是与转向架的固有频率相近的，容易引起转向架构架垂向共振。
因此，考虑可以基于振动频率的维度，通过计算并根据构架垂向加速度的加速度信号主频和激励频率，来检测识别轨道上的轨道上拱，以提高检测精度，降低检测成本，高效、精准地检测判断出目标轨道是否存在轨道板上拱。
基于上述思路，参阅图1所示，本说明书实施例提供了一种轨道板上拱的检测方法。其中，该方法具体实施时，可以包括以下内容。
S101：控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；
S102：根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；
S103：根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；
S104：根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
通过上述实施例，可以基于振动频率的维度，通过以相对较低的成本计算并根据构架垂向加速度的加速度信号主频和激励频率，来检测识别轨道上的轨道上拱，以提高检测精度，高效、精准地检测判断出目标轨道是否存在轨道板上拱。
在一些实施例中，上述轨道板具体可以是指轨道中的一种结构型式为板体的，用以支承和固定钢轨的，用于将列车通过轨道时传递的载荷分布给板下基底的轨下部件。
上述轨道板上拱具体可以是指在某些情况下，轨道板出现“中间高两边低”，呈现拱形的现象。具体可以参阅图2所示。其中，上述轨道板上拱可以视为一种周期性的不平顺。
在一些实施例中，上述检测列车(或者称综合检测列车)具体可以理解为一种与在目标轨道上行驶的列车具有相同行驶速度的专业检测列车。在上述检测列车上可以布设有多种不同的检测设备，例如，速度传感器、里程计、加速度传感器等等。相应的，通过上述检测列车采集到的检测数据具体可以包括：里程数据(或称里程信息)、行驶速度、构架垂向加速度等等。
在一些实施例中，具体实施前，参阅图3所示，可以在检测列车的转向架侧面布设加速度传感器，用于采集检测车的转向架的构架垂向加速度。
其中，上述构架垂向加速度具体可以是指通过布设在检测列车的转向架侧面的加速度传感器所采集到的加速度信号，是一种非平稳信。基于上述加速度信号可以形成一种功率谱(或者称边际谱)。
在一些实施例中，上述目标轨道具体可以为待检测确定是否存在轨道板上拱的轨道。
在一些实施例中，具体实施时，可以在需要对目标轨道进行检测维护时，或者，每间隔预设的时间段(例如，每隔半年等)，控制检测列车在目标轨道上行驶；在行驶的过程中，控制检测列车根据预设的采样频率通过所布设的检测设备采集得到多个采样点的里程数据、行驶速度、构架垂向加速度等，作为上述检测数据。其中，每一个采样点对应一个采样时间。
在一些实施例中，所采集到的检测数据具体可以包括多个采样点的检测数据。其中，每一个采样点的检测数据具体可以包括与该采样点对应的里程数据、行驶速度、构架垂向加速度等。
在一些实施例中，上述预设的采样频率具体可以设置为5000Hz。
在一些实施例中，所述构架垂向加速度具体可以通过布设于检测列车的转向架上的加速度传感器采集得到。
在一些实施例中，具体实施时，可以根据里程数据，结合预设的采样频率，将所采集到的多个构架垂向加速度划分为多个分段。
具体的，例如，可以将多个按照采样时间排列的多个构架垂向加速度(例如，对应N个采样点的构架垂向加速度)划分成M个分段；其中，每个分段包含有N/M个构架垂向加速度。并且，根据每个分段所包含的采样点的里程数据，可以将上述每个分度分别与目标轨道上的一个实际的轨道分段对应。
在一些实施例中，每个分段除了包含有多个采样点的构架垂向加速度外，还可以包括上述多个采样点的里程数据(或称与该分段对应的里程数据)和行驶速度(或称与该分段对应的行驶速度)。
在一些实施例中，上述根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的激励频率，具体实施时，可以包括以下内容：按照以下方式，计算多个分段中的当前分段的激励频率：
S1：获取轨道板长度；
S2：根据与当前分段对应的行驶速度，确定出相对应的平均行驶速度；
S3：计算平均行驶速度与轨道板长度的商，作为当前分段的激励频率。
其中，激励频率具体可以是指某个长度的不平顺在某个速度下所产生的激励频率。
具体的，例如，可以确定与当前分段对应的轨道分段中的轨道板长度为L；根据与当前分段所包含的采样点的行驶速度，计算出速度平均值V，作为与当前分段对应的平均行驶速度；再按照以下算式计算出当前分段的激励频率：fa＝V/L。
通过上述实施例，按照上述处理当前分段的方式，可以计算得到多个分段中的各个分段的激励频率。
在一些实施例中，上述根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频，具体实施时，可以包括以下内容：按照以下方式，计算多个分段中的当前分段的加速度信号主频：根据当前分段所包含的多个构架垂向加速度和预设的采样频率，通过进行诸如傅里叶变换等数据处理，以得到当前分段的加速度信号主频(可以记为fc)。
通过上述实施例，按照上述处理当前分段的方式，可以计算得到多个分段中的各个分段的加速度信号主频。
在一些实施例中，上述根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱，具体实施时，可以包括以下内容：
S1：计算得到各个分段的加速度信号主频和激励频率的频率差值；
S2：检测所述多个分段中是否至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值；
S3：在确定所述多个分段中至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值的情况下，确定目标轨道存在轨道板上拱。
其中，上述预设的频率阈值具体可以是一个极小值。具体的，例如，上述预设的频率阈值可以设置为1Hz。当然，需要说明的是，上述所列举的预设的频率阈值只是一种示意性说明。具体实施时，根据具体情况和处理需求，还可以将上述预设的频率阈值设置为其它合适的数值。
在一些实施例中，在检测到存在某个分段的频率值小于预设的频率阈值时，可以判断该分段的加速度信号主频与该分段的激励频率相同或相近，出现了共振；进而可以确定目标轨道上与该分段相对应的轨道分段具有较大概率存在轨道板上拱。
在一些实施例中，又考虑到在有些情况下，即使确定出某个分段的加速度信号主频与该分段的激励频率相同或相近，但有可能该分段的加速度信号的频谱能量本身分布比较均匀、不够集中。因此，无法精准地确定出该分段所对应的轨道分段存在轨道板上拱。为了能够更加精准地确定出该分段是否真的存在轨道上拱，进一步减少检测误差，在确定出某个分段的频率差值小于预设的频率阈值的情况下，可以再从功率谱的维度，对该分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比进行确定，以更加精准地确定出该分段是否真的存在轨道上拱。
在一些实施例中，在确定所述多个分段中至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值的情况下，所述方法具体实施时，还可以包括以下内容：
S1：将频率差值小于预设的频率阈值的分段确定为待定分段；
S2：根据待定分段所包含的构架垂向加速度，计算待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比；
S3：检测待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比，是否大于预设的比例阈值；
S4：在确定待定分段中至少存在一个待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值的情况下，确定目标轨道存在轨道板上拱。
其中，上述加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比具体可以是在加速度信号在预设频带范围内的频谱能量与总的频谱能量之间的比值。
上述预设的频带范围具体可以是指以加速度信号主频为中心频率(边际谱峰值所对应频率)的预设的频率范围。具体的，上述预设的频带范围可以表示为：[fc-f’,fc+f’]。其中，f’的取值具体可以为3Hz。
上述预设的比例阈值具体取值可以为60％。
当然，上述所列举的预设的频带范围、预设的比例阈值只是一种示意性说明。具体实施时，根据具体情况和精度要求，还可以将预设的频带范围设置为其它合适的频率范围，将预设的比例阈值设置为其它合适的比例值。
在一些实施例中，具体的，在确定待定分段中至少存在一个待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值时，可以确定该分段的加速度信号的频谱能量在主频(fc)附近分布比较集中，可以参阅图4所示。这时，可以确定目标轨道存在轨道板上拱。进而可以将加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值的待定分段，确定为目标分段。
在一些实施例中，具体的，在确定待定分段中不存在任何一个待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值时，可以确定目标轨道不存在轨道板上拱。
在一些实施例中，在确定目标轨道存在轨道上拱之后，所述方法具体实施时，还可以包括以下内容：
S1：将加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值的待定分段，确定为目标分段；
S2：根据与目标分段对应的里程数据，在目标轨道上确定出相对应的轨道分段，作为风险轨道分段；其中，所述风险轨道分段为存在轨道板上拱的轨道分段。
通过上述实施例，可以精准地在目标轨道上定位出存在轨道板上拱的风险轨道分段。
在一些实施例中，在确定出风险轨道分段之后，所述方法具体实施时，还可以包括以下内容：确定风险轨道分段的位置信息；并生成关于所述风险轨道分段的维护提示信息；其中，所述维护提示信息至少携带有风险轨道分段的位置信息。
在本实施例中，具体实施时，可以根据目标分段所包含的多个采样点的里程数据，结合起始里程点，确定出风险轨道分段所在的位置信息。
在生成上述关于风险轨道分段的维护提示信息之后，可以将该维护提示信息发送至轨道维护中心，以便轨道维护中心能够及时地安排相应的轨道维护设备或者维护人员根据该维护提示信息所携带的位置信息，前往风险轨道分段，对该风险轨道分段进行相应的维护处理，以保护该风险轨道分段上列车的行驶安全。
在一些实施例中，具体实施前，还可以获取并汇总历史维护记录，区分不同程度的轨道板上拱情况，并针对不同程度的轨道板上拱情况配置好相匹配的预设的维护策略；同时，结合历史轨道检测数据，建立不同程度的轨道上拱情况与加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比之间的对应关系。
具体实施时，在确定目标分段存在轨道上拱后，可以进一步根据上述对应关系，确定出相对应程度的轨道上拱情况；进而在确定出相匹配的预设的维护策略作为目标维护策略。
相应的，可以将上述目标维护策略连同维护提示信息一同发送给轨道维护中心，以便可以采用合适的目标维护策略，对与目标分段相对应的风险轨道分段进行有针对性的维护处理，得到较好的维护效果。
由上可见，基于本说明书实施例提供的轨道板上拱的检测方法，在需要对目标轨道进行检测维护时，可以先控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；再根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；进而可以根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。通过计算并根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，能够以较低的检测成本，高效、精准地检测确定出目标轨道是否存在轨道板上拱，降低了检测成本，提高了检测精度。从而可以及时地发现并维护目标轨道上出现轨道板上拱的风险轨道分段，保护目标轨道上列车的行驶安全。
本说明书实施例还提供一种服务器，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器具体实施时可以根据指令执行以下步骤：控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
为了能够更加准确地完成上述指令，参阅图5所示，本说明书实施例还提供了另一种具体的服务器，其中，所述服务器包括网络通信端口501、处理器502以及存储器503，上述结构通过内部线缆相连，以便各个结构可以进行具体的数据交互。
其中，所述网络通信端口501，具体可以用于获取检测列车在目标轨道上行驶时，根据预设的采样频率所采集到的检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度。
所述处理器502，具体可以用于根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
所述存储器503，具体可以用于存储相应的指令程序。
在本实施例中，所述网络通信端口501可以是与不同的通信协议进行绑定，从而可以发送或接收不同数据的虚拟端口。例如，所述网络通信端口可以是负责进行web数据通信的端口，也可以是负责进行FTP数据通信的端口，还可以是负责进行邮件数据通信的端口。此外，所述网络通信端口还可以是实体的通信接口或者通信芯片。例如，其可以为无线移动网络通信芯片，如GSM、CDMA等；其还可以为Wifi芯片；其还可以为蓝牙芯片。
在本实施例中，所述处理器502可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。本说明书并不作限定。
在本实施例中，所述存储器503可以包括多个层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。
本说明书实施例还提供了一种基于上述轨道板上拱的检测方法的计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现：控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
在本实施例中，上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard DiskDrive,HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。
在本实施例中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。
参阅图6所示，在软件层面上，本说明书实施例还提供了一种轨道板上拱的检测装置，该装置具体可以包括以下的结构模块：
采集模块601，具体可以用于控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；
划分模块602，具体可以用于根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速划分为多个分段；
计算模块603，具体可以用于根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；
确定模块604，具体可以用于根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
在一些实施例中，所述构架垂向加速度通过布设于检测列车的转向架上的加速度传感器采集得到。
在一些实施例中，上述计算模块603具体实施时，可以按照以下方式，计算多个分段中的当前分段的激励频率：获取轨道板长度；根据与当前分段对应的行驶速度，确定出相对应的平均行驶速度；计算平均行驶速度与轨道板长度的商，作为当前分段的激励频率。
在一些实施例中，上述确定模块604具体实施时，可以按照以下方式根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱：计算得到各个分段的加速度信号主频和激励频率的频率差值；检测所述多个分段中是否至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值；在确定所述多个分段中至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值的情况下，确定目标轨道存在轨道板上拱。
在一些实施例中，具体实施时，上述确定模块604在确定所述多个分段中至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值的情况下，还用于将频率差值小于预设的频率阈值的分段确定为待定分段；根据待定分段所包含的构架垂向加速度，计算待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比；检测待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比，是否大于预设的比例阈值；在确定待定分段中至少存在一个待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值的情况下，确定目标轨道存在轨道板上拱。
在一些实施例中，在确定目标轨道存在轨道上拱之后，所述装置具体实施时，还用于将加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值的待定分段，确定为目标分段；根据与目标分段对应的里程数据，在目标轨道上确定出相对应的轨道分段，作为风险轨道分段；其中，所述风险轨道分段为存在轨道板上拱的轨道分段。
在一些实施例中，在确定出风险轨道分段之后，所述装置具体实施时，还用于确定风险轨道分段的位置信息；并生成关于所述风险轨道分段的维护提示信息；其中，所述维护提示信息至少携带有风险轨道分段的位置信息。
需要说明的是，上述实施例阐明的单元、装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
由上可见，基于本说明书实施例提供的轨道板上拱的检测装置，通过计算并根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，能够以较低的检测成本，高效、精准地检测确定出目标轨道是否存在轨道板上拱。从而可以及时地发现并维护目标轨道上出现轨道板上拱的风险轨道分段，保护目标轨道上列车的行驶安全。
在一个具体的场景示例中，可以应用本说明书实施例所提供的轨道板上拱的检测方法来检测识别无砟轨道的轨道板上拱。
在本场景示例中，具体实施时，可以通过高速综合检测列车获取构架加速度(或称构架垂向加速度)、线路里程信息(里程数据)、检测列车运行速度信息(行驶速度)。
其中，构架加速度与列车运行速度信息的采样频率一致(例如，都是使用同一个预设的采样频率)。具体的，可以在同一个采样过程中，依次将线路里程信息、构架加速度信息速度信息记录在数据表格中(以采集得到检测数据)。
所使用的表格可以参阅图7所示。其中，第一列用于记录线路里程信息，表示线路的地理位置。第二列用于记录构架振动加速度信息。构架加速度传感器具体可以安装在构架侧面并系悬挂于上方附近，其安装位置可以参阅图2。第三列用于记录列车运行时的速度信息。
高速铁路轨道板上拱是一种常见现象，可以参阅图3所示。具体特征为：轨道板中部向上拱起，整块板呈拱形。
具体检测时，高速综合检测列车可以每月定期对高铁线路检测2次，检测过程中采集得到检测数据。
在本场景示例中，考虑到动车组转向架受外部激励产生受迫振动，同时其自身也存在固有频率，当外部激励频率与其自振频率相接近时，转向架机械系统发生共振现象。由于轨道板发生上拱后，轨道不平顺中会产生与板长一致的周期性成分。该周期性轨道不平顺激励与构架自身固有频率相近，引起构架垂向共振。假设轨道板长度为L，车辆运行速度为V，则其产生的激励频率为：fa＝V/L。
进一步，考虑可以利用振动传感器采集到构架振动加速度数据，分析其振动主频率fc。当振动主频率fc与fa一致或相近时，则判定该区段发生了上拱现象。
基于上述考虑，在采集得到检测数据之后，可以参阅图8所示，通过处理检测数据来检测识别轨道上拱。
首先，根据里程，将总长度N(N表示采样点数，N＝1,2,3,…,N-1,N)的构架加速度数据换分为M段，可以参阅以下算式进行划分：
M＝[N/3900]
其中，[]表示向下取整，3900表示每个分段所包含的采样点数。
相应的，划分后的第i段数据Si可表示为形式：
Si＝(i-1)*3900+1,(i-1)*3900+2,(i-1)*3900+3,…,(i-1)*3900+3899,i*3900，i＝1,2,3,…,M。
接着，可以利用时频分析方法处理构架垂向加速度获取其边际谱，得到各分段边际谱的中心频率fc(或者称加速度信号主频)。再利用速度信息计算得到固定板长在该速度下所产生的理论激励频率fa(或者称激励频率)。具体可以按照以下算式计算理论激励频率：
fa＝V/L
其中，V为运行速度，L为轨道板长度。
然后，进行数值比较。
当中心频率与理论频率的差异值在1Hz以内时，可以进一步判断中心频率fc±3Hz频带范围(例如，预设频带范围)内的能量占总能量的比重是否大于60％。若结果为是，则判定该区段存在轨道板上拱。相反，若结果为否则，则判定该区段未发生上拱。其中，加速度能量可使用加速度信号的平方和表示。
当中心频率与理论频率不相等时，可以判定该区段未发生轨道上拱。
通过上述场景示例，验证了本说明书实施例所提供的轨道板上拱的检测方法确实能够以较低的检测成本，高效、精准地检测确定出目标轨道是否存在轨道板上拱。
虽然本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施例的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书的技术方案本质上可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本说明书可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
虽然通过实施例描绘了本说明书，本领域普通技术人员知道，本说明书有许多变形和变化而不脱离本说明书的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本说明书的精神。
Claims (10)
1.一种轨道板上拱的检测方法，其特征在于，包括：
控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；
根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速度 划分为多个分段；
根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；
根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构架垂向加速度通过布设于检测列车的转向架上的加速度传感器采集得到。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的激励频率，包括：
按照以下方式，计算多个分段中的当前分段的激励频率：
获取轨道板长度；
根据与当前分段对应的行驶速度，确定出相对应的平均行驶速度；
计算平均行驶速度与轨道板长度的商，作为当前分段的激励频率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱，包括：
计算得到各个分段的加速度信号主频和激励频率的频率差值；
检测所述多个分段中是否至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值；
在确定所述多个分段中至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值的情况下，确定目标轨道存在轨道板上拱。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在确定所述多个分段中至少存在一个分段的频率差值小于预设的频率阈值的情况下，所述方法还包括：
将频率差值小于预设的频率阈值的分段确定为待定分段；
根据待定分段所包含的构架垂向加速度，计算待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比；
检测待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比，是否大于预设的比例阈值；
在确定待定分段中至少存在一个待定分段的加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值的情况下，确定目标轨道存在轨道板上拱。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定目标轨道存在轨道上拱之后，所述方法还包括：
将加速度信号主频的预设频带范围内的能量占比大于预设的比例阈值的待定分段，确定为目标分段；
根据与目标分段对应的里程数据，在目标轨道上确定出相对应的轨道分段，作为风险轨道分段；其中，所述风险轨道分段为存在轨道板上拱的轨道分段。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在确定出风险轨道分段之后，所述方法还包括：
确定风险轨道分段的位置信息；并生成关于所述风险轨道分段的维护提示信息；其中，所述维护提示信息至少携带有风险轨道分段的位置信息。
8.一种轨道板上拱的检测装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于控制检测列车在目标轨道上行驶，并根据预设的采样频率采集检测数据；其中，所述检测数据包括：里程数据、行驶速度、构架垂向加速度；
划分模块，用于根据所述里程数据，将所采集到的多个构架垂向加速度 划分为多个分段；
计算模块，用于根据所述检测数据，计算所述多个分段中的各个分段的加速度信号主频和激励频率；
确定模块，用于根据各个分段的加速度信号主频和激励频率，确定目标轨道是否存在轨道板上拱。
9.一种服务器，其特征在于，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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