CN114166448A - 高铁震后运行安全评估方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高铁震后运行安全评估方法、装置、设备及可读存储介质，涉及高速铁路运行技术领域，包括实时获取第一信息和第二信息，第一信息包括地震台站采集的地震动加速度时程曲线；根据第一信息计算到地震结束时刻；根据地震结束时刻将第二信息划分为历史时刻信息和震后数据信息；根据历史时刻信息和震后数据信息计算的得到构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率；根据构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率，判断构筑物的安全状态，本发明通过根据地震动加速度时程曲线精准计算得出地震结束时刻，并以此为基础将数据划分为历史时刻的数据和震后数据以达到数据准确分离的目的，并在此基础上计算得到构筑物的安全状态。

Description

高铁震后运行安全评估方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及高速铁路运行技术领域，具体而言，涉及高铁震后运行安全评估方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

目前在发生地震后，高速铁路恢复运营主要是通过技术人员对线路巡视检查，在确定线路无障碍后开通线路，在地震发生后，常导致地震发生后高速铁路运营恢复的速度较慢，且受人为评价的影响因素较多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高铁震后运行安全评估方法、装置、设备及可读存储介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种高铁震后运行安全评估方法，所述高铁为高速铁路,包括：实时获取第一信息和第二信息，所述第一信息包括地震台站采集的地震动加速度时程曲线，所述第二信息包括至少三个加速度时程曲线，所述加速度时程曲线由加速度传感器采集得到，所述加速度传感器设置于构筑物上，所述构筑物为高速铁路的结构设施；根据所述第一信息计算到地震结束时刻；根据所述地震结束时刻将所述第二信息划分为历史时刻信息和震后数据信息；根据所述历史时刻信息和所述震后数据信息计算的得到构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率；根据所述构筑物状态系数变化率和所述构筑物稳定系数变化率，判断所述构筑物的安全状态。

第二方面，本申请还提供了一种高铁震后运行安全评估装置，包括：第一获取单元，用于实时获取第一信息和第二信息，所述第一信息包括地震台站采集的地震动加速度时程曲线，所述第二信息包括至少三个加速度时程曲线，所述加速度时程曲线由加速度传感器采集得到，所述加速度传感器设置于构筑物上，所述构筑物为高速铁路的结构设施；第一计算单元，用于根据所述第一信息计算到地震结束时刻；第一划分单元，用于根据所述地震结束时刻将所述第二信息划分为历史时刻信息和震后数据信息；第二计算单元，用于根据所述历史时刻信息和所述震后数据信息计算的得到构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率；第一逻辑单元，用于根据所述构筑物状态系数变化率和所述构筑物稳定系数变化率，判断所述构筑物的安全状态。

第三方面，本申请还提供了一种高铁震后运行安全评估设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述高铁震后运行安全评估方法的步骤。

第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于高铁震后运行安全评估方法的步骤。

本发明的有益效果为：

本发明通过根据地震动加速度时程曲线精准计算得出地震结束时刻，并以此为基础将数据划分为历史时刻的数据和震后数据以达到数据准确分离的目的。并在此基础上才能准确得到构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率，到精准计算得到构筑物的安全状态。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例中所述的高铁震后运行安全评估方法流程示意图;

图2为本发明实施例中所述的地震动加速度时程曲线图;

图3为本发明实施例中所述的R值时间曲线图;

图4为本发明实施例中所述的地震波R值波动三阶段图;

图5为本发明实施例中所述的高铁震后运行安全评估装置结构示意图；

图6为本发明实施例中所述的第一计算单元结构示意图；

图7为本发明实施例中所述路基检查单元结构示意图；

图8为本发明实施例中所述的高铁震后运行安全评估设备结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在下文中所提的R值为地震动加速度时程曲线的粗糙度。后文提及的R值时间曲线，即为随时间推移R值的变化曲线，其中对于R值的详细计算过程参见步骤S240。

实施例1：

本实施例提供了一种高铁震后运行安全评估方法。

参见图1，图中示出了本方法包括步骤S100、步骤S200、步骤S300、步骤S400和步骤S500。

S100、实时获取第一信息和第二信息，第一信息包括地震台站采集的地震动加速度时程曲线，第二信息包括至少三个加速度时程曲线，加速度时程曲线由加速度传感器采集得到，加速度传感器设置于构筑物上，构筑物为高速铁路的结构设施。

需要说明的是在本实施例中所提的构筑物为隧道、桥梁和车站。其中，在地震后会出现不同的危害影响高速铁路的运行，简介如下：隧道：地震下隧道可能出现衬砌开裂等灾害；桥梁：铁路沿线桥梁震害需进行评估。需考虑桥梁种类如特大桥、大桥、中桥、小桥；结构体系如斜拉桥、悬索桥等；河流因素如流量、汛期等；风荷载；地震荷载下动力响应特性。车站：列车车站通常为混凝土结构，在地震荷载下，可能会出现开裂等现象，在遭遇较大的地震时，甚至可能出现倒塌。

并且还需要说明的是，在本身中所提及的加速度时程曲线均是来源于一个构筑物。对于本领域的技术人员而言，在实际应用的时候，可以通过分组的方式获取多个构筑物的第二信息，进行本方法的如下步骤，本申请中不再赘述。

S200、根据第一信息计算到地震结束时刻。

S300、根据地震结束时刻将第二信息划分为历史时刻信息和震后数据信息。

S400、根据历史时刻信息和震后数据信息计算的得到构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率。

S500、根据构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率，判断构筑物的安全状态。

需要说明的是，在本申请中步骤500中具体而言是，若状态系数变化率大于第一阈值或稳定系数变化率大于第一阈值，则记构筑物的安全状态为危险，并发送第一控制命令，第一控制命令包括控制显示器显示构筑物结构发生损伤的命令。在本申请中可以通过上述阈值限制的方式，得到构筑物安装状态并再通过在显示器显示的方式提示人员构筑物已经发生结构性破坏。需要维护不能进行行车。同时，对于本领域技术人员而言，其中对于第一阈值选择可以根据构筑物的不同来确定。本申请中不做出的具体的限制。

在本方法中通过根据地震动加速度时程曲线精准计算得出地震结束时刻，并以此为基础将数据划分为历史时刻的数据和震后数据以达到数据准确分离的目的。并在此基础上才能准确得到构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率，到精准计算得到构筑物的安装状态。

在本申请公开的一种具体的实施中，步骤S200中包括步骤S210、步骤S220、步骤S230、步骤S240、步骤S250和步骤S260。

S210、对地震动加速度时程曲线进行过滤，并更新地震动加速度时程曲线为过滤处理后的地震动加速度时程曲线。

S220、按照预设的第一时间长度截取地震动加速度时程曲线得到第一取样时程曲线，第一取样时程曲线包括地震时刻时的数据，地震时刻为地震台站所发布的地震刚开始发生的时刻。

需要说明的是本方法中所提的第一时间长度为60s。其中具体截取方式为以地震时刻前5s和地震时刻后55s截取数据。其中对于本领域技术人员，对于第一时间长度的截取长度可以自由选择本申请中不做出的具体限制。同时还需要说明的是，在本申请中地震时刻即地震台站发布地震发生的时刻。

S230、根据第一取样时程曲线进行R值时间曲线处理得到第一取样时程曲线对应的R值时间曲线。

需要说明的是，本申请中的R值时间曲线处理具体参见下文内容。其中参见图2为地震动加速度时程曲线，而图3为处理之后的R值时间曲线。

S240、根据第一取样时程曲线对应的R值时间曲线进行斜率计算得到R值斜率时间曲线。

需要说明的是在本申请中所提的斜率计算即为计算每两个时刻的斜率最终构成R值斜率时间曲线。

其中计算公式如下：

公式中，K_i为i时刻的R值斜率；R_i为i时刻的R值；R_i-t为i-t时刻的R值；t为R值时间曲线中两个纵坐标之差，即下文中的第二时间长度；

S250、查找R值斜率时间曲线第一次出现峰值的时刻，将第一次出现峰值的时刻减去第一时间长度得到地震波到来精准时刻。

S260、根据R值时间曲线和地震波到来精准时刻构建第三状态波动函数，求解第三状态波动函数得到地震结束时刻。

需要说明的是，在本方法中，以地震波精准到达时刻为原始时刻，提出了地震波的R值三段波动模型，其中三段模型分别包括三个阶段，三个阶段如图4所示，其中第一阶段为R值上升阶段，第二阶段为R值波动阶段，第三阶段为R值衰减阶段，本发明根据三个阶段的特征，提出了地震波R值三段的变化公式，第一阶段与第二阶段相同，公式为:

（1）

（2）

其中，（1）为第一阶段和第三阶段的公式，而（2）为第二阶段公式。y为R值；

为常数，其是根据地震波R值曲线的三段波动程度确定的，其中具体可以 选用二次拟合得到；e为自然常数。其中t是以地震波到来精准时刻为0时刻开始计算的，则 可以根据不同的地震波的前数秒的信息确定三段变化公式，并根据变化公式的衰减关系确 定地震波的结束时间，如以该段地震波为例，则可以判定该地震波R值变化的三段公式为：

根据三段的地震波R值曲线，可以根据从第三段的地震波衰减曲线，可以预估地震将在地震波到达73.5秒后结束。

同时，在本申请公开的一种具体的实施中，步骤S240中包括步骤S241和步骤S242。

S241、依次将第一取样时程曲线的每个时刻作为第一截取结束时刻，并按照预设的第二时间长度对第一取样时程曲线进行截取，得到至少两个第一曲线。

需要说明的是在本步骤中，第二时间长度为0.75s。

S242、根据每个第一曲线和第一预设公式计算得到每个第一截取结束时刻对应的R值,并构成R值时间曲线，R值时间曲线为每个第一截取结束时刻对应的R值的曲线。

需要说明的是，在本步骤中的第一预设公式如下：

（3）

其中，r_i为步长；L_i为对第一曲线将步长r_i移动N_i次得到的近似长度；N_i为自然数；c为截距。

例如,计算第3秒这一时刻对应的R值，那么截取的时间段就为2.25秒-3秒第二时间段的第一取样时程曲线，然后再利用上述公式（3）就可以得到第3秒这一时刻所对应的R值，按照此种逻辑就可以得到每一个时刻的R值，进而得到每一个时刻对应的R值斜率，最终得到台站采集到此地震波数据的精准时刻，也可以理解为此地震波数据达到台站的精准时刻。

同时，在本申请公开的一种具体的实施中，S200中还包括步骤S270、步骤S280和步骤S290。以达到再次优化地震结束时刻。

S270、在地震结束时刻，在第一信息中提取得到第二取样时程曲线，第二取样时程曲线的截止时刻为地震结束时刻。

S280、根据第二预设公式和第二取样时程曲线实时计算当前时刻的波动值。

S290、判断当前时刻的波动值是否大于预设第一阈值，若当前时刻的波动值小于或等于预设第一阈值，则以当前时刻重新开始在第一信息中提取得到第二取样时程曲线，直到当前时刻的波动值大于等于预设第一阈值，若当前时刻的波动值大于预设第一阈值，则更新地震结束时刻为当前时刻。

具体而言，在本方法中通过均值与长期均值结合方式判断当前时刻，地震是否已经结束。

其中在步骤S280中所采用的公式如下：

其中，V是阈值，SAR为短期R均值，LAR为长期R均值，

为i时刻的R值，40代表对采 样点为100Hz的地震动加速度时程曲线，计算0.4秒的短期R均值，即为40个采样点，2000代 表对采样点为100Hz的地震波曲线，计算20秒的长期R均值，即为2000个采样点，该公式反映 了R值曲线的波动情况，其越大则波动程度越大，当其减小时则地震波平缓，若V值在地震波 到达后，下降至3以下时，则判断地震波完全结束。其中对于本领域技术人员而言，也可以根 据事情优化，不同的V值，以及选择其他的采样的地震动加速度时程曲线而对应选择不同常 数。

通过采用阈值控制的方式根据实时数据情况对之前预测的地震结束时刻进行验证，并最终得到更加准确的地震结束时间，提升构筑物安全的评价结果。

同时，在本申请公开的一种具体的实施中，历史时刻信息为在列车正常运行经过构筑物时加速度传感器采集到的加速度时程曲线，震后数据信息为地震结束时刻后加速度传感器采集到的加速度时程曲线,步骤S400中包括步骤S410、步骤S420和步骤S430。

S410、根据历史时刻信息计算历史状态系数和历史稳定系数。

S420、根据震后数据信息计算震后状态系数和震后稳定系数。

S430、根据历史状态系数、历史稳定系数、震后状态系数和震后稳定系数分别计算得到状态系数变化率和稳定系数变化率。

其中，在本申请中，历史状态系数和震后状态系数的计算方式相同，历史稳定系数和震后稳定系数计算方式相同。在下文中，本申请中以历史状态系数和历史稳定系数计算过程为例。

其中还需要说明的是，在本申请中加速度传感器的布置方式。其中对于隧道这种人工构筑物，在本申请中优选为在洞口的两端均设置布置点，并且在隧道中优选1-3公里的间隔设置布置点，其中，每个布置点中，均还包括至少三个加速度传感器，比如在隧道截面的隧道顶点和隧道底部的两端处。对于本领域技术人员而言，还可以布置更多加速度传感器。便于全文的一致性理解，我们将每个布置点的称为一列，每个布置点中每个加速度传感器均有一个编号，并且多个布置点内相同编号构成一行。即将一个构筑物内采集的多个加速度时程曲线划分为阵列形式。

通过上述方式在地震发生后，所有布置点持续进行记录地震数据，并进行S420计算，若计算得到的状态系数与稳定系数发生改变绝对值比例超过20%，判断结构发生损伤，需要进行进一步的处理。

其中，在步骤S410中包括步骤S411、步骤S412、步骤S413、S414和S415。

S411、根据历史时刻信息中每次列车经过加速度传感器时采集的加速度时程曲线和第三预设公式计算得到第三信息，第三信息包括每次列车经过加速度传感器时每个加速度传感器对应的响应曲线。

需要说明的是，在本申请中关于第三预设公式的计算方法如下，先将加速度时程曲线按照预设分段数分割，在本实施例中优选为50；再按照如下公式计算：

其中，G为预设分段数，加*表明是该数据的共轭复数，

为第m列第i行的监 测点在T时间段内的水平响应曲线；

是傅里叶谱的长度；

，

为 第m列第i行监测点

与第

-1列第i行测点

的互功率谱密度函数；

,

为第m-1列第i行监测点

的自功率谱密度 函数；i为行数序号；m为列数序号。

S412、根据第三信息和第一预设公式组计算得到第四信息，第四信息包括每次列车经过时段内每个加速度传感器对应的波动系数。

本步骤所用的第四预设公式组第一个公式如下：

其中，

为振幅系数，

为

的最大值，

为

的最小值。

第四预设公式组第二个公式如下：

=

其中，

为波动系数，

为协方差，

为方差，其余参数含义参 见本步骤中已有说明。

S413、根据第四信息和第二预设公式组计算得到第五信息，第五信息包括每次列车经过加速度传感器时每个加速度传感器对应的状态系数；

需要说明的是，在本申请中所提及的第二预设公式组中第一个为：

其中，

为状态系数，

为波动系数，其余参数含义参见 本步骤中已有说明。

在本申请中所提及的第二预设公式组中第二个为：

其中，参数含义参见本步骤中已有说明。

S414、根据第五信息和第四预设公式计算得到历史状态系数。

在本申请中所提及的第四预设公式为：

其中，

为历史状态系数，其余参数含义参见本步骤中已有说明。

S415、根据第五信息和第五预设公式计算得到历史稳定系数。

在本申请中所提及的第五预设公式为：

其中，

为历史状态系数，其余参数含义参见本步骤中已有说明。

同时，在本申请公开的一种具体的实施中，本方法中还包括步骤S600。

S600、对高铁路基进行检查，并判断高铁路基的安全状态。

其中，在一些具体的实施例中，步骤S600中包括步骤S610、步骤S620、步骤S630、步骤S640、步骤S650和步骤S660实现对高铁路基的检测。

S610、发送第二控制命令并实时第七信息，第二控制命令包括控制线路检测机器人按照高速铁路设计速度60%在高速铁路上前进的命令，线路检测机器人为高速列车的车轮的间距、重量和车厢重量按照1：1比例设置，第七信息为检查加速度时程曲线，检查加速度时程曲线为检测机器人经过的一个沿线加速度传感器采集的加速度时程曲线，沿线加速度传感器为沿线设置的加速度传感器。

需要说明的是，在本申请中沿线加速度传感器的间隔为3KM，而每个沿线加速度传感器到高速铁路的直线距离均为50m。

S620、每经过一个沿线加速度传感器，则获取第八信息，直到检测机器人停止，第八信息为运行加速度时程曲线，运行加速度时程曲线为列车正常运行经过沿线加速度传感器时，沿线加速度传感器采集的加速度时程曲线。

S630、按照预设的第一时间长度分别截取第八信息和第七信息得到第八信息对应的第三取样时程曲线和第七信息对应的第四取样时程曲线。

S640、分别对第三取样时程曲线和第四取样时程曲线进行R值时间曲线处理得到第一R值时间曲线和第二R值时间曲线；

S650、根据第六预设公式对第一R值时间曲线和第二R值时间曲线计算相相似度。

需要说明的，第六预设公式为：

其中，SV为相相似度，其中，n为分段总数，在本申请中分段总数为100，i为第i段，

为第一R值时间曲线中第i段，

为第二R值时间曲线中第i段。

需要说明的是，在本申请中为首先将第一R值时间曲线和第二R值时间曲线进行相同预设段数分割，再分别计算第一R值时间曲线和第二R值时间曲线中每段的相似度，最后计算每段相似度的均值。

S660、若相相似度大于第二阈值，则发送第二控制命令，第二控制命令包括控制显示器显示实时传感位置发生地基发生损伤的命令，实时传感位置为检测机器人经过的一个沿线加速度传感器的位置。

需要说明的，本步骤中提及的第一R值时间曲线和第二R值时间曲线计算方法均与上文中R值时间曲线计算方法相同，本申请中不再赘述。

同时在本申请中通过线路检测机器人模拟列车前进状态，再通过比较正常运行时R值时间曲线与线路检测机器人前进R值时间曲线，

通过计算得到两条曲线的相似程度，其似程度越接近0，则曲线的相似程度越高，若其SV大于50%，则判断两条曲线的完全不同，则判断高速铁路路基出现问题，得到当前高铁路基是否均有隐藏性破坏，需要检修。

具体的而言，在本步骤中步骤S600还包括步骤S650、步骤S660和步骤S670。

S650、分别对第一R值时间曲线和第二R值时间曲线进行曲线时间序列长度优化，得到优化后的第一R值时间曲线和第二R值时间曲线；

S660、记优化后的第一R值时间曲线长度为第一时间长度，优化后的第二R值时间曲线为第二时间长度；

S670、根据第一时间长度与第二时间长度的商为采样间隔，分别对优化后的第一R值时间曲线和优化后的第二R值时间曲线进行抽样得到再优化后的第一R值时间曲线和第二R值时间曲线，并更新第一R值时间曲线和第二R值时间曲线为再优化后的第一R值时间曲线和第二R值时间曲线。

在本申请中，通过上述步骤对第一R值时间曲线和第二R值时间曲线进行时间序列长度的优化，最终得到第一R值时间曲线和第二R值时间曲线时间长度相同。

举例说明，列车正常运行及线路检测机器人的时程曲线长度分别为

，

，正 常运行的加速度时程曲线进行抽样处理，其中抽样的方法公式如下所示：

，即从第一个点开始，每相隔

个采样点进行抽取一个，直到抽 取至最后一个点，最后使

与

的加速度时程曲线长度相同。

在本方法中，通过地震动加速度时程曲线精准计算的地震结束时刻，并在此基础上计算构筑物的构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率，并通过构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率计算判断得到构筑物的安全性，同时，还通过1：1高铁列车模型建立线路检测机器人，对路基进行检测得到地基的安全性。依次达到在震后安全评估高速铁路的目的。

实施例2：

如图5所示，本实施例提供了一种高铁震后运行安全评估装置，装置包括：

第一获取单元1，用于实时获取第一信息和第二信息，第一信息包括地震台站采集的地震动加速度时程曲线，第二信息包括至少三个加速度时程曲线，加速度时程曲线由加速度传感器采集得到，加速度传感器设置于构筑物上，构筑物为高速铁路的结构设施。

第一计算单元2，用于根据第一信息计算到地震结束时刻。

第一划分单元3，用于根据地震结束时刻将第二信息划分为历史时刻信息和震后数据信息。

第二计算单元4，用于根据历史时刻信息和震后数据信息计算的得到构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率。

第一逻辑单元5，用于根据构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率，判断构筑物的安全状态。

在一些具体的实施例中，第一计算单元2包括：

过滤单元21，用于对地震动加速度时程曲线进行过滤，并更新地震动加速度时程曲线为过滤处理后的地震动加速度时程曲线。

第一截取单元22，用于按照预设的第一时间长度截取地震动加速度时程曲线得到第一取样时程曲线，第一取样时程曲线包括地震时刻时的数据，地震时刻为地震台站所发布的地震刚开始发生的时刻。

第一曲线单元23，用于根据第一取样时程曲线进行R值时间曲线处理得到第一取样时程曲线对应的R值时间曲线。

第三计算单元24，用于根据第一取样时程曲线对应的R值时间曲线进行斜率计算得到R值斜率时间曲线。

第一查找单元25，用于查找R值斜率时间曲线第一次出现峰值的时刻，将第一次出现峰值的时刻减去第一时间长度得到地震波到来精准时刻。

第一模型构建单元26，用于根据R值时间曲线和地震波到来精准时刻构建第三状态波动函数，求解第三状态波动函数得到地震结束时刻。

在一些具体的实施例中，第三计算单元24包括：

第二截取单元241，用于依次将第一取样时程曲线的每个时刻作为第一截取结束时刻，并按照预设的第二时间长度对第一取样时程曲线进行截取，得到至少两个第一曲线。

第四计算单元242，用于根据每个第一曲线和第一预设公式计算得到每个第一截取结束时刻对应的R值,并构成R值时间曲线，R值时间曲线为每个第一截取结束时刻对应的R值的曲线。

在一些具体的实施例中，第一计算单元2还包括：

第一提取单元27，用于在地震结束时刻，在第一信息中提取得到第二取样时程曲线，第二取样时程曲线的截止时刻为地震结束时刻。

第五计算单元28，用于根据第二预设公式和第二取样时程曲线实时计算当前时刻的波动值。

第二逻辑单元29，用于判断当前时刻的波动值是否大于预设第一阈值，若当前时刻的波动值小于或等于预设第一阈值，则以当前时刻重新开始在第一信息中提取得到第二取样时程曲线，直到当前时刻的波动值大于等于预设第一阈值，若当前时刻的波动值大于预设第一阈值，则更新地震结束时刻为当前时刻。

在一些具体的实施例中,历史时刻信息为在列车正常运行经过构筑物时加速度传感器采集到的加速度时程曲线，震后数据信息为地震结束时刻后加速度传感器采集到的加速度时程曲线，第二计算单元4包括：

第六计算单元41，用于根据历史时刻信息计算历史状态系数和历史稳定系数。

第七计算单元42，用于根据震后数据信息计算震后状态系数和震后稳定系数。

第八计算单元43，用于根据历史状态系数、历史稳定系数、震后状态系数和震后稳定系数分别计算得到状态系数变化率和稳定系数变化率。

其中，第六计算单元41包括：

第一子计算单元411，用于根据历史时刻信息中每次列车经过加速度传感器时采集的加速度时程曲线和第三预设公式计算得到第三信息，第三信息包括每次列车经过加速度传感器时每个加速度传感器对应的响应曲线。

第二子计算单元412，用于根据第三信息和第一预设公式组计算得到第四信息，第四信息包括每次列车经过时段内每个加速度传感器对应的波动系数。

第三子计算单元413，用于根据第四信息和第二预设公式组计算得到第五信息，第五信息包括每次列车经过加速度传感器时每个加速度传感器对应的状态系数。

第四子计算单元414，用于根据第五信息和第四预设公式计算得到历史状态系数。

第五子计算单元415，用于根据第五信息和第五预设公式计算得到历史稳定系数。

在一些具体的实施例中,本装置还包括：

路基检查单元6，用于对高铁路基进行检查，并判断高铁路基的安全状态。

在一些具体的实施例中,路基检查单元6包括：

命令发送单元61，用于发送第二控制命令并实时第七信息，第二控制命令包括控制线路检测机器人按照高速铁路设计速度60%在高速铁路上前进的命令，线路检测机器人为高速列车的车轮的间距、重量和车厢重量按照1：1比例设置，第七信息为检查加速度时程曲线，检查加速度时程曲线为检测机器人经过的一个沿线加速度传感器采集的加速度时程曲线，沿线加速度传感器为沿线设置的加速度传感器。

第二获取单元62，用于每经过一个沿线加速度传感器，则获取第八信息，直到检测机器人停止，第八信息为运行加速度时程曲线，运行加速度时程曲线为列车正常运行经过沿线加速度传感器时，沿线加速度传感器采集的加速度时程曲线。

第三截取单元63，用于按照预设的第一时间长度分别截取第八信息和第七信息得到第八信息对应的第三取样时程曲线和第七信息对应的第四取样时程曲线。

第二曲线单元64，用于分别对第三取样时程曲线和第四取样时程曲线进行R值时间曲线处理得到第一R值时间曲线和第二R值时间曲线。

第九计算单元68，用于根据第六预设公式对第一R值时间曲线和第二R值时间曲线计算相相似度。

第三逻辑单元69，用于若相相似度大于第二阈值，则发送第二控制命令，第二控制命令包括控制显示器显示实时传感位置发生地基发生损伤的命令，实时传感位置为检测机器人经过的一个沿线加速度传感器的位置。

在一些具体的实施例中,路基检查单元6还包括：

第一优化单元65，用于分别对第一R值时间曲线和第二R值时间曲线进行曲线时间序列长度优化，得到优化后的第一R值时间曲线和第二R值时间曲线。

标记单元66，用于记优化后的第一R值时间曲线长度为第一时间长度，优化后的第二R值时间曲线为第二时间长度。

时长优化单元67，用于根据第一时间长度与第二时间长度的商为采样间隔，分别对优化后的第一R值时间曲线和优化后的第二R值时间曲线进行抽样得到再优化后的第一R值时间曲线和第二R值时间曲线，并更新第一R值时间曲线和第二R值时间曲线为再优化后的第一R值时间曲线和第二R值时间曲线。

需要说明的是，关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

实施例3：

相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种高铁震后运行安全评估设备，下文描述的一种高铁震后运行安全评估设备与上文描述的一种高铁震后运行安全评估方法可相互对应参照。

图8是根据示例性实施例示出的一种高铁震后运行安全评估设备800的框图。如图8所示，该高铁震后运行安全评估设备800可以包括：处理器801，存储器802。该高铁震后运行安全评估设备800还可以包括多媒体组件803，I/O接口804，以及通信组件805中的一者或多者。

其中，处理器801用于控制该高铁震后运行安全评估设备800的整体操作，以完成上述的高铁震后运行安全评估方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该高铁震后运行安全评估设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该高铁震后运行安全评估设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(StaticRandom Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该高铁震后运行安全评估设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件805可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。

在一示例性实施例中，高铁震后运行安全评估设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的高铁震后运行安全评估方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的高铁震后运行安全评估方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由高铁震后运行安全评估设备800的处理器801执行以完成上述的高铁震后运行安全评估方法。

实施例4：

相应于上面的方法实施例，本实施例中还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种高铁震后运行安全评估方法可相互对应参照。

一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的高铁震后运行安全评估方法的步骤。

该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高铁震后运行安全评估方法，所述高铁为高速铁路,其特征在于，包括：

实时获取第一信息和第二信息，所述第一信息包括地震台站采集的地震动加速度时程曲线，所述第二信息包括至少三个加速度时程曲线，所述加速度时程曲线由加速度传感器采集得到，所述加速度传感器设置于构筑物上，所述构筑物为高速铁路的结构设施；

根据所述第一信息计算到地震结束时刻；

根据所述地震结束时刻将所述第二信息划分为历史时刻信息和震后数据信息；

根据所述历史时刻信息和所述震后数据信息计算的得到构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率；

根据所述构筑物状态系数变化率和所述构筑物稳定系数变化率，判断所述构筑物的安全状态。

2.根据权利要求1所述的高铁震后运行安全评估方法，其特征在于,根据所述第一信息计算到地震结束时刻，包括：

对所述地震动加速度时程曲线进行过滤，并更新所述地震动加速度时程曲线为过滤处理后的地震动加速度时程曲线；

按照预设的第一时间长度截取地震动加速度时程曲线得到第一取样时程曲线，所述第一取样时程曲线包括地震时刻时的数据，所述地震时刻为地震台站所发布的地震刚开始发生的时刻；

根据所述第一取样时程曲线进行R值时间曲线处理得到所述第一取样时程曲线对应的R值时间曲线,所述R值为地震动加速度时程曲线的粗糙度，所述R值时间曲线为随时间推移R值的变化曲线；

根据所述第一取样时程曲线对应的R值时间曲线进行斜率计算得到R值斜率时间曲线；

查找R值斜率时间曲线第一次出现峰值的时刻，将所述第一次出现峰值的时刻减去所述第一时间长度得到地震波到来精准时刻；

根据所述R值时间曲线和所述地震波到来精准时刻构建第三状态波动函数，求解所述第三状态波动函数得到地震结束时刻。

3.根据权利要求1所述的高铁震后运行安全评估方法，其特征在于,根据所述第一信息计算到地震结束时刻，还包括：

在所述地震结束时刻，在所述第一信息中提取得到第二取样时程曲线，所述第二取样时程曲线的截止时刻为所述地震结束时刻；

根据第二预设公式和第二取样时程曲线实时计算当前时刻的波动值；

判断当前时刻的所述波动值是否大于预设第一阈值，若当前时刻的所述波动值小于或等于预设第一阈值，则以当前时刻重新开始在所述第一信息中提取得到第二取样时程曲线，直到当前时刻的所述波动值大于等于预设第一阈值，若当前时刻的所述波动值大于预设第一阈值，则更新地震结束时刻为当前时刻。

4.根据权利要求1所述的高铁震后运行安全评估方法，其特征在于,所述历史时刻信息为在列车正常运行经过所述构筑物时加速度传感器采集到的加速度时程曲线，所述震后数据信息为地震结束时刻后加速度传感器采集到的加速度时程曲线，所述根据所述历史时刻信息和所述震后数据信息计算的得到状态系数变化率和稳定系数变化率，包括：

根据所述历史时刻信息计算历史状态系数和历史稳定系数；

根据所述震后数据信息计算震后状态系数和震后稳定系数；

根据所述历史状态系数、所述历史稳定系数、所述震后状态系数和所述震后稳定系数分别计算得到状态系数变化率和稳定系数变化率；

其中，所述根据所述历史时刻信息计算历史状态系数和历史稳定系数，包括：

根据所述历史时刻信息中每次列车经过加速度传感器时采集的加速度时程曲线和第三预设公式计算得到第三信息，所述第三信息包括每次列车经过加速度传感器时每个所述加速度传感器对应的响应曲线；

根据第三信息和第一预设公式组计算得到第四信息，所述第四信息包括每次列车经过时段内每个所述加速度传感器对应的波动系数；

根据第四信息和第二预设公式组计算得到第五信息，所述第五信息包括每次列车经过加速度传感器时每个所述加速度传感器对应的状态系数；

根据第五信息和第四预设公式计算得到历史状态系数；

根据第五信息和第五预设公式计算得到历史稳定系数。

5.一种高铁震后运行安全评估装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于实时获取第一信息和第二信息，所述第一信息包括地震台站采集的地震动加速度时程曲线，所述第二信息包括至少三个加速度时程曲线，所述加速度时程曲线由加速度传感器采集得到，所述加速度传感器设置于构筑物上，所述构筑物为高速铁路的结构设施；

第一计算单元，用于根据所述第一信息计算到地震结束时刻；

第一划分单元，用于根据所述地震结束时刻将所述第二信息划分为历史时刻信息和震后数据信息；

第二计算单元，用于根据所述历史时刻信息和所述震后数据信息计算的得到构筑物状态系数变化率和构筑物稳定系数变化率；

第一逻辑单元，用于根据所述构筑物状态系数变化率和所述构筑物稳定系数变化率，判断所述构筑物的安全状态。

6.根据权利要求5所述的高铁震后运行安全评估装置，其特征在于，所述第一计算单元包括：

过滤单元，用于对所述地震动加速度时程曲线进行过滤，并更新所述地震动加速度时程曲线为过滤处理后的地震动加速度时程曲线；

第一截取单元，用于按照预设的第一时间长度截取地震动加速度时程曲线得到第一取样时程曲线，所述第一取样时程曲线包括地震时刻时的数据，所述地震时刻为地震台站所发布的地震刚开始发生的时刻；

第一曲线单元，用于根据所述第一取样时程曲线进行R值时间曲线处理得到所述第一取样时程曲线对应的R值时间曲线,所述R值为地震动加速度时程曲线的粗糙度，所述R值时间曲线为随时间推移R值的变化曲线；

第三计算单元，用于根据所述第一取样时程曲线对应的R值时间曲线进行斜率计算得到R值斜率时间曲线；

第一查找单元，用于查找R值斜率时间曲线第一次出现峰值的时刻，将所述第一次出现峰值的时刻减去所述第一时间长度得到地震波到来精准时刻；

第一模型构建单元，用于根据所述R值时间曲线和所述地震波到来精准时刻构建第三状态波动函数，求解所述第三状态波动函数得到地震结束时刻。

7.根据权利要求5所述的高铁震后运行安全评估装置，其特征在于，所述第一计算单元还包括：

第一提取单元，用于在所述地震结束时刻，在所述第一信息中提取得到第二取样时程曲线，所述第二取样时程曲线的截止时刻为所述地震结束时刻；

第五计算单元，用于根据第二预设公式和第二取样时程曲线实时计算当前时刻的波动值；

第二逻辑单元，用于判断当前时刻的所述波动值是否大于预设第一阈值，若当前时刻的所述波动值小于或等于预设第一阈值，则以当前时刻重新开始在所述第一信息中提取得到第二取样时程曲线，直到当前时刻的所述波动值大于等于预设第一阈值，若当前时刻的所述波动值大于预设第一阈值，则更新地震结束时刻为当前时刻。

8.根据权利要求5所述的高铁震后运行安全评估装置，其特征在于，所述历史时刻信息为在列车正常运行经过所述构筑物时加速度传感器采集到的加速度时程曲线，所述震后数据信息为地震结束时刻后加速度传感器采集到的加速度时程曲线，所述第二计算单元包括：

第六计算单元，用于根据所述历史时刻信息计算历史状态系数和历史稳定系数；

第七计算单元，用于根据所述震后数据信息计算震后状态系数和震后稳定系数；

第八计算单元，用于根据所述历史状态系数、所述历史稳定系数、所述震后状态系数和所述震后稳定系数分别计算得到状态系数变化率和稳定系数变化率；

其中，第六计算单元包括：

第一子计算单元，用于根据所述历史时刻信息中每次列车经过加速度传感器时采集的加速度时程曲线和第三预设公式计算得到第三信息，所述第三信息包括每次列车经过加速度传感器时每个所述加速度传感器对应的响应曲线；

第二子计算单元，用于根据第三信息和第一预设公式组计算得到第四信息，所述第四信息包括每次列车经过时段内每个所述加速度传感器对应的波动系数；

第三子计算单元，用于根据第四信息和第二预设公式组计算得到第五信息，所述第五信息包括每次列车经过加速度传感器时每个所述加速度传感器对应的状态系数；

第四子计算单元，用于根据第五信息和第四预设公式计算得到历史状态系数；

第五子计算单元，用于根据第五信息和第五预设公式计算得到历史稳定系数。

9.一种高铁震后运行安全评估设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述高铁震后运行安全评估方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述高铁震后运行安全评估方法的步骤。

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