CN114261424A - 列车接近及钢轨异常缺陷预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种列车接近及钢轨异常缺陷预警系统及方法，其中，系统包括分别设于上行钢轨、下行钢轨，且彼此相连的预警装置；预警装置包括依次连接的拾音部、滤频部和运算部；拾音部用于采集上行钢轨及下行钢轨的声音信息并输出；滤频部用于接收声音信息，以及对声音信息依次进行滤频处理和分贝强度识别，输出分贝值数据；运算部用于在基于分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件；本申请实现了同时兼顾列车接近预警和钢轨异常缺陷判别，并有效提高了预警的准确度。

Description

列车接近及钢轨异常缺陷预警系统及方法

技术领域

本申请涉及铁路轨道检测技术领域，特别是涉及一种列车接近及钢轨异常缺陷预警系统及方法。

背景技术

在铁路线上作业时，为保障人员安全，需对线路上下行列车运行情况进行监测，例如设置上下行800米防护等。当前已有很多监测技术取代人工，例如通过对声音震动信号处理，得到列车接近的距离及速度，驱动告警单元进行告警，以及通过光纤传感对钢轨异常声进行分析判断钢轨异常缺陷。列车接近报警技术，无法有效筛选噪音，采集到轨道振动信号便会处理，且由于振动的影响范围与声音的传播范围同时覆盖上行钢轨与下行钢轨，因此造成上、下行钢轨异常音源相互干扰。

以上，目前存在预警不准确，且无法同时兼顾列车接近预警和钢轨异常缺陷判别的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种列车接近及钢轨异常缺陷预警系统及方法。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种列车接近及钢轨异常缺陷预警系统，包括分别设于上行钢轨、下行钢轨，且彼此相连的预警装置；

预警装置包括依次连接的拾音部、滤频部和运算部；

拾音部用于采集上行钢轨及下行钢轨的声音信息并输出；

滤频部用于接收声音信息，以及对声音信息依次进行滤频处理和分贝强度识别，输出分贝值数据；

运算部用于在基于分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件。

在其中一个实施例中，拾音部包括相互连接的拾音头和传导设备；传导设备连接滤频部。

在其中一个实施例中，滤频部包括声电转换电路、第一鉴频电路、第二鉴频电路、第三鉴频电路、第一分贝识别设备、第二分贝识别设备和第三分贝识别设备；

声电转换电路连接拾音部，以及分别连接第一鉴频电路、第二鉴频电路、第三鉴频电路；第一鉴频电路连接第一分贝识别设备；第二鉴频电路连接第二分贝识别设备；第三鉴频电路连接第三分贝识别设备；第一分贝识别设备、第二分贝识别设备和第三分贝识别设备均连接运算部。

在其中一个实施例中，运算部包括相互连接的处理设备和存储设备；处理设备连接滤频部。

在其中一个实施例中，预警装置还包括通讯部，以及均连接通讯部的报警设备和电源部；

电源部分别连接滤频部、运算部；通讯部连接运算部，以及用于连接终端设备；任一预警装置中的通讯部与另一预警装置中的通讯部相连。

一种列车接近及钢轨异常缺陷检测方法，方法应用于上述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统中的运算部，方法包括步骤：

接收滤频部传输的分贝值数据；

在基于分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件。

在其中一个实施例中，分贝值数据包括第一分贝强度值，在基于分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果的步骤包括：

根据任一预警装置输出的第一分贝强度值与另一预警装置输出的第一分贝强度值的比较结果，输出列车接近预警；列车接近预警包括上行钢轨来车、下行钢轨来车和上下行钢轨同时来车。

在其中一个实施例中，分贝值数据还包括第二分贝强度值和第三分贝强度值，还包括步骤：

根据任一预警装置输出的第二分贝强度值与另一预警装置输出的第二分贝强度值的比较结果，输出钢轨螺栓松动预警；钢轨螺栓松动预警包括上行钢轨螺栓松动、下行钢轨螺栓松动和上下行钢轨螺栓同时松动；

根据任一预警装置输出的第三分贝强度值与另一预警装置输出的第三分贝强度值的比较结果，输出钢轨接头错牙预警；钢轨接头错牙预警包括上行钢轨接头错牙、下行钢轨接头错牙和上下行钢轨接头同时错牙。

一种列车接近及钢轨异常缺陷检测装置，检测装置应用于上述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统中的运算部，检测装置包括：

数据接收模块，用于接收滤频部传输的分贝值数据；

预警模块，用于在基于分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件。

一种计算机可读存储介质，其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的方法的步骤。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请通过拾音部采集上行钢轨及下行钢轨的声音信息，继而通过滤频部对该声音信息依次进行滤频处理和分贝强度识别并输出分贝值数据，从而通过运算部在基于分贝值数据确定当前满足预警条件的情况下输出预警结果；本申请解决了上行钢轨、下行钢轨异常音源相互干扰而无法准确预警的问题，实现了同时兼顾列车接近预警和钢轨异常缺陷判别，并有效提高了预警的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为一个实施例中列车接近及钢轨异常缺陷预警系统的结构示意图；

图2为一个实施例中列车接近及钢轨异常缺陷预警系统中任一预警装置的具体结构示意图；

图3为一个实施例中列车接近及钢轨异常缺陷检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

目前对列车接近预警方面公知的技术，如申请号为201610384284.8的专利所公开的一种列车接近报警器，通过对声音振动信号处理，得到列车接近的距离及速度，驱动告警单元进行告警，但其缺点如下：①无法有效筛选噪音，采集到轨道振动信号便会处理，当线路上有机械捣鼓等作业时，也同样会使轨道发出振动信号，如此会发生误报警；②报警是本体发出，报警时本来就是轨道噪音发生时，作业人员有可能分神导致听不到；③功能单一，没有考虑钢轨噪音这方面对报警装置的干扰。

对钢轨缺陷判定预警方面公知的技术，如申请号为201710533838.0的专利所公开的一种光纤传感式钢轨异常声监听探头，通过光纤传感式对钢轨异常声进行分析，进而判断钢轨异常缺陷；其缺点如下：①光信号不稳定，且受环境清洁度、湿度等影响，重污区或货运铁路隧道等，粉尘颗粒极多；②监听钢轨异常功能单一，不能同时进行列车接近预警；③不能有效筛选噪音，列车接近时，各种噪声源及各种频率混杂，对钢轨缺陷判定产生很大干扰。其他诸如在钢轨螺栓本体加装传感器及电路线等方法不再赘述，此类方法缺点同样显而易见。

无论是通过声音强度识别告警还是通过声音振动导致光信号变化告警，均存在一个问题，就是列车接近或钢轨螺栓松动、钢轨接头错牙高度达到3mm时，其振动的影响范围与声音的传播范围是同时覆盖上行钢轨与下行钢轨(铁道部规定，全路向北京，支线向干线或指定方向的为上行方向；反之为下行方向)，因此应用这些方法进行列车接近和钢轨缺陷识别告警时，存在不能有效识别上下行钢轨的问题，例如，上行钢轨来车，但火车轮对导致的振动，对下行钢轨也会有影响，同样有声音频率传播；上行钢轨来车导致的上行钢轨螺栓振动声音，也会传播至下行钢轨处，甚至上行钢轨螺栓紧固完好，没有异常震动，但上行钢轨来车反而会使下行钢轨螺栓发生震动；此外，上行钢轨列车轮对撞击接头错牙产生的振动声音，也会传播至下行钢轨处。

本申请提供的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统，能够避开监测钢轨振动主要的背景噪音干扰区间，提高列车接近预警准确度，同时在列车经过时，利用钢轨存在缺陷时的音源频率对钢轨缺陷进行有效识别预警，并能够在上行钢轨、下行钢轨异常音源相互干扰的情况下对列车接近和钢轨异常缺陷判别进行准确预警，实现了预警准确度的有效提高。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种列车接近及钢轨异常缺陷预警系统，以该系统应用于监测上行钢轨和下行钢轨列车运行情况中为例，可以包括分别设于上行钢轨、下行钢轨，且彼此相连的预警装置；

预警装置包括依次连接的拾音部110、滤频部120和运算部130；

拾音部110用于采集上行钢轨及下行钢轨的声音信息并输出；

滤频部120用于接收声音信息，以及对声音信息依次进行滤频处理和分贝强度识别，输出分贝值数据；

运算部130用于在基于分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件。

具体地，由于钢轨的不平顺的时机存在，列车轮对与钢轨存在着高频率的相互作用，因此钢轨会产生一种被称为“pinned-pinned”振动的振动方式，并且辐射出大量噪声，其次，不同轨枕间距下，钢轨“pinned-pinned”振动出现的频率可以计算得到，例如，轨枕间距为0.6m时50kg/m级钢轨的频率为1196Hz，60kg/m级钢轨的频率为1367Hz，75kg/m级钢轨的频率为1482Hz；

在一些示例中，预警装置底部为强磁吸材料，可有效吸附于钢轨上，因此可以在上行钢轨、下行钢轨轨腰同等里程处分别磁吸一个预警装置，进一步地，拾音部110可以采集上行钢轨及下行钢轨的声音信息，该声音信息为上行钢轨及下行钢轨发生“pinned-pinned”振动的频率信息；滤频部120接收该声音信息后依次对其进行滤频处理和分贝强度识别，得到分贝值数据，从而运算部130基于该分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；

具体来说，无论上行钢轨来车，还是下行钢轨来车，或者上下行钢轨均来车，列车轮对都会使上下行钢轨同时振动，因此上下行铁路磁吸的预警装置可以同时捕捉到pinned-pinned振动，并经滤频以及进行分贝强度识别后，各自将分贝值数据传输至运算部130，在一些示例中，两个预警装置的运算部130可以通过局部WIFI或蓝牙进行连接以互传数据，并由上行钢轨磁吸的预警装置作为主设备，下行钢轨磁吸的预警装置作为副设备，其中主设备可用红色外观，副设备可用黄色外观以示区分；主设备可以对两个预警装置中的运算部130接收到的两个分贝值数据比差，根据该比较结果，可以有效判断是上行钢轨来车，还是下行钢轨来车，或者上下行钢轨均来车，从而输出相应预警结果；

在一些示例中，钢轨异常缺陷可以包括钢轨螺栓松动和钢轨接头错牙；由于在列车经过时会产生强烈震动，造成钢轨上紧固螺栓由于松紧程度的不同，也会发出不同频率的声音；具体来说，当列车经过时列车轮对会使上下行钢轨同时振动，此时松动的钢轨螺栓的振动声音也同时覆盖上下行钢轨，上下行铁路磁吸的预警装置将都捕捉到该声音信息，并经滤频以及进行分贝强度识别后，各自将分贝值数据传输至运算部130，同样可以根据两个分贝值数据的比较结果，有效识别松动钢轨螺栓所在上行钢轨、下行钢轨方位；

当列车通过钢轨错牙接头时，会产生强烈的冲击并引起冲击噪声，具体来说，列车通过钢轨错牙接头时，冲击噪声同样覆盖上下行钢轨，上下行铁路磁吸的预警装置都将捕捉到该声音信息，并经滤频以及进行分贝强度识别后，各自将分贝值数据传输至运算部130，同样根据两个分贝值数据的比较结果，有效识别钢轨接头错牙所在上行钢轨、下行钢轨方位。

上述列车接近及钢轨异常缺陷预警系统，通过捕捉列车轮对与钢轨特有的“pinned-pinned”振动音源频率，可避免误报警，也无须开发复杂的声音识别算法，成本低，实用性高；利用列车对钢轨松动螺栓振动音源频率的特点，以及列车轮对撞击钢轨接头错牙音源频率的特点，实现了对钢轨异常缺陷的有效识别及预警；同时解决了上行钢轨、下行钢轨异常音源相互干扰而无法准确预警的问题。

在其中一个实施例中，拾音部110包括相互连接的拾音头和传导设备；传导设备连接滤频部120。

具体地，在一些示例中，传导设备可以采用传导管予以实现；进一步地，拾音头用于采集上行钢轨及下行钢轨介质中传输的声音信息，传导管用于将该声音信息传输至滤频部120。

在其中一个实施例中，滤频部120包括声电转换电路、第一鉴频电路、第二鉴频电路、第三鉴频电路、第一分贝识别设备、第二分贝识别设备和第三分贝识别设备；

声电转换电路连接拾音部110，以及分别连接第一鉴频电路、第二鉴频电路、第三鉴频电路；第一鉴频电路连接第一分贝识别设备；第二鉴频电路连接第二分贝识别设备；第三鉴频电路连接第三分贝识别设备；第一分贝识别设备、第二分贝识别设备和第三分贝识别设备均连接运算部130。

具体地，在一些示例中，声电转换电路可以采用声电转换芯片予以实现，第一鉴频电路、第二鉴频电路和第三鉴频电路可以分别采用第一鉴频芯片、第二鉴频芯片和第三鉴频芯片予以实现，第一分贝识别设备、第二分贝识别设备和第三分贝识别设备可以分别采用第一分贝传感器、第二分贝传感器和第三分贝传感器予以实现；

进一步地，第一鉴频芯片、第二鉴频芯片、第三鉴频芯片的输入端均与声电转换芯片电连接，第一鉴频芯片、第二鉴频芯片、第三鉴频芯片的输出端分别与第一分贝传感器、第二分贝传感器、第三分贝传感器对应电连接；

其中，第一鉴频芯片的工作区间可以根据钢轨型号的不同调整至相应工作区间，在一个具体地示例中，如当前普遍应用的75kg/m级钢轨，可以将第一鉴频芯片的工作区间调整至1400-1600Hz，用于捕捉“pinned-pinned”振动的声音信息，此振动捕捉到，则可认定列车接近，由于钢轨振动辐声经研究表明，其声能量主要集中在69-1000Hz，但此频率区间内，也正是各类背景杂音的主要干扰区间，可见，捕捉钢轨独特的“pinned-pinned”振动音源频率，可以避开监测钢轨振动主要的背景噪音干扰区间；

研究表明，以400Hz为中心频率的频率范围内尖峰对螺栓的松紧程度很敏感，随着螺栓拧紧力矩的减小，该尖峰的位置会向低频方向偏移，第二鉴频芯片可以根据此特性将工作区间调整至300-400Hz，用于捕捉螺栓振动的声音信息，此振动捕捉到，便可认定钢轨固定螺栓出现松动；

当钢轨接头错牙高度为3mm时，列车轮对与错牙撞击的噪声音源频率峰值可达到2400Hz，分贝强度达到90分贝，第三鉴频芯片可以将工作区间调整至2200-2400Hz，第三分贝传感器可以将感应区间调整为80-100分贝，当第三鉴频芯片捕捉到2200-2400Hz的音源且输入到第三分贝传感器后有80-100分贝信号输出，则可以认定列车轮对所经过钢轨接头错牙高度达到3mm。

在一些示例中，通过第一鉴频电路、第二鉴频电路、第三鉴频电路、第一分贝识别设备、第二分贝识别设备和第三分贝识别设备，可以对过滤后的音源分贝强度进行整定，进而可以对列车接近预警距离进行设定，以及可以对钢轨螺栓松动音源距离、钢轨错牙接头受列车轮对撞击距离进行判定；在一个具体地示例中，根据防护距离的不同要求，预警距离可以以第一鉴频电路经滤频后的pinned-pinned音源分贝强度为阀值进行整定。

在其中一个实施例中，运算部130包括相互连接的处理设备和存储设备；处理设备连接滤频部120。

具体地，在一些示例中，处理设备可以采用处理器予以实现，存储设备可以采用存储器予以实现，进一步地，处理器在第一分贝传感器、第二分贝传感器和第三分贝传感器传输数据时，可以自动录制10秒音频，并存储至存储器中；存储器中存储有钢轨螺栓松动案例音频文件与钢轨接头错牙撞击案例音频文件，其中，存储器的容量可根据用户需求定制，例如32G、64G等。

在其中一个实施例中，预警装置还包括通讯部，以及均连接通讯部的报警设备和电源部；

电源部分别连接滤频部120、运算部130；通讯部连接运算部130，以及用于连接终端设备；任一预警装置中的通讯部与另一预警装置中的通讯部相连。

具体地，通讯部包括WIFI(Wireless Fidelity，简称WIFI)发射模块、接收器和蓝牙模块，在一些示例中，通讯部在处理器指令下，可将存储器中的内容发送至终端设备，以及将预警指令发送至报警设备；

在一些示例中，终端设备可以是手机，在一个具体地示例中，手机内App(Application，简称App)可通过WIFI或蓝牙与存储器通讯，App内可以分为设置栏、预警栏和数据库，其中设置栏可以对三个鉴频芯片的工作区间进行设定，以及可以对三个分贝传感器的工作区间进行设定，还可以对吸附钢轨处公里标进行设定；预警栏可以显示当日预警信息，包括钢轨螺栓松动预警信息和钢轨接头错牙3mm预警信息，每条预警信息附带可播放10秒录制音频；数据库可以打开预警装置的存储器，查阅历史预警信息并播放某条预警信息存储的10秒音频，也可以播放钢轨螺栓松动案例音频文件与钢轨接头错牙撞击案例音频文件，供使用人员人工比对；

在一些示例中，报警设备可以通过报警器予以实现，在一个具体地示例中，报警器为单独携带的装置，报警器在接收到通讯部发来的WIFI、蓝牙的列车接近信号后，发出蜂鸣、灯光告警，报警器由电池供电，且报警器可以随身携带于防护人员口袋中；

电源部包括锂电池组和DC-DC转换电路，电源部可以供应多种等级直流电压，分别向滤频部120、运算部130、通讯部供电；在一个具体地示例中，任一预警装置的具体结构示意图如图2所示。

上述列车接近及钢轨异常缺陷检测系统，通过手机App可对钢轨螺栓松动预警音频和撞击钢轨接头错牙预警音频进行随时调阅，并与案例音频进行人工比对，同时让防护员随身携带报警器，预警更加明显，避免了报警由本体发出而造成防护员分神听不到的问题。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种列车接近及钢轨异常缺陷检测方法，以该方法应用于上述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统中的运算部130为例，方法包括步骤：

步骤S310，接收滤频部120传输的分贝值数据；

步骤S320，在基于分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件。

具体来说，在一些示例中，上行钢轨磁吸的预警装置接收由滤频部120对上行钢轨的声音信息进行滤频处理和分贝强度识别而得到的分贝值数据，并作为主设备接收下行钢轨磁吸的预警装置传输的分贝值数据，进一步地，基于前述分贝值数值，确定当前满足列车接近条件的情况下，输出预警结果；或基于前述分贝值数值，确定当前满足列车接近条件和钢轨异常缺陷条件的情况下，输出预警结果。

上述列车接近及钢轨异常缺陷检测方法，能够解决上行钢轨、下行钢轨异常音源相互干扰而无法准确预警的问题，并实现同时兼顾列车接近预警和钢轨异常缺陷判别预警，并有效提高预警的准确度。

在其中一个实施例中，分贝值数据包括第一分贝强度值，在基于分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果的步骤包括：

根据任一预警装置输出的第一分贝强度值与另一预警装置输出的第一分贝强度值的比较结果，输出列车接近预警；列车接近预警包括上行钢轨来车、下行钢轨来车和上下行钢轨同时来车。

具体来说，当上行钢轨的预警装置作为主设备、下行钢轨的预警装置作为负设备时，比较结果为主设备输出的第一分贝强度值减去负设备输出的第一分贝强度值，进一步地，若比较结果为正，且差值幅度在50％以上，则输出上行钢轨来车、下行钢轨无车预警；若比较结果为负，且差值幅度在50％以上，则输出上行钢轨无车、下行钢轨来车预警；若差值幅度在50％以下时，则输出上下行钢轨同时来车预警。

在其中一个实施例中，分贝值数据还包括第二分贝强度值和第三分贝强度值，还包括步骤：

根据任一预警装置输出的第二分贝强度值与另一预警装置输出的第二分贝强度值的比较结果，输出钢轨螺栓松动预警；钢轨螺栓松动预警包括上行钢轨螺栓松动、下行钢轨螺栓松动和上下行钢轨螺栓同时松动；

根据任一预警装置输出的第三分贝强度值与另一预警装置输出的第三分贝强度值的比较结果，输出钢轨接头错牙预警；钢轨接头错牙预警包括上行钢轨接头错牙、下行钢轨接头错牙和上下行钢轨接头同时错牙。

具体来说，当上行钢轨的预警装置作为主设备、下行钢轨的预警装置作为负设备时，主设备输出的第二分贝强度值减去负设备输出的第二分贝强度值的差值作为比较结果，进一步地，若比较结果为正，且差值幅度在50％以上，则输出上行钢轨螺栓松动预警；若比较结果为负，且差值幅度在50％以上，则输出下行钢轨螺栓松动预警；若差值幅度在50％以下时，则输出上下行钢轨螺栓同时松动预警；

同样地，主设备输出的第三分贝强度值减去负设备输出的第三分贝强度值的差值作为比较结果，进一步地，若比较结果为正，且差值幅度在50％以上，则输出上行钢轨接头错牙预警；若比较结果为负，且差值幅度在50％以上，则输出下行钢轨接头错牙预警；若差值幅度在50％以下时，则输出上下行钢轨接头同时错牙预警。

上述列车接近及钢轨异常缺陷检测方法，分别通过根据第一分贝强度值、第二分贝强度值及第三分贝强度值相应的比较结果，实现了对上下行钢轨来车情况的准确预警，以及在列车经过后对上下行钢轨异常缺陷判别的准确预警，杜绝了上、下行钢轨异常音源相互干扰的问题。

应该理解的是，虽然图3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供了一种列车接近及钢轨异常缺陷检测装置，检测装置应用于上述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统中的运算部，检测装置包括：

数据接收模块，用于接收滤频部传输的分贝值数据；

预警模块，用于在基于分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件。

关于列车接近及钢轨异常缺陷检测装置的具体限定可以参见上文中对于列车接近及钢轨异常缺陷检测方法的限定，在此不再赘述。上述列车接近及钢轨异常缺陷检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，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。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其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列车接近及钢轨异常缺陷检测方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种列车接近及钢轨异常缺陷预警系统，其特征在于，包括分别设于上行钢轨、下行钢轨，且彼此相连的预警装置；

所述预警装置包括依次连接的拾音部、滤频部和运算部；

所述拾音部用于采集所述上行钢轨及所述下行钢轨的声音信息并输出；

所述滤频部用于接收所述声音信息，以及对所述声音信息依次进行滤频处理和分贝强度识别，输出分贝值数据；

所述运算部用于在基于所述分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；所述预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件。

2.根据权利要求1所述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统，其特征在于，所述拾音部包括相互连接的拾音头和传导设备；所述传导设备连接所述滤频部。

3.根据权利要求1所述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统，其特征在于，所述滤频部包括声电转换电路、第一鉴频电路、第二鉴频电路、第三鉴频电路、第一分贝识别设备、第二分贝识别设备和第三分贝识别设备；

所述声电转换电路连接所述拾音部，以及分别连接所述第一鉴频电路、第二鉴频电路、第三鉴频电路；所述第一鉴频电路连接所述第一分贝识别设备；所述第二鉴频电路连接所述第二分贝识别设备；所述第三鉴频电路连接所述第三分贝识别设备；所述第一分贝识别设备、所述第二分贝识别设备和所述第三分贝识别设备均连接所述运算部。

4.根据权利要求1所述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统，其特征在于，所述运算部包括相互连接的处理设备和存储设备；所述处理设备连接所述滤频部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统，其特征在于，所述预警装置还包括通讯部，以及均连接所述通讯部的报警设备和电源部；

所述电源部分别连接所述滤频部、所述运算部；所述通讯部连接所述运算部，以及用于连接终端设备；任一所述预警装置中的所述通讯部与另一所述预警装置中的所述通讯部相连。

6.一种列车接近及钢轨异常缺陷检测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至5中任一项所述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统中的运算部，所述方法包括步骤：

接收所述滤频部传输的所述分贝值数据；

在基于所述分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；所述预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件。

7.根据权利要求6所述的列车接近及钢轨异常缺陷检测方法，其特征在于，所述分贝值数据包括第一分贝强度值，所述在基于所述分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果的步骤包括：

根据任一所述预警装置输出的所述第一分贝强度值与另一所述预警装置输出的所述第一分贝强度值的比较结果，输出列车接近预警；所述列车接近预警包括上行钢轨来车、下行钢轨来车和上下行钢轨同时来车。

8.根据权利要求7所述的列车接近及钢轨异常缺陷检测方法，其特征在于，所述分贝值数据还包括第二分贝强度值和第三分贝强度值，还包括步骤：

根据任一所述预警装置输出的所述第二分贝强度值与另一所述预警装置输出的所述第二分贝强度值的比较结果，输出钢轨螺栓松动预警；所述钢轨螺栓松动预警包括上行钢轨螺栓松动、下行钢轨螺栓松动和上下行钢轨螺栓同时松动；

根据任一所述预警装置输出的所述第三分贝强度值与另一所述预警装置输出的所述第三分贝强度值的比较结果，输出钢轨接头错牙预警；所述钢轨接头错牙预警包括上行钢轨接头错牙、下行钢轨接头错牙和上下行钢轨接头同时错牙。

9.一种列车接近及钢轨异常缺陷检测装置，其特征在于，所述检测装置应用于权利要求1至5中任一项所述的列车接近及钢轨异常缺陷预警系统中的运算部，所述检测装置包括：

数据接收模块，用于接收所述滤频部传输的所述分贝值数据；

预警模块，用于在基于所述分贝值数据，确定当前满足预警条件的情况下，输出预警结果；所述预警条件包括以下条件中的任意一种或任意组合：列车接近条件以及钢轨异常缺陷条件。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6至8中任一项所述的方法的步骤。

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