CN114354758A - 一种路基性能判断方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种路基性能判断方法、装置、设备及可读存储介质，所述方法包括：获取一个激励信号和至少两个响应信号；基于所述激励信号和所述响应信号，建立白噪声信号和所述响应信号之间的联系，根据所述响应信号和所述联系得到所述响应信号所对应的白噪声信号；基于所述响应信号所对应的白噪声信号和所述响应信号，得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数；基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果。本发明可以在列车运营阶段对路基填料性能进行识别，通过本发明中的方法可以在路基的有效寿命周期范围内对路基进行实时监测。

Description

一种路基性能判断方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本发明涉及路基技术领域，具体而言，涉及一种路基性能判断方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

随着高速铁路里程的增加，高铁路基在运营期的安全状态监测极其重要。轨道不平顺、路基承载力下降等问题必然随着高铁路基里程的增加而增加。此外，我国规范中明确规定：要求路基工后沉降不超过15mm。为了满足此高标准的要求，路基结构对填料材料，压实标准等指标作了明确的规定，而且在列车运营阶段对路基变形沉降进行了跟踪的观测及分析。对于路基的结构以及材料方面这是目前在施工阶段前实施的有效措施，对于运营阶段的路基沉降损伤检测并没有特别好的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种路基性能判断方法、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，本申请实施例提供了如下技术方案：

一方面，本申请实施例提供了一种路基性能判断方法，所述方法包括：

获取一个激励信号和至少两个响应信号，所述激励信号由第一检波器采集得到，所述第一检波器安装在铁轨上，所述响应信号由第二检波器采集得到，所述第二检波器安装在路基里面，每个所述第二检波器之间具有预设间距，所述第一检波器和所述第二检波器的安装位置位于一条竖直的直线上；

基于所述激励信号和所述响应信号，建立白噪声信号和所述响应信号之间的联系，根据所述响应信号和所述联系得到所述响应信号所对应的白噪声信号；

基于所述响应信号所对应的白噪声信号和所述响应信号，得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数；

基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果。

可选的，基于所述激励信号和所述响应信号，建立白噪声信号和所述响应信号之间的联系，根据所述响应信号和所述联系得到所述响应信号所对应的白噪声信号，包括：

基于所述激励信号构建第一模拟空间和第二模拟空间，所述第一模拟空间由所述激励信号和所述响应信号组成，所述第二模拟空间由所述激励信号和所述白噪声信号组成；

基于所述第一模拟空间和所述第二模拟空间建立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间之间的耦合状态公式；

利用所述耦合状态公式联立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间得到第三模拟空间，所述第三模拟空间由所述白噪声信号和所述响应信号组成，根据所述第三模拟空间和所述响应信号得到所述白噪声信号。

可选的，基于所述响应信号所对应的白噪声信号和所述响应信号，得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数，包括：

对所述白噪声信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的白噪声信号；对所述响应信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的响应信号；

对所述拟合后的白噪声信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的白噪声信号；对所述响应信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的响应信号；

基于所述消除趋势项后的白噪声信号和所述消除趋势项后的响应信号计算得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数。

可选的，基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果，包括：

将所述传递函数进行平滑处理，得到平滑后的传递函数；

对每个所述响应信号所对应的平滑后的传递函数进行分析，其中，若所述响应信号所对应的平滑后的传递函数同时满足第一条件、第二条件和第三条件，则采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置未发生损伤，反之则发生损伤，所述第一条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数的曲线形态相同；所述第二条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点所对应的横坐标相同；所述第三条件为采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置距离地面越远，所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点越小。

可选的，基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果后，还包括：

随机选取一个所述响应信号；

将选取得到的所述响应信号进行进行傅里叶变换，得到频谱图；

将所述频谱图中最大的峰值所对应的频率记为基频；

根据所述基频和列车信息对所述列车的速度进行调控。

可选的，根据所述基频和列车信息对所述列车的速度进行调控，包括：

获取所述列车信息和所述列车的安全行驶速度，所述列车信息包括所述列车的车长，所述列车在安全行驶速度下行驶可以保证路基填料在设计使用期限内安全运营；

根据所述列车的车长和所述基频计算得到列车当前的行驶速度；

将所述列车当前的行驶速度与所述列车的安全行驶速度进行对比分析，若所述列车当前的行驶速度大于所述列车的安全行驶速度，则向所述列车发送车速过快的提示信息。

可选的，所述预设间距的计算方法，包括：

获取所述路基的设计信息、位移阈值和经过所述路基的列车的设计信息，所述设计信息包括所述列车的安全行驶速度；

根据所述路基的设计信息构建路基模型，根据所述列车的设计信息构建列车模型，并在所述路基模型中设置两个检波器，两个检波器的位置在一条竖线上，两个检波器之间具有第一间距；

使所述列车模型按照所述安全行驶速度在所述路基模型上行驶，获取所述列车经过所述路基后每个检波器的位移量，判断两个所述检波器的所述位移量是否均小于所述位移阈值，若均小于则将所述第一间距记为所述预设间距。

第二方面，本申请实施例提供了一种路基性能判断装置，所述装置包括第一获取模块、第一计算模块、第二计算模块和第一判断模块。

第一获取模块，用于获取一个激励信号和至少两个响应信号，所述激励信号由第一检波器采集得到，所述第一检波器安装在铁轨上，所述响应信号由第二检波器采集得到，所述第二检波器安装在路基里面，每个所述第二检波器之间具有预设间距，所述第一检波器和所述第二检波器的安装位置位于一条竖直的直线上；

第一计算模块，用于基于所述激励信号和所述响应信号，建立白噪声信号和所述响应信号之间的联系，根据所述响应信号和所述联系得到所述响应信号所对应的白噪声信号；

第二计算模块，用于基于所述响应信号所对应的白噪声信号和所述响应信号，得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数；

第一判断模块，用于基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果。

可选的，第一计算模块，包括：

第一计算单元，用于基于所述激励信号构建第一模拟空间和第二模拟空间，所述第一模拟空间由所述激励信号和所述响应信号组成，所述第二模拟空间由所述激励信号和所述白噪声信号组成；

第二计算单元，用于基于所述第一模拟空间和所述第二模拟空间建立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间之间的耦合状态公式；

第三计算单元，用于利用所述耦合状态公式联立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间得到第三模拟空间，所述第三模拟空间由所述白噪声信号和所述响应信号组成，根据所述第三模拟空间和所述响应信号得到所述白噪声信号。

可选的，第二计算模块，包括：

拟合单元，用于对所述白噪声信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的白噪声信号；对所述响应信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的响应信号；

第四计算单元，用于对所述拟合后的白噪声信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的白噪声信号；对所述响应信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的响应信号；

第五计算单元，用于基于所述消除趋势项后的白噪声信号和所述消除趋势项后的响应信号计算得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数。

可选的，第一判断模块，包括：

第六计算单元，用于将所述传递函数进行平滑处理，得到平滑后的传递函数；

分析单元，用于对每个所述响应信号所对应的平滑后的传递函数进行分析，其中，若所述响应信号所对应的平滑后的传递函数同时满足第一条件、第二条件和第三条件，则采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置未发生损伤，反之则发生损伤，所述第一条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数的曲线形态相同；所述第二条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点所对应的横坐标相同；所述第三条件为采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置距离地面越远，所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点越小。

可选的，所述装置，还包括：

选取模块，用于随机选取一个所述响应信号；

变换模块，用于将选取得到的所述响应信号进行进行傅里叶变换，得到频谱图；

第三计算模块，用于将所述频谱图中最大的峰值所对应的频率记为基频；

调控模块，用于根据所述基频和列车信息对所述列车的速度进行调控。

可选的，调控模块，包括：

获取单元，用于获取所述列车信息和所述列车的安全行驶速度，所述列车信息包括所述列车的车长，所述列车在安全行驶速度下行驶可以保证路基填料在设计使用期限内安全运营；

第七计算单元，用于根据所述列车的车长和所述基频计算得到列车当前的行驶速度；

分析单元，用于将所述列车当前的行驶速度与所述列车的安全行驶速度进行对比分析，若所述列车当前的行驶速度大于所述列车的安全行驶速度，则向所述列车发送车速过快的提示信息。

可选的，所述装置，还包括：

第二获取模块，用于获取所述路基的设计信息、位移阈值和经过所述路基的列车的设计信息，所述设计信息包括所述列车的安全行驶速度；

构建模块，用于根据所述路基的设计信息构建路基模型，根据所述列车的设计信息构建列车模型，并在所述路基模型中设置两个检波器，两个检波器的位置在一条竖线上，两个检波器之间具有第一间距；

第二判断模块，用于使所述列车模型按照所述安全行驶速度在所述路基模型上行驶，获取所述列车经过所述路基后每个检波器的位移量，判断两个所述检波器的所述位移量是否均小于所述位移阈值，若均小于则将所述第一间距记为所述预设间距。

第三方面，本申请实施例提供了一种路基性能判断设备，所述设备包括存储器和处理器。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上述路基性能判断方法的步骤。

第四方面，本申请实施例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路基性能判断方法的步骤。

本发明的有益效果为：

1、本发明可以在列车运营阶段对路基填料性能进行识别，通过本发明中的方法可以在路基的有效寿命周期范围内对路基进行实时监测。

2、本发明是对路基的损伤判别提出一种定量的方法且对路基进行直接判别，进而判别结果精确有效；此外本发明中的方法可以更客观的评价路基填料的性能状态，减少人为因素的干预。

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是本发明实施例中所述的路基性能判断方法流程示意图；

图2是本发明实施例中所述的路基性能判断装置结构示意图；

图3是本发明实施例中所述的路基性能判断设备结构示意图。

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：相似的标号或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。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种路基性能判断方法，该方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4。

步骤S1、获取一个激励信号和至少两个响应信号，所述激励信号由第一检波器采集得到，所述第一检波器安装在铁轨上，所述响应信号由第二检波器采集得到，所述第二检波器安装在路基里面，每个所述第二检波器之间具有预设间距，所述第一检波器和所述第二检波器的安装位置位于一条竖直的直线上；

步骤S2、基于所述激励信号和所述响应信号，建立白噪声信号和所述响应信号之间的联系，根据所述响应信号和所述联系得到所述响应信号所对应的白噪声信号；

步骤S3、基于所述响应信号所对应的白噪声信号和所述响应信号，得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数；

步骤S4、基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果。

本实施例在施工阶段在高铁路基中沿深度方向布置检波器，保证了路基的压实状态检测深度，并且保证其深度测量的精确度；并且通过高铁列车运行所产生的振动波进行实时监测，对在列车荷载的条件下对填料内部损伤及填料状态进行实时识别，为一种实时检测方法。

本实施例可以在列车运营阶段对路基填料性能进行识别，通过本实施例中的方法可以在路基的有效寿命周期范围内对路基进行实时监测；同时本实施例是对路基的损伤判别提出一种定量的方法且对路基进行直接判别，进而判别结果精确有效；此外本实施例中的方法可以更客观的评价路基填料的性能状态，减少人为因素的干预。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S2，还可以包括步骤S21、步骤S22和步骤S23。

步骤S21、基于所述激励信号构建第一模拟空间和第二模拟空间，所述第一模拟空间由所述激励信号和所述响应信号组成，所述第二模拟空间由所述激励信号和所述白噪声信号组成；

步骤S22、基于所述第一模拟空间和所述第二模拟空间建立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间之间的耦合状态公式；

步骤S23、利用所述耦合状态公式联立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间得到第三模拟空间，所述第三模拟空间由所述白噪声信号和所述响应信号组成，根据所述第三模拟空间和所述响应信号得到所述白噪声信号。

在本实施例中所述步骤S2可以采用常规技术手段进行实现，同时本实施例的步骤S21、步骤S22和步骤S23也可以采用常规技术手段进行实现。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S3，还可以包括步骤S31、步骤S32和步骤S33。

步骤S31、对所述白噪声信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的白噪声信号；对所述响应信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的响应信号；

步骤S32、对所述拟合后的白噪声信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的白噪声信号；对所述响应信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的响应信号；

步骤S33、基于所述消除趋势项后的白噪声信号和所述消除趋势项后的响应信号计算得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S4，还可以包括步骤S41和步骤S42。

步骤S41、将所述传递函数进行平滑处理，得到平滑后的传递函数；

步骤S42、对每个所述响应信号所对应的平滑后的传递函数进行分析，其中，若所述响应信号所对应的平滑后的传递函数同时满足第一条件、第二条件和第三条件，则采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置未发生损伤，反之则发生损伤，所述第一条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数的曲线形态相同；所述第二条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点所对应的横坐标相同；所述第三条件为采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置距离地面越远，所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点越小。

本实施例可以理解为：例如将路基内部的第一个检波器所处的位置定义为第一测点，第二个检波器所处的位置定义为第二测点，第三个检波器所处的位置定义为第三测点，在三个检波器中，第一个检波器的位置距离地面的距离最近，第三个检波器的位置距离地面的距离最远，第二个检波器位于第一个检波器和第三个检波器之间；

在进行分析时，第一测点的检波器采集有一个响应信号，根据这个响应信号和激励信号就可以得到对应的白噪声信号，然后根据白噪声信号和响应信号计算得到传递函数，按照此种逻辑每个测点都有对应的传递函数，也就是说最终第一测点有对应的第一传递函数，第二测点有对应的第二传递函数，第三测点有对应的第三传递函数，然后将第一传递函数，第二传递函数和第三传递函数进行对比分析，其中，例如第一传递函数与第二传递函数和第三传递函数的曲线形态相同，且第一传递函数的极值点对应的横坐标与第二传递函数极值点对应的横坐标和第三传递函数极值点对应的横坐标相同，且第一传递函数的极值点大于第二传递函数和第三传递函数的极值点，那么第一测点就未发生损伤。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S4后，还可以包括步骤S5、步骤S6、步骤S7和步骤S8。

步骤S5、随机选取一个所述响应信号；

步骤S6、将选取得到的所述响应信号进行进行傅里叶变换，得到频谱图；

步骤S7、将所述频谱图中最大的峰值所对应的频率记为基频；

步骤S8、根据所述基频和列车信息对所述列车的速度进行调控。

在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S8，还可以包括步骤S81、步骤S82和步骤S83。

步骤S81、获取所述列车信息和所述列车的安全行驶速度，所述列车信息包括所述列车的车长，所述列车在安全行驶速度下行驶可以保证路基填料在设计使用期限内安全运营；

步骤S82、根据所述列车的车长和所述基频计算得到列车当前的行驶速度；

步骤S83、将所述列车当前的行驶速度与所述列车的安全行驶速度进行对比分析，若所述列车当前的行驶速度大于所述列车的安全行驶速度，则向所述列车发送车速过快的提示信息。

在本实施例中，还可以根据路基里面的检波器采集到的响应信号对列车的速度进行调控，其中用车长乘以基频就可以得到列车当前的实时速度，当速度过快时，容易对损伤路基填料性能，因此可以向列车发送车速过快的提示信息，列车可以根据提示信息进行一些处理，例如降速行驶，通过此种方法可以保障路基填料在设计使用期限内安全运营。

在本公开的一种具体实施方式中，所述方法，还可以包括步骤S9、步骤S10和步骤S11。

步骤S9、获取所述路基的设计信息、位移阈值和经过所述路基的列车的设计信息，所述设计信息包括所述列车的安全行驶速度；

步骤S10、根据所述路基的设计信息构建路基模型，根据所述列车的设计信息构建列车模型，并在所述路基模型中设置两个检波器，两个检波器的位置在一条竖线上，两个检波器之间具有第一间距；

步骤S11、使所述列车模型按照所述安全行驶速度在所述路基模型上行驶，获取所述列车经过所述路基后每个检波器的位移量，判断两个所述检波器的所述位移量是否均小于所述位移阈值，若均小于则将所述第一间距记为所述预设间距。

在本实施例中，第二检波器之间的间距可以人为的进行确定，同时也可以采用本实施例中的方法进行确定，本实施例中的方法综合考虑了检波器位移的影响，通过此种方案可以使检波器发生的位移量降低，进而提高采集得到的响应信号的准确性。

实施例2

如图2所示，本实施例提供了一种路基性能判断装置，所述装置包括第一获取模块701、第一计算模块702、第二计算模块703和第一判断模块704。

第一获取模块701，用于获取一个激励信号和至少两个响应信号，所述激励信号由第一检波器采集得到，所述第一检波器安装在铁轨上，所述响应信号由第二检波器采集得到，所述第二检波器安装在路基里面，每个所述第二检波器之间具有预设间距，所述第一检波器和所述第二检波器的安装位置位于一条竖直的直线上；

第一计算模块702，用于基于所述激励信号和所述响应信号，建立白噪声信号和所述响应信号之间的联系，根据所述响应信号和所述联系得到所述响应信号所对应的白噪声信号；

第二计算模块703，用于基于所述响应信号所对应的白噪声信号和所述响应信号，得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数；

第一判断模块704，用于基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果。

本实施例在施工阶段在高铁路基中沿深度方向布置检波器，保证了路基的压实状态检测深度，并且保证其深度测量的精确度；并且通过高铁列车运行所产生的振动波进行实时监测，对在列车荷载的条件下对填料内部损伤及填料状态进行实时识别，为一种实时检测方法。

本实施例可以在列车运营阶段对路基填料性能进行识别，通过本实施例中的方法可以在路基的有效寿命周期范围内对路基进行实时监测；同时本实施例是对路基的损伤判别提出一种定量的方法且对路基进行直接判别，进而判别结果精确有效；此外本实施例中的方法可以更客观的评价路基填料的性能状态，减少人为因素的干预。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第一计算模块702，还包括第一计算单元7021、第二计算单元7022和第三计算单元7023。

第一计算单元7021，用于基于所述激励信号构建第一模拟空间和第二模拟空间，所述第一模拟空间由所述激励信号和所述响应信号组成，所述第二模拟空间由所述激励信号和所述白噪声信号组成；

第二计算单元7022，用于基于所述第一模拟空间和所述第二模拟空间建立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间之间的耦合状态公式；

第三计算单元7023，用于利用所述耦合状态公式联立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间得到第三模拟空间，所述第三模拟空间由所述白噪声信号和所述响应信号组成，根据所述第三模拟空间和所述响应信号得到所述白噪声信号。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第二计算模块703，还包括拟合单元7031、第四计算单元7032和第五计算单元7033。

拟合单元7031，用于对所述白噪声信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的白噪声信号；对所述响应信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的响应信号；

第四计算单元7032，用于对所述拟合后的白噪声信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的白噪声信号；对所述响应信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的响应信号；

第五计算单元7033，用于基于所述消除趋势项后的白噪声信号和所述消除趋势项后的响应信号计算得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数。

在本公开的一种具体实施方式中，所述第一判断模块704，还包括第六计算单元7041和分析单元7042。

第六计算单元7041，用于将所述传递函数进行平滑处理，得到平滑后的传递函数；

分析单元7042，用于对每个所述响应信号所对应的平滑后的传递函数进行分析，其中，若所述响应信号所对应的平滑后的传递函数同时满足第一条件、第二条件和第三条件，则采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置未发生损伤，反之则发生损伤，所述第一条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数的曲线形态相同；所述第二条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点所对应的横坐标相同；所述第三条件为采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置距离地面越远，所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点越小。

在本公开的一种具体实施方式中，所述装置，还包括选取模块705、变换模块706、第三计算模块707和调控模块708。

选取模块705，用于随机选取一个所述响应信号；

变换模块706，用于将选取得到的所述响应信号进行进行傅里叶变换，得到频谱图；

第三计算模块707，用于将所述频谱图中最大的峰值所对应的频率记为基频；

调控模块708，用于根据所述基频和列车信息对所述列车的速度进行调控。

在本公开的一种具体实施方式中，所述调控模块708，还包括获取单元7081、第七计算单元7082和分析单元7083。

获取单元7081，用于获取所述列车信息和所述列车的安全行驶速度，所述列车信息包括所述列车的车长，所述列车在安全行驶速度下行驶可以保证路基填料在设计使用期限内安全运营；

第七计算单元7082，用于根据所述列车的车长和所述基频计算得到列车当前的行驶速度；

分析单元7083，用于将所述列车当前的行驶速度与所述列车的安全行驶速度进行对比分析，若所述列车当前的行驶速度大于所述列车的安全行驶速度，则向所述列车发送车速过快的提示信息。

在本公开的一种具体实施方式中，所述装置，还包括第二获取模块709、构建模块710和第二判断模块711。

第二获取模块709，用于获取所述路基的设计信息、位移阈值和经过所述路基的列车的设计信息，所述设计信息包括所述列车的安全行驶速度；

构建模块710，用于根据所述路基的设计信息构建路基模型，根据所述列车的设计信息构建列车模型，并在所述路基模型中设置两个检波器，两个检波器的位置在一条竖线上，两个检波器之间具有第一间距；

第二判断模块711，用于使所述列车模型按照所述安全行驶速度在所述路基模型上行驶，获取所述列车经过所述路基后每个检波器的位移量，判断两个所述检波器的所述位移量是否均小于所述位移阈值，若均小于则将所述第一间距记为所述预设间距。

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，本公开实施例还提供了路基性能判断设备，下文描述的路基性能判断设备与上文描述的路基性能判断方法可相互对应参照。

图3是根据一示例性实施例示出的路基性能判断设备800的框图。如图3所示，该路基性能判断设备800可以包括：处理器801，存储器802。该路基性能判断设备800还可以包括多媒体组件803，输入/输出(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用于控制该路基性能判断设备800的整体操作，以完成上述的路基性能判断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路基性能判断设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该路基性能判断设备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(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable 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用于该路基性能判断设备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，该路基性能判断设备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，用于执行上述的路基性能判断方法。

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路基性能判断方法的步骤。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，上述程序指令可由该路基性能判断设备800的处理器801执行以完成上述的路基性能判断方法。

实施例4

相应于上面的方法实施例，本公开实施例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路基性能判断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路基性能判断方法的步骤。

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。

以上所述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。

Claims (10)

1.一种路基性能判断方法，其特征在于，包括：

获取一个激励信号和至少两个响应信号，所述激励信号由第一检波器采集得到，所述第一检波器安装在铁轨上，所述响应信号由第二检波器采集得到，所述第二检波器安装在路基里面，每个所述第二检波器之间具有预设间距，所述第一检波器和所述第二检波器的安装位置位于一条竖直的直线上；

基于所述激励信号和所述响应信号，建立白噪声信号和所述响应信号之间的联系，根据所述响应信号和所述联系得到所述响应信号所对应的白噪声信号；

基于所述响应信号所对应的白噪声信号和所述响应信号，得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数；

基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果。

2.根据权利要求1所述的路基性能判断方法，其特征在于，基于所述激励信号和所述响应信号，建立白噪声信号和所述响应信号之间的联系，根据所述响应信号和所述联系得到所述响应信号所对应的白噪声信号，包括：

基于所述激励信号构建第一模拟空间和第二模拟空间，所述第一模拟空间由所述激励信号和所述响应信号组成，所述第二模拟空间由所述激励信号和所述白噪声信号组成；

基于所述第一模拟空间和所述第二模拟空间建立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间之间的耦合状态公式；

利用所述耦合状态公式联立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间得到第三模拟空间，所述第三模拟空间由所述白噪声信号和所述响应信号组成，根据所述第三模拟空间和所述响应信号得到所述白噪声信号。

3.根据权利要求1所述的路基性能判断方法，其特征在于，基于所述响应信号所对应的白噪声信号和所述响应信号，得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数，包括：

对所述白噪声信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的白噪声信号；对所述响应信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的响应信号；

对所述拟合后的白噪声信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的白噪声信号；对所述响应信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的响应信号；

基于所述消除趋势项后的白噪声信号和所述消除趋势项后的响应信号计算得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数。

4.根据权利要求1所述的路基性能判断方法，其特征在于，基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果，包括：

将所述传递函数进行平滑处理，得到平滑后的传递函数；

对每个所述响应信号所对应的平滑后的传递函数进行分析，其中，若所述响应信号所对应的平滑后的传递函数同时满足第一条件、第二条件和第三条件，则采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置未发生损伤，反之则发生损伤，所述第一条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数的曲线形态相同；所述第二条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点所对应的横坐标相同；所述第三条件为采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置距离地面越远，所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点越小。

5.一种路基性能判断装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取一个激励信号和至少两个响应信号，所述激励信号由第一检波器采集得到，所述第一检波器安装在铁轨上，所述响应信号由第二检波器采集得到，所述第二检波器安装在路基里面，每个所述第二检波器之间具有预设间距，所述第一检波器和所述第二检波器的安装位置位于一条竖直的直线上；

第一计算模块，用于基于所述激励信号和所述响应信号，建立白噪声信号和所述响应信号之间的联系，根据所述响应信号和所述联系得到所述响应信号所对应的白噪声信号；

第二计算模块，用于基于所述响应信号所对应的白噪声信号和所述响应信号，得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数；

第一判断模块，用于基于所述传递函数对所述路基的性能进行判断，得到路基性能判断结果。

6.根据权利要求5所述的路基性能判断装置，其特征在于，第一计算模块，包括：

第一计算单元，用于基于所述激励信号构建第一模拟空间和第二模拟空间，所述第一模拟空间由所述激励信号和所述响应信号组成，所述第二模拟空间由所述激励信号和所述白噪声信号组成；

第二计算单元，用于基于所述第一模拟空间和所述第二模拟空间建立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间之间的耦合状态公式；

第三计算单元，用于利用所述耦合状态公式联立所述第一模拟空间和所述第二模拟空间得到第三模拟空间，所述第三模拟空间由所述白噪声信号和所述响应信号组成，根据所述第三模拟空间和所述响应信号得到所述白噪声信号。

7.根据权利要求5所述的路基性能判断装置，其特征在于，第二计算模块，包括：

拟合单元，用于对所述白噪声信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的白噪声信号；对所述响应信号进行最小二乘法拟合，得到拟合后的响应信号；

第四计算单元，用于对所述拟合后的白噪声信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的白噪声信号；对所述响应信号进行消除趋势项处理，得到消除趋势项后的响应信号；

第五计算单元，用于基于所述消除趋势项后的白噪声信号和所述消除趋势项后的响应信号计算得到所述白噪声信号与所述响应信号之间的传递函数。

8.根据权利要求5所述的路基性能判断装置，其特征在于，第一判断模块，包括：

第六计算单元，用于将所述传递函数进行平滑处理，得到平滑后的传递函数；

分析单元，用于对每个所述响应信号所对应的平滑后的传递函数进行分析，其中，若所述响应信号所对应的平滑后的传递函数同时满足第一条件、第二条件和第三条件，则采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置未发生损伤，反之则发生损伤，所述第一条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数的曲线形态相同；所述第二条件为所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点与其他所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点所对应的横坐标相同；所述第三条件为采集所述响应信号的所述第二检波器所处的位置距离地面越远，所述响应信号所对应的平滑后的传递函数中的极值点越小。

9.一种路基性能判断设备，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任一项所述路基性能判断方法的步骤。

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任一项所述路基性能判断方法的步骤。

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