CN117436765B - 一种道岔钢轨状态评价方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种道岔钢轨状态评价方法、装置、设备及介质,涉及道岔维护技术领域,包括建立车辆‑道岔系统的刚柔耦合动力学模型;采集在不同道岔钢轨降低值偏差工况下车辆通过道岔时的轮轨垂向力和轮轨横向力;对轮轨垂向力和轮轨横向力进行分解提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,以确定道岔钢轨降低值状态的评价指标;获取线路设计资料中列车通过不同道岔时对应的真实轮轨垂向力、真实轮轨横向力以及真实道岔钢轨降低值偏差;对若干所述真实轮轨垂向和真实轮轨横向力分解得到评价指标,建立所述评价指标与真实道岔钢轨降低值偏差映射关系,本发明实现了道岔钢轨降低值的快速准确评价,为道岔养护维修提供技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及道岔维护技术领域,具体而言,涉及道岔钢轨状态评价方法、装置、设备及介质。
背景技术
道岔是引导列车转/跨线运行、实现铁路连通成网运营的节点性关键基础设施。在铁路运营过程中,经常会出现列车通过道岔时晃车的现象,影响乘车舒适性及列车运行安全性,而钢轨降低值状态不良是引起道岔处晃车的主要原因,道岔钢轨降低值不良可造成列车在通过道岔时轮载过渡的不平稳,运行过程中形成轮径差从而导致列车晃车、轨件非正常磨耗甚至列车脱轨,影响道岔使用和列车运行的平稳性及安全性,列车运行速度越高,钢轨降低值不良的影响越明显,故道岔钢轨降低值的测量和监控显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种道岔钢轨状态评价方法、装置、设备及介质,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,本申请提供了一种道岔钢轨状态评价方法,包括:
获取车辆-道岔系统,基于耦合动力学理论建立车辆-道岔系统的刚柔耦合动力学模型;
确定刚柔耦合动力学模型中道岔钢轨降低值偏差,采集在不同道岔钢轨降低值偏差工况下车辆通过道岔时的轮轨垂向力和轮轨横向力;
对所述轮轨垂向力和轮轨横向力进行分解,提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,以确定道岔钢轨降低值状态的评价指标;
获取线路设计资料中列车通过不同道岔时对应的真实轮轨垂向力、真实轮轨横向力以及真实道岔钢轨降低值偏差;
对若干所述真实轮轨垂向和真实轮轨横向力分解得到评价指标,建立所述评价指标与真实道岔钢轨降低值偏差映射关系。
第二方面,本申请还提供了一种道岔钢轨状态评价装置,包括:
模型建立模块:用于获取车辆-道岔系统,基于耦合动力学理论建立车辆-道岔系统的刚柔耦合动力学模型;
模拟模块:用于确定刚柔耦合动力学模型中道岔钢轨降低值偏差,采集在不同道岔钢轨降低值偏差工况下车辆通过道岔时的轮轨垂向力和轮轨横向力;
第一分解模块:用于对所述轮轨垂向力和轮轨横向力进行分解,提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,以确定道岔钢轨降低值状态的评价指标;
获取模块:用于获取线路设计资料中列车通过不同道岔时对应的真实轮轨垂向力、真实轮轨横向力以及真实道岔钢轨降低值偏差;
映射关系建立模块:用于对若干所述真实轮轨垂向和真实轮轨横向力分解得到评价指标,建立所述评价指标与真实道岔钢轨降低值偏差映射关系。
第三方面,本申请还提供了一种道岔钢轨状态评价设备,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道岔钢轨状态评价方法的步骤。
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道岔钢轨状态评价方法的步骤。
本发明的有益效果为:
本发明通过对轮轨力数据进行趋势项提取,研究车轮过岔时的轮轨力结果中的典型数据特征,统计数据特征与道岔降低值偏差的映射关系,从而基于该映射关系通过实时列车运行数据检测出道岔钢轨降低值状态,实现道岔钢轨降低值的快速准确评价,为道岔养护维修提供技术支持,节约道岔钢轨降低值专用检测设备成本,大大减轻现场养护维修的工作量,避免因钢轨降低值状态不良导致的安全事故,提高列车运行的安全性。
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道岔钢轨状态评价方法流程示意图;
图2为本发明实施例中所述的车辆—道岔系统的刚柔耦合动力学模型;
图3为本发明实施例中所述的轮轨垂向力的分解示意图;
图4为本发明实施例中所述的轮轨横向力的分解示意图;
图5为本发明实施例中所述的第一映射关系图;
图6为本发明实施例中所述的第二映射关系图;
图7为本发明实施例中所述的道岔钢轨状态评价装置结构示意图;
图8为本发明实施例中所述的道岔钢轨状态评价设备结构示意图。
图中标记:
1、车体;2、道岔;3、构架;4、轮对;
800、道岔钢轨状态评价设备;801、处理器;802、存储器;803、多媒体组件;804、I/O接口;805、通信组件。
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。
实施例1:
本实施例提供了一种道岔钢轨状态评价方法。
参见图1,图中示出了本方法包括:
S1.获取车辆-道岔系统,基于耦合动力学理论建立车辆-道岔系统的刚柔耦合动力学模型;
请参阅图2,本实施例采用机理建模研究手段,建立精细化的车辆-道岔系统刚柔耦合动力学模型,模型中包括车体1、道岔2、构架3和轮对4。用于仿真模拟不同道岔降低值偏差值下,车辆通过道岔时的轮轨垂向力与轮轨横向力的结果,其中,所述道岔降低值为尖轨降低值或心轨降低值。
基于以上实施例,本方法包括:
S2.确定刚柔耦合动力学模型中道岔钢轨降低值偏差,采集在不同道岔钢轨降低值偏差工况下车辆通过道岔时的轮轨垂向力和轮轨横向力,所述轮轨垂向力为导向车轮的左右车轮在道岔区范围内的垂向力,所述轮轨横向力为导向车轮的左右车轮在道岔区范围内的横向力;
具体的,所述步骤S2包括:
S21.在刚柔耦合动力学模型分别为岔钢设定不同的尖轨降低值偏差或心轨降低值偏差;
S22.对刚柔耦合动力学模型进行仿真模拟试验,获取车辆通过道岔时,每一组尖轨降低值偏差对应的轮轨垂向力和轮轨横向力或每一组心轨降低值偏差对应的轮轨垂向力和轮轨横向力。
基于以上实施例,本方法包括:
S3.对所述轮轨垂向力和轮轨横向力进行分解,提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,以确定道岔钢轨降低值状态的评价指标;
具体的,所述步骤S3包括:
S31.将轮轨垂向力分别通过高通滤波器g和低通滤波器h,得到第一垂向力高频部分和第一垂向力低频部分;
其中,采样的公式为:;(1)
;(2)
式中:“”表示卷积;x(n)为原始信号;g(n)为高通滤波器;h(n)为低通滤波器,表示高频信号,/>表示低频信号,/>表示索引变量。
具体的,将轮轨垂向力作为长度为N的信号x输入高通滤波器中,得到第一垂向力高频部分W2,长度为N;将轮轨垂向力作为长度为N的信号x输入低通滤波器中,得到第一垂向力低频部分Y2,长度为N。再对垂向力高频部分和低频部分每两个点抽取一个点进行下采样,得到下采样后的第一垂向力高频部分W1和第一垂向力低频部分Y1,长度均为N/2;
S32.将第一低频部分通过高通滤波器和低通滤波器,并进行下采样后,得到第二垂向力高频部分W2和第二垂向力低频部分Y2,长度均为N/4;
S33.重复将第二垂向力低频部分下采样为垂向力高频部分Wn和垂向力低频部分Yn,直到垂向力低频部分满足预设长度,由所有轮轨垂向力分解得到的垂向力低频部分构成垂向力趋势项,请参阅图3;
本实施例中,当信号每次通过低通滤波器时,下采样使得信号的分辨率减小一倍,则通过n次滤波器时,信号分辨率减小。5000Hz的采样频率、275km/h的通过速度为例,每采样一次,轮对通过距离为(275/3.6)÷5000=0.0152m,当通过7次低通滤波器时,分辨率减小/>,此时每采样一次通过的距离减小了/>,为0.0152×/>=1.95m。由于描述一组数据的波长信息至少需要三点两段数据,则上述有效的分析波长应为3.9m。
S34.将轮轨横向力分别通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第一横向力高频部分和第一横向力低频部分;
将轮轨横向力作为长度为M的信号y输入高通滤波器中,高通滤波器将信号y分解为第一横向力高频部分A1,和第一横向力低频部分B1,长度均为M/2;
S35.将第一横向力低频部分B1通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第二横向力高频部分A2和第二横向力低频部分B2;
S36.重复将第二横向力低频部分下采样为横向力高频部分An和横向力低频部分Bn,直到横向力低频部分满足预设长度,由所有轮轨横向力分解得到的横向力低频部分构成横向力趋势项,请参阅图4。
基于以上实施例,所述步骤S3还包括:
S37.遍历垂向力趋势项和横向力趋势项;
S38.判断第一横向力低频部分是否为先递增后递减的趋势且第一垂向力低频部分为先递减后递增的趋势:
若是,则将第一横向力低频部分和第一垂向力低频部分作为评价指标,停止遍历;
否则,继续遍历第二横向力低频部分和第二垂向力低频部分。
本实施例中,当遍历至第七横向力低频部分B7和第七垂向力低频部分Y7时,第一横向力低频部分为先递增后递减的趋势且第一垂向力低频部分为先递减后递增的趋势;
基于以上实施例,本方法包括:
S4.获取线路设计资料中列车通过不同道岔时对应的真实轮轨垂向力、真实轮轨横向力以及真实道岔钢轨降低值偏差;
具体的,收集列车运行过程中通过道岔的轮轨动态响应数据及运行信息,包括轮轨垂向力、轮轨横向力、列车过岔方向、过岔速度、列车运行位置等。根据线路设计资料将各组道岔的信息(道岔型号、服役年限、设计通过速度等)进行分档,获取所有列车通过每组道岔的轮轨垂向力、轮轨横向力、车辆运行信息以及对应的组道岔的钢轨降低值偏差。
基于以上实施例,本方法包括:
S5.对若干所述真实轮轨垂向和真实轮轨横向力分解得到评价指标,建立所述评价指标与真实道岔钢轨降低值偏差映射关系;
具体的,所述步骤S5包括:
S51.获取在同一道岔钢轨降低值偏差下,真实轮轨垂向力分解得到的垂向力趋势项和真实轮轨横向力分解得到的横向力趋势项;
S52.从真实轮轨垂向力的垂向力趋势项获取第一评价指标,并建立第一评价指标与钢轨降低值偏差的第一映射关系;
S53.从真实轮轨横向力的横向力趋势项获取第二评价指标,并建立第二评价指标与钢轨降低值偏差的第二映射关系。
本实施例中,对同一道岔钢轨降低值偏差下的真实轮轨垂向力分解得到第七垂向力低频部分Y7,同时对真实轮轨横向力分解得到第七横向力低频部分B7,基于第七垂向力低频部分Y7与道岔钢轨降低值偏差建立第一映射关系,请参阅图5,图中以钢轨降低值偏差为0,0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm为示例,展示了其所对应的第一评价指标;
基于第七横向力低频部分B7分别与道岔钢轨降低值偏差第二映射关系,请参阅图6,图中以钢轨降低值偏差为0,0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm为示例,展示了其所对应的第二评价指标。
基于以上实施例,本方法包括:
S6.获取车辆通过待判断道岔时的垂向力和横向力,分解得到对应的第三评价指标和第四评价指标;具体的,分解待判断道岔时的垂向力得到第七垂向力低频部分Y7、分解待判断道岔时的横向力得到第七横向力低频部分B7;
S7.将所述第三评价指标与第一映射关系中的第一评价指标进行比较、将所述第四评价指标与第二映射关系中的第三评价指标进行比较:
当两者的误差均小于预设值时,从第一映射关系中获取第一评价指标对应的钢轨降低值偏差作为待判断道岔的钢轨降低值偏差;
本实施例中,将第三评价指标和第一映射关系中的所有第一评价指标输入至Beyond Compare中,寻找与第三评价指标相似度最高的第一评价指标,当寻找到的第一评价指标与所述第三评价指标的相似度达到95%以上时,则采用相同的方式在第二映射关系中确定与第四评价指标相似度达到95%以上的第二评价指标;
当寻找到的第一评价指标和第二评价指标所对应的钢轨降低值偏差相同时,则将所述钢轨降低值偏差作为判断道岔的钢轨降低值偏差。
基于确定的钢轨降低值偏差,给予铁路工务部门道岔养护维修建议,安排巡检工人进行现场复核并及时整治以免病害进一步恶化。大幅减轻现场巡检工作量,提高道岔养护维修效率。
实施例2:
如图7所示,本实施例提供了一种道岔钢轨状态评价装置,所述装置包括:
模型建立模块:用于获取车辆-道岔系统,基于耦合动力学理论建立车辆-道岔系统的刚柔耦合动力学模型;
模拟模块:用于确定刚柔耦合动力学模型中道岔钢轨降低值偏差,采集在不同道岔钢轨降低值偏差工况下车辆通过道岔时的轮轨垂向力和轮轨横向力;
第一分解模块:用于对所述轮轨垂向力和轮轨横向力进行分解,提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,以确定道岔钢轨降低值状态的评价指标;
获取模块:用于获取线路设计资料中列车通过不同道岔时对应的真实轮轨垂向力、真实轮轨横向力以及真实道岔钢轨降低值偏差;
映射关系建立模块:用于对若干所述真实轮轨垂向和真实轮轨横向力分解得到评价指标,建立所述评价指标与真实道岔钢轨降低值偏差映射关系。
基于以上实施例,所述模拟模块包括:
设定单元:用于在刚柔耦合动力学模型分别为岔钢设定不同的尖轨降低值偏差或心轨降低值偏差;
仿真实验单元:用于对刚柔耦合动力学模型进行仿真模拟试验,获取车辆通过道岔时,每一组尖轨降低值偏差对应的轮轨垂向力和轮轨横向力或每一组心轨降低值偏差对应的轮轨垂向力和轮轨横向力。
基于以上实施例,所述第一分解模块包括:
第一采样单元:用于将轮轨垂向力分别通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第一垂向力高频部分和第一垂向力低频部分;
第二采样单元:用于将第一低频部分通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第二垂向力高频部分和第二垂向力低频部分;
第三采样单元:用于重复将第二垂向力低频部分下采样为垂向力高频部分和垂向力低频部分,直到垂向力低频部分满足预设长度,由所有轮轨垂向力分解得到的垂向力低频部分构成垂向力趋势项。
基于以上实施例,所述对所述轮轨横向力进行分解,提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,包括:
第四采样单元:用于将轮轨横向力分别通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第一横向力高频部分和第一横向力低频部分;
第五采样单元:用于将第一横向力低频部分通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第二横向力高频部分和第二横向力低频部分;
第六采样单元:用于重复将第二横向力低频部分下采样为横向力高频部分和横向力低频部分,直到横向力低频部分满足预设长度,由所有轮轨横向力分解得到的横向力低频部分构成横向力趋势项。
基于以上实施例,所述确定用于辨识道岔钢轨降低值状态的评价指标,包括:
遍历单元:用于遍历垂向力趋势项和横向力趋势项;
判断单元:用于判断第一横向力低频部分是否为先递增后递减的趋势且第一垂向力低频部分为先递减后递增的趋势:用于
若是,则将第一横向力低频部分作为第一评价指标、第一垂向力低频部分作为第二评价指标,停止遍历;
否则,继续遍历第二垂向力低频部分和第二横向力低频部分。
基于以上实施例,所述映射关系建立模块包括:
分解单元:用于获取在同一道岔钢轨降低值偏差下,真实轮轨垂向力分解得到的垂向力趋势项和真实轮轨横向力分解得到的横向力趋势项;
第一获取单元:用于从真实轮轨垂向力的垂向力趋势项获取第一评价指标,并建立第一评价指标与钢轨降低值偏差的第一映射关系;
第二获取单元:用于从真实轮轨横向力的横向力趋势项获取第二评价指标,并建立第二评价指标与钢轨降低值偏差的第二映射关系。
基于以上实施例,所述映射关系建立模块之后,还包括:
第二分解模块:用于获取车辆通过待判断道岔时的垂向力和横向力,分解得到对应的第三评价指标和第四评价指标;
判断模块:用于将所述第三评价指标与第一映射关系中的第一评价指标进行比较、将所述第四评价指标与第二映射关系中的第三评价指标进行比较:
当两者的误差均小于预设值时,从第一映射关系中获取第一评价指标对应的钢轨降低值偏差作为判断道岔的钢轨降低值偏差。
本发明基于趋势项提取技术对道岔钢轨降低值状态进行评价,可滤除与岔区钢轨降低值状态无关的其它因素干扰,准确性高,且能够实现对道岔钢轨降低值状态的连续检测,可大幅节约道岔钢轨降低值专用检测设备成本及人工巡检成本。
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道岔钢轨状态评价设备,下文描述的一种道岔钢轨状态评价设备与上文描述的一种道岔钢轨状态评价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道岔钢轨状态评价设备800的框图。如图8所示,该道岔钢轨状态评价设备800可以包括:处理器801,存储器802。该道岔钢轨状态评价设备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用于控制该道岔钢轨状态评价设备800的整体操作,以完成上述的道岔钢轨状态评价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道岔钢轨状态评价设备800的操作,这些数据例如可以包括用于在该道岔钢轨状态评价设备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 AccessMemory,简称SRAM),电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory,简称EEPROM),可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableRead-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用于该道岔钢轨状态评价设备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,道岔钢轨状态评价设备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,用于执行上述的道岔钢轨状态评价方法。
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道岔钢轨状态评价方法的步骤。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,上述程序指令可由道岔钢轨状态评价设备800的处理器801执行以完成上述的道岔钢轨状态评价方法。
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道岔钢轨状态评价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道岔钢轨状态评价方法的步骤。
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。
以上所述,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)
1.一种道岔钢轨状态评价方法,其特征在于,包括:
获取车辆-道岔系统,基于耦合动力学理论建立车辆-道岔系统的刚柔耦合动力学模型;
确定刚柔耦合动力学模型中道岔钢轨降低值偏差,采集在不同道岔钢轨降低值偏差工况下车辆通过道岔时的轮轨垂向力和轮轨横向力;
对所述轮轨垂向力和轮轨横向力进行分解,提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,以确定道岔钢轨降低值状态的评价指标;
获取线路设计资料中列车通过不同道岔时对应的真实轮轨垂向力、真实轮轨横向力以及真实道岔钢轨降低值偏差;
对若干所述真实轮轨垂向力和真实轮轨横向力分解得到第一评价指标和第二评价指标,分别建立所述第一评价指标、所述第二评价指标与真实道岔钢轨降低值偏差映射关系,用于评价道岔的钢轨状态,包括:
获取在同一道岔钢轨降低值偏差下,真实轮轨垂向力分解得到的垂向力趋势项和真实轮轨横向力分解得到的横向力趋势项;
从真实轮轨垂向力的垂向力趋势项获取第一评价指标,并建立第一评价指标与钢轨降低值偏差的第一映射关系;
从真实轮轨横向力的横向力趋势项获取第二评价指标,并建立第二评价指标与钢轨降低值偏差的第二映射关系。
2.根据权利要求1所述的道岔钢轨状态评价方法,其特征在于,对所述轮轨垂向力进行分解,提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,包括:
将轮轨垂向力分别通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第一垂向力高频部分和第一垂向力低频部分;
将第一低频部分通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第二垂向力高频部分和第二垂向力低频部分;
重复将第二垂向力低频部分下采样为垂向力高频部分和垂向力低频部分,直到垂向力低频部分满足预设长度,由所有轮轨垂向力分解得到的垂向力低频部分构成垂向力趋势项。
3.根据权利要求2所述的道岔钢轨状态评价方法,其特征在于,对所述轮轨横向力进行分解,提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,包括:
将轮轨横向力分别通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第一横向力高频部分和第一横向力低频部分;
将第一横向力低频部分通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第二横向力高频部分和第二横向力低频部分;
重复将第二横向力低频部分下采样为横向力高频部分和横向力低频部分,直到横向力低频部分满足预设长度,由所有轮轨横向力分解得到的横向力低频部分构成横向力趋势项。
4.根据权利要求3所述的道岔钢轨状态评价方法,其特征在于,确定用于辨识道岔钢轨降低值状态的评价指标,包括:
遍历垂向力趋势项和横向力趋势项;
判断第一横向力低频部分是否为先递增后递减的趋势且第一垂向力低频部分为先递减后递增的趋势:
若是,则将第一横向力低频部分作为第一评价指标、第一垂向力低频部分作为第二评价指标,停止遍历;
否则,继续遍历第二垂向力低频部分和第二横向力低频部分。
5.一种道岔钢轨状态评价装置,其特征在于,包括:
模型建立模块:用于获取车辆-道岔系统,基于耦合动力学理论建立车辆-道岔系统的刚柔耦合动力学模型;
模拟模块:用于确定刚柔耦合动力学模型中道岔钢轨降低值偏差,采集在不同道岔钢轨降低值偏差工况下车辆通过道岔时的轮轨垂向力和轮轨横向力;
第一分解模块:用于对所述轮轨垂向力和轮轨横向力进行分解,提取不同道岔钢轨降低值偏差工况对应的轮轨力趋势项,以确定道岔钢轨降低值状态的评价指标;
获取模块:用于获取线路设计资料中列车通过不同道岔时对应的真实轮轨垂向力、真实轮轨横向力以及真实道岔钢轨降低值偏差;
映射关系建立模块:用于对若干所述真实轮轨垂向力和真实轮轨横向力分解得到第一评价指标和第二评价指标,分别建立所述第一评价指标、所述第二评价指标与真实道岔钢轨降低值偏差映射关系,用于评价道岔的钢轨状态,包括:
获取在同一道岔钢轨降低值偏差下,真实轮轨垂向力分解得到的垂向力趋势项和真实轮轨横向力分解得到的横向力趋势项;
从真实轮轨垂向力的垂向力趋势项获取第一评价指标,并建立第一评价指标与钢轨降低值偏差的第一映射关系;
从真实轮轨横向力的横向力趋势项获取第二评价指标,并建立第二评价指标与钢轨降低值偏差的第二映射关系。
6.根据权利要求5所述的道岔钢轨状态评价装置,其特征在于,所述第一分解模块包括:
第一采样单元:用于将轮轨垂向力分别通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第一垂向力高频部分和第一垂向力低频部分;
第二采样单元:用于将第一低频部分通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第二垂向力高频部分和第二垂向力低频部分;
第三采样单元:用于重复将第二垂向力低频部分下采样为垂向力高频部分和垂向力低频部分,直到垂向力低频部分满足预设长度,由所有轮轨垂向力分解得到的垂向力低频部分构成垂向力趋势项。
7.根据权利要求6所述的道岔钢轨状态评价装置,其特征在于,所述第一分解模块包括:
第四采样单元:用于将轮轨横向力分别通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第一横向力高频部分和第一横向力低频部分;
第五采样单元:用于将第一横向力低频部分通过高通滤波器和低通滤波器进行下采样后,得到第二横向力高频部分和第二横向力低频部分;
第六采样单元:用于重复将第二横向力低频部分下采样为横向力高频部分和横向力低频部分,直到横向力低频部分满足预设长度,由所有轮轨横向力分解得到的横向力低频部分构成横向力趋势项。
8.根据权利要求7所述的道岔钢轨状态评价装置,其特征在于,所述第一分解模块包括:
遍历单元:用于遍历垂向力趋势项和横向力趋势项;
判断单元:用于判断第一横向力低频部分是否为先递增后递减的趋势且第一垂向力低频部分为先递减后递增的趋势:
若是,则将第一横向力低频部分作为第一评价指标、第一垂向力低频部分作为第二评价指标,停止遍历;
否则,继续遍历第二垂向力低频部分和第二横向力低频部分。
9.一种道岔钢轨状态评价设备,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任一项所述道岔钢轨状态评价方法的步骤。
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任一项所述道岔钢轨状态评价方法的步骤。
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