振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法，尤其涉及一種車輪振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 列車運(yùn)行中車輪踏面常因制動(dòng)或空轉(zhuǎn)打滑等原因產(chǎn)生局部擦傷，擦傷車輪運(yùn)行于 輪軌間時(shí)產(chǎn)生附加的輪軌沖擊力，其大小隨擦傷長(zhǎng)度及深度以及列車速度不同可達(dá)車輪靜 載荷的幾倍到幾十倍，并且隨著車輪的滾動(dòng)周期性地作用于軌道與車輛系統(tǒng)，引起整個(gè)車 輛軌道系統(tǒng)的耦合振動(dòng)，甚至于輪軸斷裂、鋼軌及軌枕斷裂等，嚴(yán)重影響列車與軌道設(shè)施的 安全及使用壽命。
[0003] 現(xiàn)有的車輪踏面擦傷檢測(cè)技術(shù)主要為地面檢測(cè)，地面檢測(cè)方法中使用得最多的是 測(cè)力鋼軌，然而在軌道上布置應(yīng)變片的數(shù)量有限，車輪擦傷位置剛好作用于應(yīng)變片安裝處 的概率較小，容易漏檢。由于振動(dòng)傳感器的響應(yīng)范圍更大，因此，部分檢測(cè)系統(tǒng)在軌道上安 裝加速度傳感器去替代應(yīng)變片，但是此方法難以避免相鄰車輪帶來的影響，容易發(fā)生誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法。
[0005] -種振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法，用于檢測(cè)車輪擦傷，包括如下步驟：
[0006] 步驟(1):檢測(cè)沖擊信號(hào)，提供若干傳感器，該若干傳感器分布于軌道同一側(cè)，列車 車輪上的擦傷會(huì)導(dǎo)致車輪在軌道運(yùn)行過程中有上下顛簸的運(yùn)動(dòng)，而這一運(yùn)動(dòng)將傳遞到軌 道，所述若干傳感器分別檢測(cè)到這一上下顛簸的運(yùn)動(dòng)并將軌道的振動(dòng)幅度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；
[0007] 步驟(2):濾波處理，所述電信號(hào)內(nèi)包含有高頻噪音及擦傷信號(hào)，采用FFT變換濾除 所述電信號(hào)中的高頻噪音，強(qiáng)化擦傷電信號(hào)；
[0008] 步驟(3):歸一化處理，對(duì)所述經(jīng)濾波處理后的電信號(hào)進(jìn)行歸一化處理，將原始數(shù) 據(jù)的均值和信號(hào)的有效值進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，信號(hào)數(shù)據(jù)=(原數(shù)據(jù)-均值)/信號(hào)有效值；
[0009] 步驟(4):峭度統(tǒng)計(jì)，通過對(duì)所述經(jīng)歸一化處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行峭度分析，得出 峭度指標(biāo)值，排除正常峭度下的信號(hào)并提取峭度異常的信號(hào)，其中峭度較小的信號(hào)認(rèn)為沒 有沖擊特征，則將信號(hào)歸零處理；
[0010] 步驟(5):擦傷處理，在最小擦傷長(zhǎng)度上平均所述經(jīng)峭度處理后的信號(hào)，所述車輪 半徑為R，直徑為2R，擦傷深度為d，所述擦傷長(zhǎng)度為L(zhǎng)，貝
，設(shè)定一擦傷 深度界限值dl，當(dāng)d大于dl時(shí)則會(huì)觸發(fā)警報(bào)，當(dāng)d = dl時(shí)，所述擦傷長(zhǎng)度L為擦傷長(zhǎng)度界限值， 也即最小擦傷長(zhǎng)度值；
[0011] 步驟(6):極大值處理，保留經(jīng)擦傷處理后的信號(hào)中的較大值，其他的信號(hào)則歸零；
[0012] 步驟(7):同軌同時(shí)處理，統(tǒng)計(jì)所述經(jīng)極大值處理后的信號(hào)，若同一軌道上有多個(gè) 傳感器可以感應(yīng)得到?jīng)_擊信號(hào)，視為車輪有擦傷存在，則保留其沖擊信號(hào)，其它信號(hào)則歸 零；
[0013] 步驟(8):閾值處理及擦傷判斷，經(jīng)過同時(shí)同軌處理后的信號(hào)的值與設(shè)定的閾值比 較，小于閾值的信號(hào)值歸零處理，大于或等于閾值的才視為擦傷。
[0014] 進(jìn)一步地，所述步驟（1)中，當(dāng)所述傳感器安裝在距離軌縫和道岔不遠(yuǎn)的地方時(shí)， 需去除軌縫和道岔的位置引起的干繞信號(hào);在起始位置有軌縫時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的幅值，處理 信號(hào)時(shí)需去除開始端的大幅度干擾信號(hào)；而起始位置有道岔時(shí)，將產(chǎn)生上下波動(dòng)極大的干 擾信號(hào)，處理信號(hào)時(shí)直接去除上下波動(dòng)極大的干擾信號(hào)。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟（1)中，所述傳感器的數(shù)量為八個(gè)，傳感器分別提取到八組不 同的電信號(hào)。
[0016] 進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，取信號(hào)置信區(qū)間中的下限作為峭度指標(biāo)來判斷沖擊特 征。
[0017] 進(jìn)一步地，所述步驟(7)中，在同一軌道同一側(cè)的四個(gè)傳感器都檢測(cè)得到擦傷，才 視為是擦傷。
[0018] 進(jìn)一步地，所述步驟(8)中閾值取值為4，小于4的信號(hào)則歸為零。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法通過采用傳感器感應(yīng)軌道的顛簸幅 度，并形成沖擊信號(hào)，通過濾波處理所述沖擊信號(hào)中的高頻噪音，再進(jìn)行歸一化處理簡(jiǎn)化信 號(hào)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行峭度統(tǒng)計(jì)，確定擦傷點(diǎn)的范圍，最后確定擦傷位置，以便有經(jīng)對(duì)性的對(duì)車 輪進(jìn)行維修，確保行車安全。整個(gè)檢測(cè)過程，無需人工參與，節(jié)省人工，實(shí)用性強(qiáng)，而且可以 對(duì)列車進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為檢修提供寶貴的數(shù)據(jù)，及時(shí)了解故障，預(yù)防故障的發(fā)生，保證行車 安全，對(duì)乘客的生命財(cái)產(chǎn)提供保障。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法中濾波處理前及處理后的信號(hào)對(duì)比圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法中峭度值處理前及處理后的信號(hào)對(duì)比圖。
[0022] 圖3為本發(fā)明振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法中擦傷處理前及處理后的信號(hào)對(duì)比圖。
[0023]圖4為本發(fā)明振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法中極大值處理前及處理后的信號(hào)對(duì)比圖。
[0024]圖5為本發(fā)明振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法中同軌同時(shí)處理前及處理后的信號(hào)對(duì)比圖。
[0025]圖6為本發(fā)明振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法中閾值處理前及處理后的信號(hào)對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為了使本發(fā)明的技術(shù)方案能更清晰地表示出來，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步 說明。
[0027] -種振動(dòng)擦傷檢測(cè)方法，通過檢測(cè)車子運(yùn)行過程中軌道的上下振動(dòng)幅度來識(shí)別車 輪擦傷，包括如下步驟：
[0028] 步驟(1):檢測(cè)沖擊信號(hào)，提供若干傳感器，該若干傳感器分布于軌道同一側(cè)，本實(shí) 施例中，所述傳感器的數(shù)量為八個(gè);列車車輪上的擦傷會(huì)導(dǎo)致車輪在軌道運(yùn)行過程中有上 下顛簸的運(yùn)動(dòng)，而這一運(yùn)動(dòng)將傳遞到軌道，所述傳感器將檢測(cè)到這一上下顛簸的運(yùn)動(dòng)并將 軌道的振動(dòng)幅度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳感器分別提取到八組不同的電信號(hào)。
[0029]步驟(2):濾波處理，所述電信號(hào)內(nèi)包含有高頻噪音及擦傷信號(hào)，采用FFT變換濾除 所述八組電信號(hào)中的高頻噪音，強(qiáng)化擦傷電信號(hào)，具體地，根據(jù)電信號(hào)的頻域頻率特性，分 別確定有用信號(hào)和噪音信號(hào)的頻率范圍，通過頻譜分辨率分別確定有用信號(hào)和噪聲信號(hào)的 譜線位置，將噪聲信號(hào)頻譜的幅值置為0,并保留有用信號(hào)頻譜的幅值，相當(dāng)于對(duì)噪聲信號(hào) 的幅值乘以0,對(duì)有用信號(hào)的幅值乘以1。
[0030] 當(dāng)所述傳感器安裝在距離軌縫和道岔不遠(yuǎn)的地方時(shí)，軌縫和道岔的位置特殊，會(huì) 產(chǎn)生一些干擾信號(hào)，故還需去除這些特殊位置引起的干繞信號(hào);在起始位置有軌縫時(shí)，會(huì)產(chǎn) 生較大的幅值，處理信號(hào)時(shí)需去除開始端的大幅度干擾信號(hào);而起始位置有道岔時(shí)，將產(chǎn)生 上下波動(dòng)極大的干擾信號(hào)，處理信號(hào)時(shí)直接去除上下波動(dòng)極大的干擾信號(hào)。
[0031] 步驟(3):歸一化處理，對(duì)所述經(jīng)濾波處理后的電信號(hào)進(jìn)行歸一化處理，當(dāng)列車通 過檢測(cè)區(qū)域時(shí)，由于不同的列車重量不同，且同一列車速度不一定相同，而重量和速度將影 響列車的顛簸幅度，導(dǎo)致采集到的信號(hào)幅值有較大差異，為消除這個(gè)問題，采用歸一化處 理，使采集到的信號(hào)幅值相對(duì)穩(wěn)