基于自适应时频分析的钢轨连续擦伤周期性病害技术研究

摘要

随着铁路运营速度不断提高和运量不断增加，车轮与钢轨相互作用造成的钢轨擦伤现象也愈加突出，用轴箱加速度能有效刻画轨道短波的不平顺，并且擦伤以固定间隔出现，数据会出现周期性波动，针对钢轨连续擦伤的周期特性，提出了周期性轨道病害自适应时频分析法：首先对轴箱加速度数据进行自适应短时傅里叶变换，得到信号的时频能量谱；利用L^P范数准则提取时间能量信号；再利用移动高斯加权平均滤波器和最小二乘平滑滤波器对时间–能量信号进行平滑和去趋势项处理；最后用固定窗口对平滑信号进行截取后分析及阈值判断，确定连续擦伤区段。对算法进行了现场测试实验，结果表明采用自适应时频分析的方法能够有效识别钢轨连续擦伤区段。

关键词

自适应时频分析 / 时频能量谱 / L^P范数准则 / 移动高斯加权平均滤波器 / 最小二乘平滑滤波器 / 钢轨擦伤