基于振动和声频信号HHT特征提取的高速列车轨道伤损探测方法研究

我国高速轮轨列车发展迅速，客货运输量居世界前列，但现有的轨道探伤设备和技术无法满足高速列车迅速发展的需要，存在着严重的安全隐患。针对这一问题，提出一种利用无线传感器网络实现轨道振动和声频信号测量，采用适用于非线性非平稳过程的HHT（Hilbert Huang Transform）进行固有模态分析与瞬时频率特征提取的新型高速列车伤损探测方法。布置于铁路路轨沿途的低成本无线传感器网络用于测量轨道振动和车轨噪声信号，并对信号进行预处理、打包、发送给探伤车或特定的信息中心，其后对采集信号进行HHT分解，提取出信号的轮轨固有模态和瞬时频率，并利用通过有限元和边界元方法建立的轨道振动和噪声建模，研究轮轨固有模态和瞬时频率与轨道损伤之间的关系，建立起轨道伤损的判定准则，再采用信息融合和相关性分析方法，依据获得的轮轨固有模态和瞬时频率信息，提取并确定轨道损伤的存在性及程度。