基于振动和声频信号复合特征提取与分类识别的高铁轨道伤损探测方法研究

项目名称： 基于振动和声频信号复合特征提取与分类识别的高铁轨道伤损探测方法研究

项目编号： No.61171197

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 电子学与信息系统

项目作者： 王艳

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 我国高速轮轨列车发展迅速，而现有的轨道探伤设备和技术无法满足高速列车发展的需求，存在着严重的安全隐患。针对这一问题，提出一种基于无线传感器网络，充分利用轨道振动和声频信号，采用新型变换和处理方法实现复合特征提取与分类的新型高铁轨道伤损探测方法。通过布置于高铁路轨沿线的无线传感器网络测量轨道振动和声频信号，并对信号进行预处理，利用希尔伯特-黄变换对信号进行基本幅频特征分析；然后，结合振动和声频信号的频率、幅值以及不同的测量点组成多维张量，利用非负张量分解进行二次特征提取，得到伤损特征系数；同时，结合轨道振动和声学模型，获得在无损以及典型伤损情况下振动和声频信号的特征系数，利用相关向量机对特征进行分类并建立伤损识别规则；最后，通过建立的伤损识别规则，实现对实测信号的伤损实时检测。作为一种全新的轨道伤损探测方法，能准确、实时地识别钢轨中的隐含伤损信息，保证高铁安全有效的运行。

中文关键词： 高速铁路；伤损探测；声学检测；振动检测；希尔伯特-黄变换

英文摘要：

英文关键词： high-speed railway；defect detection；acoustic detection；vibration detection；Hilbert-Huang transform