[发明专利]一种利用振幅谱自相关的高铁运行速度估计方法

权利要求书

1.一种利用振幅谱自相关的高铁运行速度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在单检波器地震数据中截取高铁经过时所激发的信号；

S2、对截取的信号做傅里叶变换，得到其振幅谱，假设截取出的高铁运行所引起的信号为y(t)，对该信号做傅里叶变换，得到其振幅谱|Y(ω)|为：

其中，[t₁,t₂]为检波器获取的有效信号所对应的时间范围，y(t)为截取出的高铁运行所引起的信号，j为虚数单位ω为频率；

S3、计算步骤S2截取信号的能量谱累积函数，确定能量频率区间，首先得到截取信号的总能量E_y，然后计算截取信号的频率上界，对幅值的平方由频率的零值开始累加，直到累加值与总能量E_y的比值高于设定的保留率η₁，对应的频率是频率上界ω_max；在获取频率下界时，由频率上界开始累加，直到累加值与总能量E_y的比值高于设定的保留率η₂，此时对应的频率是频率下界ω_min，确定95％的能量所在的频率区间为[ω_min,ω_max]，截取的信号总能量E_y为：

频率上界ω_max为：

频率下界ω_min为：

S4、计算信号振幅谱的自相关函数；

S5、在自相关函数中寻找最大峰值、第二峰值以及其对应的频率，进而获得最大峰值与第二峰值之间的频率间隔；

S6、利用最大峰值与第二峰值之间的频率间隔及高铁列车单个车厢长度，获得高铁列车运行速度的估计值v_final。

2.根据权利要求1所述的利用振幅谱自相关的高铁运行速度估计方法，其特征在于，步骤S4中，在频率区间[ω_min,ω_max]范围内，计算信号振幅谱|Y(ω)|的自相关函数Corr(u)为：

其中，自相关函数Corr(u)的取值范围为[0,1]。

3.根据权利要求1所述的利用振幅谱自相关的高铁运行速度估计方法，其特征在于，步骤S5中，在自相关函数中寻找最大峰值、第二峰值以及其对应的频率，获得最大峰值与第二峰值之间的频率间隔u_interval。

4.根据权利要求1所述的利用振幅谱自相关的高铁运行速度估计方法，其特征在于，步骤S6中，高铁列车运行速度v_final为：

v_final＝Lu_interval

其中，L是单节高铁列车车厢的长度，u_interval为最大峰值与第二峰值之间的频率间隔。