[发明专利]一种钢轨状态监测方法及监测设备

权利要求书

1.一种钢轨状态监测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤1、通过钢轨状态监测设备检测到钢轨的垂直磨耗和侧面磨耗值，计算得到测量磨耗得分；

步骤2、通过里程区间的坡度、桥隧比和轨检数据，计算得到钢轨磨耗因素得分；

步骤3、获取磨耗趋势得分；

步骤4、将一条铁路线路根据里程分为多个里程区间，通过所述的测量磨耗得分、钢轨磨耗因素得分及磨耗趋势得分，计算每段里程区间的钢轨磨耗程度得分；

步骤5、根据检测线路每段里程区间的钢轨磨耗程度得分，使用分类算法，对检测站段所有里程区间的钢轨磨耗程度进行分类，得到不同磨耗程度的连续里程区间集合。

2.根据权利要求1所述的一种钢轨状态监测方法，其特征在于：所述的测量磨耗得分g_wear是由钢轨状态监测设备检测到的垂直磨耗和侧面磨耗值计算得到，公式如下：

m为检测区间磨耗值，c_wear为磨耗修正常数，由历史数据训练得到，g_s，g_c分别为垂直磨耗和侧面磨耗的磨耗判断函数。

3.根据权利要求1所述的一种钢轨状态监测方法，其特征在于：所述的钢轨磨耗因素得分g_p计算公式如下：

为坡度磨耗得分，为桥隧磨耗得分，表示轨检磨耗得分数据，所述的轨检磨耗得分数据包括轨距磨耗得分、轨向磨耗得分、高低差磨耗得分、水平差磨耗得分及轨道三角坑磨耗得分。

4.根据权利要求1所述的一种钢轨状态监测方法，其特征在于：所述的磨耗趋势得分，计算步骤如下：

S31、获取检测区间的历史磨耗检测数据{(m_i，t_i，d_i)}，其中m_i，t_i，d_i分别为磨耗值、检测时间、日通车频次，元素按检测时间排序，即

S32、对历史磨耗检测数据{(m_i，t_i，d_i)}的检测时间t_i进行标准化处理，得到修正后的检测时间t′_i，公式如下：

t′₀＝time

t′_i＝t′_i-1+d_i(t_i-t_i-1)

time为当前检测区间上一次的换轨时间；

S33、使用训练好的LSTM预测模型，对磨耗值集合进行预测分析，得到磨耗值达到预警阈值m_w时的标准化时间t_r；

S34、计算磨耗趋势得分g_t：

cT为趋势补偿常数，由历史数据训练得到。

5.根据权利要求1所述的一种钢轨状态监测方法，其特征在于：所述的每段里程区间的钢轨磨耗程度得分g，公式如下：

g＝g_t(g_wear+g_p)

g_wear表示测量磨耗得分，g_p表示钢轨磨耗因素得分，g_t表示磨耗趋势得分。

6.根据权利要求1所述的一种钢轨状态监测方法，其特征在于：步骤5所述的使用分类算法，对检测站段所有里程区间的钢轨磨耗程度进行分类，得到不同磨耗程度的连续里程区间集合，其中，所述的连续里程区间集合中，两个检测点d_i＝(mileage_i，g_i)和d_j＝(mileage_j，g_j)之间距离dis(d_i，d_j)计算公式如下：

mileage_i为检测点的对应里程数，g_i为检测点的钢轨磨耗程度得分，c_d为距离聚类常数，由历史数据训练得到。