蒋 杰，高旭东，王夫歌，邢宗义

(1.南京理工大学机械工程学院，南京 210094；2.南京理工大学自动化学院，南京 210094)



基于自适应形态滤波和FSWT的轨道表面凹陷长度检测

蒋 杰1，高旭东1，王夫歌1，邢宗义2

(1.南京理工大学机械工程学院，南京 210094；2.南京理工大学自动化学院，南京 210094)

为了对轨道表面凹陷长度进行检测，提出一种基于自适应形态滤波(Adaptive Morphological Filtering，AMF)和频率切片小波变换(Frequency Slice Wavelet Transform，FSWT)的轨道表面凹陷长度检测方法。首先，建立轮轨动力学模型，研究轴箱加速度频率与轨道不平顺频率之间的关系；其次，研究AMF和FSWT的基本原理，并对FSWT中切片函数进行改进，提高FSWT对不同信号的适应性；最后，对某地铁列车的轴箱实测信号进行分析，估算轨道表面凹陷长度。结果表明该方法具有工程可行性。

轨道不平顺；轨道凹陷；轴箱加速度；自适应形态滤波；FSWT

1 概述

列车运营过程中，轨道存在不平顺情况是引起列车异常振动的首要原因。轨道凹陷作为轨道短波不平顺的一种，将引起列车振动加剧，降低列车零部件寿命，严重情况下将使轨道磨损，危及行车安全[1]。

轨道交通行业专家对轨道状况检测进行了大量的研究。Molina L F等[2]在运营车辆上加装机器视觉仪器对轨道状况进行检测；Lee J S[3]通过对轴箱振动信号依次进行Kalman空间滤波、带通滤波和RLS自适应滤波，实现轨道垂向不平顺的在线监测；J.I.Real[4]采用二次积分、高通滤波和相位补偿等技术剔除车轮踏面故障、噪声干扰等无效信号，实现轨道垂向不平顺的监测。魏云鹏[5]利用ANSYS建立了轮轨接触的有限元模型，分析了轮轨系统在轨道不平顺功率谱激励下的动力响应。……