專(zhuān)利名稱(chēng)：檢測(cè)列車(chē)通行情況的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的方法及 其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在與鐵路及通行列車(chē)相關(guān)的大量控制系統(tǒng)中，如列車(chē)運(yùn)行調(diào)度、編組站 的鋼軌道岔控制、散裝車(chē)皮的容量自動(dòng)檢測(cè)、鐵路路況監(jiān)測(cè)和障礙物的自動(dòng) 發(fā)現(xiàn)和報(bào)警等，普遍存在著對(duì)鐵路路軌上列車(chē)通行情況進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的需求， 也就是，需要自動(dòng)判斷特定鐵路路段上是否有列車(chē)通過(guò)。如果不能自動(dòng)實(shí)現(xiàn) 對(duì)列車(chē)通行的自動(dòng)檢測(cè)，這些控制系統(tǒng)是無(wú)法投入實(shí)際使用的。如果靠人工 觀察確定是否有鐵路列車(chē)通行，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降、安全性降低等一系列 問(wèn)題。
目前主要采用的一種自動(dòng)檢測(cè)鐵路列車(chē)通行情況的方法為在鋼軌上安 裝接觸式磁性輪軌傳感器來(lái)獲取因列車(chē)通過(guò)導(dǎo)致的磁場(chǎng)變化，當(dāng)列車(chē)車(chē)輪在 磁性輪軌傳感器上方經(jīng)過(guò)時(shí)，該傳感器感應(yīng)輸出信號(hào)，從而獲知在鋼軌上是 否有列車(chē)通行。
但是，在鋼軌上安裝磁性輪軌傳感器的原理是電磁感應(yīng)式的。傳感器響 應(yīng)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率，輸出信號(hào)與列車(chē)運(yùn)行速度有關(guān)，當(dāng)車(chē)速比較低的 時(shí)候，由于響應(yīng)信號(hào)小，容易漏報(bào)，甚至無(wú)法使用。此外，在鋼軌上安裝磁 性輪軌傳感器的方式是接觸式的，即傳感器直接安裝在鐵軌上，施工難度大， 需要過(guò)軌走線(即在鋼軌路基下方安裝傳輸電纜)，并且在施工時(shí)列車(chē)通行 需要暫時(shí)中斷，而且這種方法的維護(hù)比較困難，尤其是鐵路需要定期翻新路 基碎石，每次翻新路基時(shí)，都必須把磁性傳感器拆下來(lái)，翻新完了再裝上， 這樣做給維護(hù)人員帶來(lái)很大的困難，同時(shí)也較少了傳感器的壽命
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的方法及其系統(tǒng)，可以準(zhǔn) 確地對(duì)特定鐵路路段上是否行使有列車(chē)進(jìn)行判斷。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的方法，包括以
下步驟
采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)；
對(duì)所采集的振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲知列車(chē)通行時(shí)該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng) 的訓(xùn)練樣本；
實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記錄；
對(duì)所獲得的訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行預(yù)定判斷操作，獲知當(dāng)前 預(yù)定路段列車(chē)通行情況。
優(yōu)選地，采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)，對(duì)所采集的振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作， 獲知列車(chē)通行時(shí)該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練樣本，具體為
采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記錄和標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄；
根據(jù)所述預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記錄和標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲取
優(yōu)選地，所述影響振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)為振幅最大值抑制值、最優(yōu)濾
波器參數(shù)、去噪?yún)?shù)。
優(yōu)選地，通過(guò)用戶人工輸入的方式采集預(yù)定路^a的標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄。 優(yōu)選地，所述標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄為預(yù)定路段在每一個(gè)時(shí)刻是否有列車(chē)通過(guò)的記錄。
優(yōu)選地，根據(jù)所獲得的訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前預(yù)定路段進(jìn)行 預(yù)定判斷操作，具體為
將訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)的中間部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，并對(duì)合并生成的 數(shù)組進(jìn)行K均值分類(lèi)，獲得高閥值、低閥值；
利用高閥值、低閥值對(duì)經(jīng)過(guò)K均值分類(lèi)的數(shù)組進(jìn)行二值化處理；
根據(jù)二值化處理后數(shù)組中標(biāo)記為i的數(shù)據(jù)所占據(jù)的比例，獲知當(dāng)前預(yù)定
路段列車(chē)通行情況。
優(yōu)選地，當(dāng)所述二值化處理后的數(shù)組中標(biāo)記為1的數(shù)據(jù)占據(jù)的比例超過(guò)2/3時(shí)，獲知當(dāng)前預(yù)定路段有列車(chē)通過(guò)。
優(yōu)選地，所述二值化處理步驟之后還包括步驟
利用去高噪音參數(shù)和去低噪音參數(shù)去除非列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的高噪音及 列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的低噪音。
優(yōu)選地，運(yùn)用振動(dòng)傳感器釆集預(yù)定^各—?dú)W的振幅數(shù)據(jù)。
所述預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)為對(duì)預(yù)定路段所采集的所有列車(chē)通行的振幅 數(shù)據(jù)進(jìn)行均值分析后，最小均值所對(duì)應(yīng)列車(chē)的振幅數(shù)據(jù)。
此外，本發(fā)明還提供了一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的系統(tǒng)，包括振幅數(shù)據(jù)采 集裝置、訓(xùn)練裝置、振幅數(shù)據(jù)記錄裝置和判斷裝置，其中，所述振幅數(shù)據(jù)采 集裝置，用于采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)；
所述訓(xùn)練裝置，用于對(duì)所采集的振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲知列車(chē)通行 時(shí)該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練樣本；
所述振幅數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄裝置，用于實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記
錄；
所述判斷裝置，用于對(duì)所獲得的訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行預(yù)定 判斷操作，獲知當(dāng)前預(yù)定路段列車(chē)通行情況。
優(yōu)選地，所述預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)為對(duì)預(yù)定路段所采集的所有列車(chē)通 行的振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行均值分析后，最小均值所對(duì)應(yīng)列車(chē)的振幅數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練樣本具體為適合于該預(yù)定路段的包 含影響振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)的訓(xùn)練樣本。
優(yōu)選地，所述影響振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)為振幅最大值抑制值、最優(yōu)濾 波器參數(shù)、去噪?yún)?shù)。
優(yōu)選地，所述標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄為預(yù)定^各段在每一個(gè)時(shí)刻是否有列車(chē)通過(guò)的 記錄。
優(yōu)選地，所述判斷裝置包括
合并分類(lèi)單元，用于將訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)的中間部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合 并，并對(duì)合并生成的數(shù)組進(jìn)行K均值分類(lèi)，獲得高閥值、低閥值；
二值化處理單元，用于利用高岡值、低閥值對(duì)經(jīng)過(guò)K均值分類(lèi)的數(shù)組進(jìn)行二值化處理；
通行判定單元，用于根據(jù)二值化處理后數(shù)組中標(biāo)記為1的數(shù)據(jù)所占據(jù)的 比例，'獲知當(dāng)前預(yù)定路段列車(chē)通行情況。
優(yōu)選地，當(dāng)所述二值化處理后的數(shù)組中標(biāo)記為1的數(shù)據(jù)占據(jù)的比例超過(guò) 2/3時(shí)，所述通行判定單元獲知當(dāng)前預(yù)定路^殳有列車(chē)通過(guò)。
優(yōu)選地，所述判斷裝置還包括去噪單元，用于利用去高噪音參數(shù)和去 低噪音參數(shù)去除非列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的高噪音及列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的低噪 音。
優(yōu)選地，所述振幅數(shù)據(jù)采集裝置為振動(dòng)傳感器。
本發(fā)明通過(guò)采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)，并對(duì)所采集的振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行相繼 訓(xùn)練操作和判斷操作，即對(duì)影響振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)進(jìn)行分析、判斷，來(lái)獲 知當(dāng)前預(yù)定路段的列車(chē)通行情況。跟現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以采用比輪軌 電磁變化更為可靠和易測(cè)量的振幅信號(hào)實(shí)現(xiàn)列車(chē)通行自動(dòng)檢測(cè)，降低檢測(cè)的 誤報(bào)率和漏報(bào)率，同時(shí)提高了檢測(cè)的實(shí)時(shí)性；此外，即本發(fā)明提供的系統(tǒng)的 設(shè)備可以都在鐵路的路基范圍以外安裝，并且可以都安裝在鐵路的一側(cè)，從 而降低了系統(tǒng)施工、維護(hù)的復(fù)雜性，并提高了系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。


圖1為本發(fā)明提供的一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的方法的流程圖2為振幅數(shù)據(jù)的波形圖3為標(biāo)記數(shù)據(jù)的波形圖4為本發(fā)明中執(zhí)行訓(xùn)練操作的過(guò)程圖5為本發(fā)明中執(zhí)行預(yù)定判斷操作的流程圖6為滑動(dòng)窗口的示意圖7為幾種列車(chē)車(chē)型的振幅波形圖8為本發(fā)明提供的一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的系統(tǒng)的框架圖。
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施 方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
考慮到列車(chē)通過(guò)時(shí)，在距鋼軌一定距離內(nèi)的地面會(huì)產(chǎn)生明顯的、有規(guī)律 的振動(dòng)，這種振動(dòng)的振幅信號(hào)與其他原因造成的振動(dòng)的振幅有著區(qū)別明顯的 特征，因而本發(fā)明通過(guò)對(duì)鋼軌附近地面的振幅信號(hào)進(jìn)行采集，并傳輸?shù)脚c之 相連的信號(hào)分析系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析，如果發(fā)現(xiàn)連續(xù)的振幅信號(hào)出現(xiàn)明顯的 列車(chē)通過(guò)信號(hào)特征，就可以判定為有列車(chē)通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定鐵路路段列 車(chē)通行情況的^^測(cè)。
本方法在技術(shù)上主要解決的問(wèn)題是如何采集鐵軌的振幅信息，并根據(jù)這 些信息實(shí)時(shí)地判斷出本段鐵軌的列車(chē)通行情況。
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供了一種檢測(cè)鐵路列車(chē)通行情況的方法，包括以下步
驟
步驟S101:采集預(yù)定路段在預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)的振幅數(shù)據(jù)。
例如，本發(fā)明可以采集IO秒左右時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)的振幅數(shù)據(jù)。
在該步驟中，本發(fā)明運(yùn)用振動(dòng)傳感器釆集預(yù)定鐵軌路段的一段連續(xù)時(shí)間
長(zhǎng)度內(nèi)的振幅數(shù)據(jù)，在本發(fā)明中，優(yōu)選為釆用電容型加速度數(shù)字振動(dòng)傳感器
采集預(yù)定鐵路路段的振幅數(shù)據(jù)。
上述預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度根據(jù)用戶的需要進(jìn)行調(diào)整設(shè)定。
在步驟S101,通過(guò)在路基周邊安裝振動(dòng)傳感器來(lái)采集振動(dòng)信號(hào)，并在整 個(gè)信號(hào)采集期間，由人工同步輸入各時(shí)刻是否有列車(chē)通過(guò)的信息(0/1)，生成 振幅信號(hào)對(duì)應(yīng)的標(biāo)記數(shù)據(jù)。
步驟S102:根據(jù)標(biāo)記數(shù)據(jù)對(duì)所采集的振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲取適合 于該預(yù)定路段的包含影響振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)的訓(xùn)練樣本。
所述振幅數(shù)據(jù)即為振幅的采樣數(shù)據(jù)。具體為對(duì)典型情況下(如重型貨 車(chē)快速通過(guò)、客車(chē)慢速通過(guò)、無(wú)列車(chē)通過(guò)但人工敲擊鋼軌等)特定鐵路路基 周邊的振幅信號(hào)進(jìn)行采集，通過(guò)用戶輸入的方式獲知當(dāng)前是否有列車(chē)通行， 從而獲知列車(chē)通行時(shí)該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)，包括振幅的 高低幅度和分布、各種頻率成分的分布等，來(lái)生成最大值抑制值、濾波器參數(shù)、去噪?yún)?shù)等判定算法的內(nèi)部參數(shù)，以便最好地適應(yīng)此特定路段。在實(shí)際 運(yùn)行中，運(yùn)用這些參數(shù)執(zhí)行圖5的判斷流程，對(duì)實(shí)際采集到的振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行 分析判定，得到最后的列車(chē)通行結(jié)果。
鑒于本發(fā)明的主要作用就是通過(guò)振動(dòng)傳感器采集預(yù)定路段的一段連續(xù)振 幅數(shù)據(jù)，判斷出當(dāng)前時(shí)刻此路段是否有列車(chē)通行，而由于不同鐵路路段、不
同類(lèi)型的列車(chē)和不同的車(chē)速造成的振動(dòng)的振幅各不相同，因此在具體到某個(gè) 鐵路路段時(shí)，需要對(duì)當(dāng)?shù)赜绊懻穹鶖?shù)據(jù)的各種參數(shù)(如最大值抑制值、濾波 器、去噪?yún)?shù)等)進(jìn)行調(diào)整。
通過(guò)對(duì)采集的振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作，所獲得的適合于該預(yù)定鐵路路段 的訓(xùn)練樣本中包含影響振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)(如最大值抑制值、濾波器參數(shù)、 去噪?yún)?shù)等)。
在執(zhí)行訓(xùn)練操作的過(guò)程(即訓(xùn)練過(guò)程)中，需要獲得兩組數(shù)據(jù)振幅數(shù) 據(jù)以及其對(duì)應(yīng)的標(biāo)記數(shù)據(jù)。其中，振幅數(shù)據(jù)記錄預(yù)定鐵路路段在一段時(shí)間內(nèi) 每一個(gè)時(shí)刻的振幅大小，如圖2，標(biāo)記數(shù)據(jù)則記錄每一個(gè)時(shí)刻是否有列車(chē)通過(guò)， 在釆集振幅數(shù)據(jù)樣本和標(biāo)記數(shù)據(jù)樣本時(shí)由用戶進(jìn)行人工輸入，如圖3,標(biāo)記l 表示有列車(chē)通過(guò)，0表示沒(méi)有列車(chē)通過(guò)。由圖2、圖3所示，標(biāo)記數(shù)據(jù)與振幅 數(shù)據(jù)相互對(duì)應(yīng)，都是對(duì)預(yù)定鐵路路段在一段時(shí)間情況的描述。
具體的執(zhí)行訓(xùn)練操作的過(guò)程參見(jiàn)圖4所示，具體如下
步驟S401:輸入振幅數(shù)據(jù)文件及標(biāo)記數(shù)據(jù)文件。
步驟S402:在有列車(chē)通過(guò)的振幅數(shù)據(jù)中選取最大的振幅，以該最大的振 幅作為極大值抑制值參數(shù)。
在標(biāo)記為1時(shí)，對(duì)應(yīng)的時(shí)刻有列車(chē)通過(guò)預(yù)定鐵路路段，在振幅數(shù)據(jù)文件 中可以獲取標(biāo)記為l對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的振幅。
步驟S403:基于最速下降法的LMS (最小均方)算法計(jì)算最優(yōu)的濾波器， 獲得最優(yōu)濾波器參數(shù)。
下面對(duì)最小均方(LMS)算法作下介紹
最陡下降算法每次迭代都需要知道性能曲面上某點(diǎn)的梯度值，而實(shí)際上 梯度值只能根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)。LMS算法就是一種很有用且很簡(jiǎn)單的估計(jì)梯度的方法，該算法計(jì)算量小，易于實(shí)現(xiàn)，且不要求脫線計(jì)算。只要自適
應(yīng)濾波器每次迭代運(yùn)算時(shí)能知道輸入信號(hào)和參考響應(yīng)，選用LMS算法是^艮合 適的。 _ 該算法的公式表達(dá)式為
w(w +1) = + 2we(w)x(w);
其中^")為n時(shí)刻的輸入矢量，M")為n時(shí)刻的自適應(yīng)濾波器的權(quán)矢量，
v(")為輸入的干擾信號(hào)，d(")為期望信號(hào)，"為步長(zhǎng)引子。
確值v(")。不難預(yù)計(jì)，4又系凄t的調(diào)整路徑不可能準(zhǔn)確地沿著理想的最陡下降
的路徑，因而權(quán)系數(shù)的調(diào)整過(guò)程是有噪聲的，或者說(shuō)w(")不再是確定性函數(shù)而 變成了隨機(jī)變量。LMS算法調(diào)整權(quán)系數(shù)時(shí)不需要進(jìn)行平方運(yùn)算和統(tǒng)計(jì)平均運(yùn) 算，因而實(shí)現(xiàn)起來(lái)很簡(jiǎn)單。
步驟S404:將振幅數(shù)據(jù)記錄與最優(yōu)濾波器參數(shù)做滑動(dòng)巻積操作，并進(jìn)行 歸一化及二值化處理。
本發(fā)明在這里做的是滑動(dòng)巻積，濾波器參數(shù)的長(zhǎng)度是10，從左到右依次 與振幅數(shù)據(jù)做巻積。
所述歸一化就是把需要處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后(通過(guò)某種算法)限制在 一定范圍內(nèi)。
所述二值化處理簡(jiǎn)單的說(shuō)就是0-l化，利用高、低閾值進(jìn)行二值化處理 (低于低閾值的設(shè)置為O,高于高閾值的設(shè)置為l，介于二者之間的與前一個(gè) 二值化結(jié)果相同)。
步驟S405:將二值化的結(jié)果與標(biāo)記數(shù)據(jù)文件相與，獲得等于l的兩個(gè)標(biāo) 記之間的最大時(shí)間間隔，以該時(shí)間間隔得到用于去除非列車(chē)引起的高噪聲的 去高噪音參數(shù)。
在此需要說(shuō)明的是，標(biāo)記數(shù)據(jù)文件和二值化的結(jié)果都是0/l數(shù)據(jù)序列，可 以執(zhí)行邏輯與操作，操作的結(jié)果也是0/l序列，其中兩個(gè)l之間的最大距離就 是這個(gè)時(shí)間間隔。步驟S406:根據(jù)標(biāo)記數(shù)據(jù)文件，獲知預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)通過(guò)的列車(chē)數(shù)目。 具體實(shí)現(xiàn)上，即才艮據(jù)標(biāo)記數(shù)據(jù)文件中連續(xù)的1的序列個(gè)數(shù)，獲知預(yù)定時(shí)間長(zhǎng) 度內(nèi)通過(guò)的列車(chē)數(shù)目。
步驟S407:對(duì)每段列車(chē)通過(guò)的振幅進(jìn)行分析，計(jì)算其振幅的均值，當(dāng)振 幅的均值小于先驗(yàn)最大有效振幅閾值時(shí)，將此段列車(chē)通過(guò)時(shí)對(duì)應(yīng)的振幅數(shù)據(jù) 寫(xiě)入訓(xùn)練文件。
所述先驗(yàn)最大有效振幅的閾值取決于振動(dòng)傳感器的個(gè)體特性和安裝方 式， 一般情況下取50左右。
步驟S408:將步驟S404 二值化的結(jié)果與每段列車(chē)通過(guò)時(shí)的標(biāo)記數(shù)據(jù)文件 相與，選出等于1的標(biāo)記的最大時(shí)間間隔。得到用于去除有列車(chē)通過(guò)時(shí)的低 噪音的去低噪音參數(shù)。
步驟S409:將步驟S407獲得的訓(xùn)練文件中的數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)參數(shù)保存在對(duì)應(yīng) 的樣本文件中，獲得未經(jīng)過(guò)—驗(yàn)證的訓(xùn)練樣本。
步驟S410:將訓(xùn)練集中未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的不同訓(xùn)練樣本分別對(duì)原振幅數(shù)據(jù)文 件進(jìn)行判斷。
步驟S411:將上述判斷的結(jié)果與標(biāo)記數(shù)據(jù)相比較，獲得與標(biāo)記數(shù)據(jù)最匹 配的判斷結(jié)果，將該判斷結(jié)果對(duì)應(yīng)的振幅數(shù)據(jù)(稱(chēng)之為訓(xùn)練結(jié)果)作為最終 的訓(xùn)練樣本。
步驟S103:實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記錄；
步驟S104:對(duì)所獲得的訓(xùn)練樣本和振幅數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行預(yù)定判斷操作，獲 知當(dāng)前預(yù)定鐵路路段的列車(chē)通行情況。
執(zhí)行預(yù)定判斷操作(即執(zhí)行預(yù)定判斷過(guò)程)的目的為實(shí)時(shí)地判斷當(dāng)前 時(shí)刻的預(yù)定鐵路路段上是否正在通行列車(chē)。在執(zhí)行判斷過(guò)程中我們需要有上 述訓(xùn)練過(guò)程得到的訓(xùn)練樣本以及步驟S103中由振動(dòng)傳感器實(shí)時(shí)采集的預(yù)定時(shí) 間長(zhǎng)度的振幅數(shù)據(jù)記錄。通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)采集的振幅數(shù)據(jù)記錄與訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn) 行濾波、分類(lèi)等步驟(見(jiàn)如下描述)，最終實(shí)時(shí)地判斷當(dāng)前預(yù)定4失路路段的列 車(chē)通行情況。
參見(jiàn)圖5，為執(zhí)行預(yù)定判斷操作的流程圖，具體判斷操作的流程如下步驟S501:由訓(xùn)練樣本中得到最大值抑制值參數(shù)、最優(yōu)濾波器參數(shù)、去 高噪音參數(shù)和去低噪音參數(shù)。
步驟S502:將滑動(dòng)窗口的振幅中大于最大值抑制值的振幅設(shè)定為最大值 抑制值。
所述滑動(dòng)窗口的振幅為由振動(dòng)傳感器采集當(dāng)前的預(yù)定鐵路路段振動(dòng)的振幅。
需要說(shuō)明的是，振動(dòng)傳感器不停采集的振幅數(shù)據(jù)相當(dāng)于一個(gè)無(wú)界增長(zhǎng)的 數(shù)據(jù)流。在處理持續(xù)到達(dá)的數(shù)據(jù)流的時(shí)候，人們通常并不是對(duì)已經(jīng)到達(dá)的數(shù) 據(jù)都感興趣，而只是對(duì)最近到達(dá)的部分?jǐn)?shù)據(jù)感興趣，因此，在本發(fā)明中也是 針對(duì)最近達(dá)到的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，所以本發(fā)明引入傳統(tǒng)處理數(shù)據(jù)流的方法 一滑動(dòng)窗口的概念來(lái)處理振幅數(shù)據(jù)流。
滑動(dòng)窗口實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)有著固定標(biāo)尺的一維數(shù)組，這個(gè)標(biāo)尺可以是時(shí) 間、也可以是元組，它們都有著不同的性質(zhì)。但相同的是其數(shù)組內(nèi)容都會(huì)隨 著新數(shù)據(jù)的輸入而不斷移動(dòng)變化，且窗口的兩端是隨著新元組的到達(dá)向相同 的方向移動(dòng)的。
本發(fā)明中所采用的滑動(dòng)窗口的是帶有時(shí)間的基于元組的滑動(dòng)窗口，實(shí)質(zhì) 上為大小固定的滑動(dòng)窗口。本發(fā)明所采用的滑動(dòng)窗口除了具有一般滑動(dòng)窗口 的共性之外，還有其自身特點(diǎn)窗口既沒(méi)有重疊、也沒(méi)有分離，而是緊鄰的。 如圖6所示，窗口大小為5，當(dāng)前處理窗口中存放著5-9,下一個(gè)窗口中存放 著10-14，以此類(lèi)推。
在本發(fā)明中，采用滑動(dòng)窗口的目的在于為了提高判斷列車(chē)通行情況的響 應(yīng)速度，可以保障本發(fā)明能夠以最快的響應(yīng)速度來(lái)判斷當(dāng)前列車(chē)通行的情況。
在步驟S101中，為了保障本發(fā)明的步驟S104執(zhí)行判斷操作的結(jié)果具有 實(shí)時(shí)性，以實(shí)時(shí)反映當(dāng)前時(shí)間段預(yù)定鐵路i 各,殳的通行情況，步驟S101中的預(yù) 定時(shí)間長(zhǎng)度優(yōu)選為等于滑動(dòng)窗口的大小。
步驟S503:將訓(xùn)練樣本及滑動(dòng)窗口中的振幅數(shù)據(jù)分別與最優(yōu)濾波器參數(shù) 做滑動(dòng)巻積操作，并取兩者的中間部分合并為一個(gè)數(shù)組。本發(fā)明為了反映當(dāng)前時(shí)間段預(yù)定鐵路路段的通行情況而采集滑動(dòng)窗口長(zhǎng) 度的振幅數(shù)據(jù)?；瑒?dòng)窗口的長(zhǎng)度大小根據(jù)用戶的延時(shí)要求確定，不能太長(zhǎng)， 否則會(huì)在一定程度上影響本發(fā)明最終判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。為此，還需要將滑 動(dòng)窗口中的振幅進(jìn)行低通濾波。
步驟S504:將上述合并生成的數(shù)組進(jìn)行K均值分類(lèi)，獲得兩個(gè)閾值(即 為高、低閾值)。
在這里，K均值算法是一種分類(lèi)的方法，K均值算法能夠使聚類(lèi)中所有 樣品到聚類(lèi)中心的距離的平方和最小。其原理為先取k個(gè)初始距離中心，計(jì) 算每個(gè)樣品到這k個(gè)中心的距離，找出最小距離，把樣品歸入最近的聚類(lèi)中 心，修改中心點(diǎn)的值為本類(lèi)所有樣品的均值，再計(jì)算各個(gè)樣品到k個(gè)中心的 距離，重新分類(lèi)，修改新的中心點(diǎn)，直到新的距離中心等于上一次的中心點(diǎn) 結(jié)束。該算法的結(jié)果受到聚類(lèi)中心的個(gè)數(shù)以及初始聚類(lèi)中心的選擇影響，也 受到樣品幾何性質(zhì)及排列次序影響。
本發(fā)明的目的就是將最后的判斷結(jié)果分為兩類(lèi) 一類(lèi)有列車(chē)， 一類(lèi)無(wú)列 車(chē)，所以需要得到高、低兩個(gè)閾值。
步驟S505:將經(jīng)過(guò)K均值分類(lèi)的數(shù)組利用高、低閾值進(jìn)行二值化處理。
具體處理為將低于低閾值的設(shè)置為O，將高于高閾值的設(shè)置為l,介于 二者之間的與前一個(gè)二值化結(jié)果相同。
步驟S506:綜合去高噪音參數(shù)和去低噪音參數(shù)去除非列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起 的高噪音及列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的低噪音。
在該步驟中，去噪的具體操作為
A:去低噪，即對(duì)二值化后的數(shù)據(jù)分析每一個(gè)連通域，連通域中出現(xiàn)連續(xù) 的O值個(gè)數(shù)低于去低噪?yún)?shù)，則將該段的0值改為1;
B:去高噪，對(duì)去低噪后的數(shù)據(jù)取反，分析每一個(gè)連通域，如果連通域中 出現(xiàn)連續(xù)的0的個(gè)數(shù)低于去高噪?yún)?shù)，則將該段的0值改為1;
C:將去噪后的數(shù)據(jù)整體取反，獲得去噪后的結(jié)果數(shù)據(jù)。
步驟S507:判斷當(dāng)前滑動(dòng)窗口中標(biāo)記為1的數(shù)據(jù)是否超過(guò)窗口大小的2/3, 如果是，執(zhí)行步驟S508,即獲知當(dāng)前有列車(chē)通過(guò)，設(shè)置判斷結(jié)果為l,否貝'J，
14執(zhí)行步驟S509,即獲知當(dāng)前沒(méi)有列車(chē)通過(guò)，設(shè)置判斷結(jié)果為O。
為了進(jìn)一步提高對(duì)預(yù)定鐵路路段列車(chē)通行情況判斷的準(zhǔn)確性，還可以對(duì) 上述步驟S507對(duì)滑動(dòng)窗口的判斷結(jié)果進(jìn)行低通濾波;以去除噪聲。
本發(fā)明將振動(dòng)傳感器安裝在鐵軌附近以采集到列車(chē)通行時(shí)的振幅數(shù)據(jù)， 但是，它所采集到的并不只是列車(chē)通行時(shí)的振幅數(shù)據(jù)，任何通過(guò)振動(dòng)傳感器 的物體都可能會(huì)產(chǎn)生一些振動(dòng)，其振幅數(shù)據(jù)也會(huì)被傳感器所采集。但是物體 由于具有自身的物理性質(zhì)，所以每個(gè)物體所具有的振動(dòng)規(guī)律是不盡相同的。
通行的列車(chē)所產(chǎn)生振動(dòng)的主要規(guī)律是在一個(gè)持續(xù)的時(shí)間內(nèi)振幅數(shù)據(jù)明顯 變大，且在整個(gè)列車(chē)通行過(guò)程中振幅波動(dòng)比較小，振幅數(shù)據(jù)比較整齊。
在振動(dòng)數(shù)據(jù)開(kāi)始釆集的一段時(shí)間會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由不穩(wěn)定到穩(wěn)定的過(guò)程，這 就意味這在采集訓(xùn)練樣本時(shí)我們很有可能采集到不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，那么使用這
此，本發(fā)明在采集訓(xùn)練樣本的過(guò)程結(jié)束后對(duì)訓(xùn)練樣本的采集結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證， 以確定在訓(xùn)練樣本中存放的振幅數(shù)據(jù)是否為可信的，準(zhǔn)確的。因此在這里， 本發(fā)明提出了訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的概念。
訓(xùn)練集和驗(yàn)證集是訓(xùn)練過(guò)程中所使用的兩個(gè)集合，兩者均保存了振幅數(shù) 據(jù)文件及其對(duì)應(yīng)的標(biāo)記數(shù)據(jù)文件。
其中，訓(xùn)練集的作用是對(duì)未經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)于每段有 列車(chē)通過(guò)時(shí)的振幅數(shù)據(jù)訓(xùn)練都會(huì)得到一套訓(xùn)練樣本。驗(yàn)證集的作用是對(duì)訓(xùn)練 集的訓(xùn)練結(jié)果(如n套訓(xùn)練樣本)進(jìn)行判斷-驗(yàn)i正，即在這些訓(xùn)練結(jié)果中選出 與標(biāo)記凝:據(jù)文件匹配率最高的訓(xùn)練結(jié)果作為最終的訓(xùn)練樣本。
由于采用了訓(xùn)練集與驗(yàn)證集綜合判斷的方法，本發(fā)明可以在訓(xùn)練數(shù)據(jù)中 智能的選取最佳的訓(xùn)練結(jié)果，去除了不穩(wěn)定振幅數(shù)據(jù)的影響。這樣提高了訓(xùn) 練的準(zhǔn)確性，為后續(xù)的判斷操作提供了可靠的依據(jù)，增加了算法的穩(wěn)定性。
由于任何列車(chē)的通行都會(huì)對(duì)鐵軌造成振動(dòng)，但是不同類(lèi)型的列車(chē)會(huì)對(duì)鐵 軌造成不同的振動(dòng)規(guī)律。列車(chē)在相同速度下，質(zhì)量大的列車(chē)對(duì)鐵軌造成的振 動(dòng)比較大，表現(xiàn)出來(lái)的特征是振幅普遍偏大。列車(chē)在相同質(zhì)量下，速度高的 列車(chē)對(duì)鐵軌造成的振動(dòng)比較大，表現(xiàn)出來(lái)的特征是振幅普遍偏大，且持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)。
在本發(fā)明中，由于獲取訓(xùn)練樣本所用的振幅數(shù)據(jù)是隨機(jī)采集的，我們并 不知道哪段數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的是什么樣的列車(chē)，而不同列車(chē)的振幅數(shù)據(jù)所訓(xùn)練出來(lái) 的訓(xùn)練樣本是不同的，如圖7所示，如何在未知的訓(xùn)練數(shù)據(jù)中選取一段合適 的列車(chē)通行數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，使得它的訓(xùn)練樣本能夠適合于各種車(chē)型，能 夠覆蓋大部分的情況成了本發(fā)明提供的算法的技術(shù)關(guān)鍵。
參見(jiàn)圖7所示，重型高速列車(chē)振幅均值比較大，輕型低速列車(chē)振幅均值 比較小，而一般列車(chē)振幅均值位于前二者，所以不同列車(chē)之間的區(qū)分主要是
靠列車(chē)通行時(shí)引起振幅的均值的不同(在上述圖7中可很明顯的看出)。
如果我們?cè)谟?xùn)練的時(shí)候選擇了均值比較高的振幅數(shù)據(jù)，因?yàn)槠湔穹c其 他相差甚大，所以判斷結(jié)果會(huì)使得一般列車(chē)及輕型低速列車(chē)產(chǎn)生漏報(bào)(即最 后的判斷結(jié)果全部都是無(wú)列車(chē)通行)。如果選擇均值一般的振幅數(shù)據(jù)，則會(huì)致 使部分輕型低速列車(chē)產(chǎn)生漏報(bào)。如果我們選取了均值很小的振幅數(shù)據(jù)(其均 值與噪音部分均值很接近)，則很容易產(chǎn)生誤報(bào)(將無(wú)列車(chē)通行的時(shí)刻判斷為 有列車(chē))?；谏鲜鲈?，我們?cè)谶M(jìn)行訓(xùn)練的時(shí)候應(yīng)該選取均值比較合適的振 幅數(shù)據(jù)。
為了選取合適的振幅數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，我們釆用的方法是，根據(jù)標(biāo)記 數(shù)據(jù)，在所有有列車(chē)通行的振幅數(shù)據(jù)段進(jìn)行均值分析，找出最小均值所對(duì)應(yīng) 的列車(chē)通行的振幅數(shù)據(jù)。在訓(xùn)練的過(guò)程中如果選用的訓(xùn)練樣本是最小均值所 對(duì)應(yīng)的振幅數(shù)據(jù)，那么在判斷時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)有列車(chē)而識(shí)別不出來(lái)的情況，因 此它既能識(shí)別出各種類(lèi)型的列車(chē)，又能很明顯的區(qū)別與無(wú)列車(chē)通行的振幅數(shù) 據(jù)。這樣既保證識(shí)別率，又避免了誤報(bào)率。因此，基于上述原因，執(zhí)行訓(xùn)練
操作的預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)優(yōu)選為對(duì)預(yù)定路段所釆集的所有列車(chē)通行的振 幅數(shù)據(jù)進(jìn)行均值分析后，最小均值所對(duì)應(yīng)列車(chē)的振幅數(shù)據(jù)。
基于圖1所述，本發(fā)明提供了一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的方法，本發(fā)明還 提供了一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的系統(tǒng)，參見(jiàn)圖8，包括振幅數(shù)據(jù)采集裝置801、 訓(xùn)練裝置802、振幅數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄裝置803和判斷裝置804，其中，
所述振幅數(shù)據(jù)采集裝置801,用于采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)；所述訓(xùn)練裝置802與所述振幅凄t據(jù)采集裝置801相連，用于對(duì)所采集的 振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲知列車(chē)通行時(shí)該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練樣本；
所述振幅數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄裝置803,用于實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)
所述判斷裝置804與所述訓(xùn)練裝置802、振幅數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄裝置803相連， 用于對(duì)所獲得的訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行預(yù)定判斷操作，獲知當(dāng)前 預(yù)定路段列車(chē)通行情況。
在本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，所述預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)優(yōu)選為對(duì)預(yù)定路段 所采集的所有列車(chē)通行的振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行均值分析后，最小均值所對(duì)應(yīng)列車(chē)的 振幅數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練樣本具體為適合于 該預(yù)定路段的包含影響振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)的訓(xùn)練樣本。其中，所述影響振 幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)為振幅最大值抑制值、最優(yōu)濾波器參數(shù)、去噪?yún)?shù)。
需要說(shuō)明的是，所述標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄為預(yù)定路段在每一個(gè)時(shí)刻是否有列車(chē) 通過(guò)的i己錄。
本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，所述判斷裝置804包括合并分類(lèi)單元8041,用 于將訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)的中間部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，并對(duì)合并生成的數(shù) 組進(jìn)行K均值分類(lèi)，獲得高閥值、低閱值；二值化處理單元8042,用于利用 高閥值、低閥值對(duì)經(jīng)過(guò)K均值分類(lèi)的數(shù)組進(jìn)行二值化處理；通行判定單元 8043,用于根據(jù)二值化處理后數(shù)組中標(biāo)記為1的數(shù)據(jù)所占據(jù)的比例，獲知當(dāng) 前預(yù)定路段列車(chē)通行情況。需要說(shuō)明的是，當(dāng)經(jīng)過(guò)所述二值化處理單元8042 進(jìn)行二值化處理后的數(shù)組中標(biāo)記為1的數(shù)據(jù)占據(jù)的比例超過(guò)2/3時(shí)，所述通行 判定單元8043獲知當(dāng)前預(yù)定路段有列車(chē)通過(guò)。
本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，所述判斷裝置中還可以包括有去噪單元8044,用 于利用去高噪音參數(shù)和去低噪音參數(shù)去除非列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的高噪音及列 車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的低噪音。
需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明提供的系統(tǒng)中，所述振幅數(shù)據(jù)采集裝置優(yōu)選為 釆用振動(dòng)傳感器，如電容性加速度振動(dòng)傳感器。雖然通過(guò)實(shí)施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變 形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化 而不脫離本發(fā)明的精神，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本 發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的方法，其特征在于，包括以下步驟采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)；對(duì)所采集的振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲知列車(chē)通行時(shí)該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練樣本；實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記錄；對(duì)所獲得的訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行預(yù)定判斷操作，獲知當(dāng)前預(yù)定路段列車(chē)通行情況。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)， 對(duì)所采集的振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲知列車(chē)通行時(shí)該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn) 練樣本，具體為采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記錄和標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄；根據(jù)所述預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記錄和標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲取 適合于該預(yù)定路段的包含影響振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)的訓(xùn)練樣本。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述影響振幅數(shù)據(jù)的各種參 數(shù)為振幅最大值抑制值、最優(yōu)濾波器參數(shù)、去噪?yún)?shù)。
4、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過(guò)用戶人工輸入的方式采 集預(yù)定路段的標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄。
5、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄為預(yù)定路 段在每一個(gè)時(shí)刻是否有列車(chē)通過(guò)的記錄。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，根據(jù)所獲得的訓(xùn)練樣本和實(shí) 時(shí)振幅數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前預(yù)定路段進(jìn)行預(yù)定判斷操作，具體為將訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)的中間部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，并對(duì)合并生成的 數(shù)組進(jìn)行K均值分類(lèi)，獲得高閥值、低閥值；利用高閥值、低閥值對(duì)經(jīng)過(guò)K均值分類(lèi)的數(shù)組進(jìn)行二值化處理； 根據(jù)二值化處理后數(shù)組中標(biāo)記為i的數(shù)據(jù)所占據(jù)的比例，獲知當(dāng)前預(yù)定路段列車(chē)通行情況。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述二值化處理后的數(shù)組中標(biāo)記為1的數(shù)據(jù)占據(jù)的比例超過(guò)2/3時(shí)，獲知當(dāng)前預(yù)定路段有列車(chē)通過(guò)。
8、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述二值化處理步驟之后還 包括步驟利用去高噪音參數(shù)和去低噪音參數(shù)去除非列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的高噪音及 列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的低噪音。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)為 對(duì)預(yù)定路段所采集的所有列車(chē)通行的振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行均值分析后，最小均值所 對(duì)應(yīng)列車(chē)的振幅數(shù)據(jù)。
10、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，運(yùn)用振動(dòng)傳感器采集預(yù)定 路段的振幅數(shù)據(jù)。
11、 一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的系統(tǒng)，其特征在于，包括振幅數(shù)據(jù)采集裝 置、訓(xùn)練裝置、振幅數(shù)據(jù)記錄裝置和判斷裝置，其中，所述振幅數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)； 所述訓(xùn)練裝置，用于對(duì)所釆集的振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲知列車(chē)通行 時(shí)該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練樣本；所述振幅數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄裝置，用于實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記錄；所述判斷裝置，用于對(duì)所獲得的訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行預(yù)定 判斷操作，獲知當(dāng)前預(yù)定路段列車(chē)通行情況。
12、 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù) 為對(duì)預(yù)定路段所采集的所有列車(chē)通行的振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行均值分析后，最小均 值所對(duì)應(yīng)列車(chē)的振幅數(shù)據(jù)。
13、 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練 樣本具體為適合于該預(yù)定路段的包含影響振幅數(shù)據(jù)的各種參數(shù)的訓(xùn)練樣本。
14、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述影響振幅數(shù)據(jù)的各種 參數(shù)為振幅最大值抑制值、最優(yōu)濾波器參數(shù)、去噪?yún)?shù)。
15、 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄為預(yù)定 路段在每一個(gè)時(shí)刻是否有列車(chē)通過(guò)的記錄。
16、 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷裝置包括 合并分類(lèi)單元，用于將訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)的中間部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，并對(duì)合并生成的數(shù)組進(jìn)行K均值分類(lèi)，獲得高閥值、低閥值；二值化處理單元，用于利用高閥值、低閥值對(duì)經(jīng)過(guò)K均值分類(lèi)的數(shù)組進(jìn) 行二值化處理；通行判定單元，用于根據(jù)二值化處理后數(shù)組中標(biāo)記為1的數(shù)據(jù)所占據(jù)的 比例，獲知當(dāng)前預(yù)定i 各段列車(chē)通行情況。
17、 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述二值化處理后的數(shù) 組中標(biāo)記為1的數(shù)據(jù)占據(jù)的比例超過(guò)2/3時(shí)，所述通行判定單元獲知當(dāng)前預(yù)定 路段有列車(chē)通過(guò)。
18、 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷裝置還包括去 噪單元，用于利用去高噪音參數(shù)和去低噪音參數(shù)去除非列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的 高噪音及列車(chē)通過(guò)時(shí)所引起的低噪音。
19、 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述振幅數(shù)據(jù)釆集裝置為 振動(dòng)傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的方法，包括步驟采集預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)；對(duì)所采集的振幅數(shù)據(jù)執(zhí)行訓(xùn)練操作，獲知列車(chē)通行時(shí)該預(yù)定路段所對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練樣本；實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前預(yù)定路段的振幅數(shù)據(jù)記錄；對(duì)所獲得的訓(xùn)練樣本和實(shí)時(shí)振幅數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行預(yù)定判斷操作，獲知當(dāng)前預(yù)定路段列車(chē)通行情況。此外，本發(fā)明還公開(kāi)了一種檢測(cè)列車(chē)通行情況的系統(tǒng)。通過(guò)本發(fā)明，可以準(zhǔn)確地對(duì)特定鐵路路段上是否行駛有列車(chē)進(jìn)行判斷。本發(fā)明采用比輪軌電磁變化更為可靠和易測(cè)量的振幅信號(hào)實(shí)現(xiàn)列車(chē)通行非接觸自動(dòng)檢測(cè)，降低檢測(cè)的誤報(bào)率和漏報(bào)率，同時(shí)提高了檢測(cè)的實(shí)時(shí)性。
文檔編號(hào)B61L21/00GK101439726SQ200710194839
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者重 任, 毅 李, 金美玉 申請(qǐng)人:保定市天河電子技術(shù)有限公司