基于高阶谱特征提取的高速列车车轮擦伤识别算法研究
[Abstract]:With the increase of train speed and axle load, wheel tread scratches are becoming more and more serious. An algorithm is proposed to extract the high-order spectral features of rail vibration signals and combine particle swarm optimization-support vector machine (PSO-SVM) to identify wheel bruises when the train passes by. The rail vibration response under the action of normal wheel and scraped wheel is calculated by establishing the vertical coupling model and wheel scuffing model of vehicle track. Two-dimensional contour map and three-dimensional bispectrum map are obtained by signal processing of rail vibration signal in two cases by high-order spectral method. Six texture features of two-dimensional contour map are extracted by gray-gradient co-occurrence matrix. Input the PSO-SVM model together with the speed to identify whether the wheel is bruised or not; Combined with the diagonal slice peak of the three-dimensional bispectrum and the two-dimensional contour map the diagonal frequency is expanded to identify the gradients of the scuff. The results show that the accuracy of recognition of normal and bruised wheels can reach 100% and the accuracy of scratch grade can reach 94.6% by using the method of feature extraction by high-order spectrum. Finally, this method is compared with the EMD method for feature extraction. The accuracy of the EMD method is 98.3% for the recognition of normal and bruised wheels, while the accuracy rate of the scratch level is only 56.4%. The results show that the PSO-SVM method based on high-order spectrum is more effective to identify and determine the scuffing grade of the wheel.
【作者单位】: 北京交通大学机械与电子控制工程学院;
【基金】:国家自然科学基金重点资助项目(61134003)
【分类号】:TP391.41;U211.5
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