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原文传递基于阈值自动控制的钢轨超声波探伤方法及系统

专利名称：	基于阈值自动控制的钢轨超声波探伤方法及系统
摘要：	本申请提供一种基于阈值自动控制的钢轨超声波探伤方法及系统，方法包括：获取目标钢轨当前的探伤超声波信号对应的数字信号；对数字信号进行特征提取，得到特征组，特征组中包含有伤损回波高度和钢轨草状波高度；根据当前的伤损回波采集阈值对伤损回波进行筛选，生成用于目标钢轨的伤损识别的B型图；基于钢轨草状波高度，应用模糊控制算法得到当前伤损回波采集阈值对应的调整值；在获取目标钢轨的下一探伤超声波信号对应的数字信号之前，基于调整值自动调整当前的伤损回波采集阈值，直至完成针对目标钢轨的超声波探伤过程。本申请能够有效实现钢轨超声波探伤过程中的阈值自动控制，进而能够有效提高钢轨伤损识别过程的时效性、准确性和可靠性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国铁道科学研究院集团有限公司
发明人：	李培;张玉华;杨冯军;黄筱妍;马运忠;骆海波;钟艳春;傅强
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910116995.0
公开号：	CN109856241A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	王涛;任默闻
分类号：	G01N29/07(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	100081 北京市海淀区大柳树路2号
主权项：	1.一种基于阈值自动控制的钢轨超声波探伤方法，其特征在于，包括：获取目标钢轨当前的探伤超声波信号对应的数字信号；对所述数字信号进行特征提取，得到对应的特征组，该特征组中包含有伤损回波和钢轨草状波高度；根据当前的伤损回波采集阈值对所述伤损回波进行筛选，生成用于目标钢轨的伤损识别的B型图；基于所述钢轨草状波高度，应用模糊控制算法得到当前伤损回波采集阈值对应的调整值；在获取所述目标钢轨的下一探伤超声波信号对应的数字信号之前，基于所述调整值对当前的伤损回波采集阈值进行自动调整，直至完成针对所述目标钢轨的超声波探伤过程。 2.根据权利要求1所述的钢轨超声波探伤方法，其特征在于，还包括：基于所述伤损回波采集阈值的自动调整结果，对应增加检测数据回放界面中的回放阈值的可选项；接收所述回放阈值的调整指令；根据该调整指令在所述检测数据回放界面中调整所述回放阈值；以及，基于调整后的回放阈值，更新所述B型图，以根据该更新后的B型图对目标钢轨进行二次伤损智能识别。 3.根据权利要求1所述的钢轨超声波探伤方法，其特征在于，所述获取目标钢轨当前的探伤超声波信号对应的数字信号，包括：接收超声波传感器发送的针对所述目标钢轨的探伤超声波信号；对所述目标钢轨的探伤超声波信号进行AD转化，得到该探伤超声波信号对应的数字信号。 4.根据权利要求1所述的钢轨超声波探伤方法，其特征在于，在所述对所述数字信号进行特征提取之前，还包括：对所述数字信号进行数字滤波及检波处理。 5.根据权利要求1所述的钢轨超声波探伤方法，其特征在于，所述根据当前的伤损回波采集阈值对伤损回波进行筛选，包括：在所述目标钢轨当前的探伤超声波信号对应的特征组中，根据伤损回波高度大于或等于所述伤损回波采集阈值的特征组，生成用于目标钢轨的伤损识别的B型图。 6.根据权利要求1所述的钢轨超声波探伤方法，其特征在于，所述基于所述钢轨草状波高度，应用模糊控制算法得到当前伤损回波采集阈值对应的调整值，包括：若所述钢轨草状波高度小于预设的闸门阈值，则将观测量和控制量分别划分为多个不同评级的模糊集，其中，所述观测量为所述闸门阈值与所述钢轨草状波高度之间的差值，所述控制量为所述闸门阈值与动态阈值之间的差值，该动态阈值大于所述钢轨草状波高度，且小于或等于所述闸门阈值；基于所述观测量的模糊集确定所述观测量对应的隶属函数，以及，基于所述控制量的模糊集确定所述控制量对应的隶属函数；基于所述观测量对应的隶属函数以及所述控制量对应的隶属函数，应用预设的模糊规则获取当前伤损回波采集阈值对应的调整值。 7.根据权利要求1所述的钢轨超声波探伤方法，其特征在于，所述特征组还包含有：伤损回波声程；所述生成用于目标钢轨的伤损识别的B型图，包括：根据所述特征组中的伤损回波声程生成用于目标钢轨的伤损识别的B型图。 8.根据权利要求7所述的钢轨超声波探伤方法，其特征在于，所述特征组还包含有：幅值和宽度；所述钢轨超声波探伤方法还包括：根据所述特征组中的伤损回波声程、幅值和宽度，生成并存储用于回放的所述目标钢轨当前的探伤超声波信号对应的A型特征值。 9.根据权利要求1、7或8所述的钢轨超声波探伤方法，其特征在于，所述特征组还包含有：发射脉冲、界面波和底波；所述钢轨超声波探伤方法还包括：根据所述特征组中的发射脉冲、界面波、底波和钢轨草状波，进行系统状态实时监控与报警。 10.一种基于阈值自动控制的钢轨超声波探伤系统，其特征在于，包括：信号获取模块，用于获取目标钢轨当前的探伤超声波信号对应的数字信号；特征提取模块，用于对所述数字信号进行特征提取，得到对应的特征组，该特征组中包含有伤损回波和钢轨草状波高度；信号筛选模块，用于根据当前的伤损回波采集阈值对所述伤损回波进行筛选，生成用于目标钢轨的伤损识别的B型图；模糊控制模块，用于基于所述钢轨草状波高度，应用模糊控制算法得到当前伤损回波采集阈值对应的调整值；阈值自动调整模块，用于在获取所述目标钢轨的下一探伤超声波信号对应的数字信号之前，基于所述调整值对当前的伤损回波采集阈值进行自动调整，直至完成针对所述目标钢轨的超声波探伤过程。 11.根据权利要求10所述的钢轨超声波探伤系统，其特征在于，还包括：回放阈值增加模块，用于基于所述伤损回波采集阈值的自动调整结果，对应增加检测数据回放界面中的回放阈值的可选项；调整指令接收模块，用于接收所述回放阈值的调整指令；回放阈值调整模块，用于根据该调整指令在所述检测数据回放界面中调整所述回放阈值；二次伤损识别模块，用于基于调整后的回放阈值，更新所述B型图，以根据该更新后的B型图对目标钢轨进行二次伤损智能识别。 12.根据权利要求10所述的钢轨超声波探伤系统，其特征在于，所述信号获取模块包括：信号接收单元，用于接收超声波传感器发送的针对所述目标钢轨的探伤超声波信号；数字转化单元，用于对所述目标钢轨的探伤超声波信号进行AD转化，得到该探伤超声波信号对应的数字信号。 13.根据权利要求10所述的钢轨超声波探伤系统，其特征在于，还包括：信号预处理模块，用于对所述数字信号进行数字滤波及检波处理。 14.根据权利要求10所述的钢轨超声波探伤系统，其特征在于，所述信号筛选模块包括：信号筛选单元，用于在所述目标钢轨当前的探伤超声波信号对应的特征组中，根据大于或等于所述伤损回波采集阈值的特征组，生成用于目标钢轨的伤损识别的B型图。 15.根据权利要求10所述的钢轨超声波探伤系统，其特征在于，所述模糊控制模块包括：模糊集划分单元，用于若所述钢轨草状波高度小于预设的闸门阈值，则将观测量和控制量分别划分为多个不同评级的模糊集，其中，所述观测量为所述闸门阈值与所述钢轨草状波高度之间的差值，所述控制量为所述闸门阈值与动态阈值之间的差值，该动态阈值大于所述钢轨草状波高度，且小于或等于所述闸门阈值；隶属函数确定单元，用于基于所述观测量的模糊集确定所述观测量对应的隶属函数，以及，基于所述控制量的模糊集确定所述控制量对应的隶属函数；调整值获取单元，用于基于所述观测量对应的隶属函数以及所述控制量对应的隶属函数，应用预设的模糊规则获取当前伤损回波采集阈值对应的调整值。 16.根据权利要求10所述的钢轨超声波探伤系统，其特征在于，所述特征组还包含有：伤损回波声程；所述筛选模块还包括： B型图单元，用于根据所述特征组中的伤损回波声程生成用于目标钢轨的伤损识别的B型图。 17.根据权利要求16所述的钢轨超声波探伤系统，其特征在于，所述特征组还包含有：幅值和宽度；所述钢轨超声波探伤系统还包括： A型特征单元，用于根据所述特征组中的伤损回波声程、幅值和宽度，生成并存储用于回放的所述目标钢轨当前的探伤超声波信号对应的A型特征值。 18.根据权利要求10、16或17所述的钢轨超声波探伤系统，其特征在于，所述特征组还包含有：发射脉冲、界面波和底波；所述钢轨超声波探伤系统还包括：监控报警单元，用于根据所述特征组中的发射脉冲、界面波、底波和钢轨草状波，进行系统状态实时监控与报警。 19.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至9任一项所述的基于阈值自动控制的钢轨超声波探伤方法的步骤。 20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述的基于阈值自动控制的钢轨超声波探伤方法的步骤。
所属类别：	发明专利