西南交通大学刘长睿获国家专利权
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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种基于中线点云数据的轨道平顺性评价方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115964615B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211482834.1,技术领域涉及:G06F18/10;该发明授权一种基于中线点云数据的轨道平顺性评价方法是由刘长睿;董振川;金卫锋;谭社会;杨兴旺;胡荣耀;尚金光;罗保林;白晓明;张献州;刘龙设计研发完成,并于2022-11-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于中线点云数据的轨道平顺性评价方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于中线点云数据的轨道平顺性评价方法,包括:采集轨道线形数据,获取左、右轨相对于设计线形的横向偏差与垂向偏差并剔除异常数据,得到原始数据;设定截取波长范围,使用滤波器过滤原始数据中的噪声,得到处理后的轨道不平顺数据;对轨道不平顺数据进行VMD多尺度分解,得到多个IMF分量;使用PSO算法对VMD中的K和α分量进行参数寻优,并根据寻优参数进行VMD分解得到多个最优IMF分量;对多个IMF最优分量进行Hilbert变换,得到轨道不平顺瞬时能量密度分布,并对轨道平顺性进行评价。本发明适用于大部分轨道交通场景下采集的轨道数据,为提高轨道维修养护效率提供技术支撑。
本发明授权一种基于中线点云数据的轨道平顺性评价方法在权利要求书中公布了:1.一种基于中线点云数据的轨道平顺性评价方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、采集轨道线形数据,获取左、右轨相对于设计线形的横向偏差与垂向偏差并剔除异常数据,得到原始数据; S2、设定截取波长范围,使用滤波器过滤原始数据中的噪声,得到处理后的轨道不平顺数据; S3、对轨道不平顺数据进行VMD多尺度分解,得到多个IMF分量,包括以下分步骤: S31、定义模态分量个数并初始化模态分量,表达式为: 其中,为原始信号,即轨道不平顺数据,其自变量为里程,其因变量为轨道不平顺分量;为剩余项; S32、对每一个模态分量进行Hilbert变换,获得模态分量的单边频谱; 其中,为狄拉克函数,j为模态虚部; S33、将每个模态的单边频谱移动到其中心频率,得到中心频率函数Ft,其计算公式如下; 其中,为中心频率,为中心频率指数函数; S34、对Ft采用解调信号的平方L2范数估计模态分量的带宽,其VMD变分模型如下: 其中,表示各模态分量对应的中心频率,表示信号分解后的全部模态分量; S35、引入惩罚因子和拉格朗日乘法算子,对模态分量的带宽的VMD变分模型进行增广拉格朗日数值优化,其增广拉格朗日表达式为: S36、采用交替方法乘子算法对变分约束问题进行求解,迭代更新、、序列,确定增广拉格朗日表达式的鞍点,其鞍点通过傅里叶等距变换,在频率域求得二次优化问题的,其表达式为: 其中,代表频率,、、分别是对应于、、的傅里叶变换,为分解后的模态分量,即IMF分量,为通过维纳滤波的剩余量; S37、根据各模态分量的模态中心对中心频率进行更新,直到满足输出条件,输出多个最优IMF分量; S4、使用PSO算法对多个IMF分量进行参数寻优,并根据寻优参数进行VMD分解得到多个最优IMF分量; S5、对多个最优IMF分量进行Hilbert变换,得到轨道不平顺瞬时能量密度分布,并对轨道平顺性进行评价。
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