一种基于特征值检测的thds系统探测结果有效性的识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铁路货车运行故障检测领域，具体涉及一种基于特征值检测的THDS 系统探测结果有效性的识别方法。
【背景技术】
[0002] THDS(红外线轴温探测系统），又名铁路车辆轴温智能探测系统；利用轨边红外线 高速探头和智能跟踪装置实时检测运行车辆的轴承温度，进行跟踪预报，是及时发现车辆 热轴、预防热切轴，确保铁路运输安全的重要设备。
[0003] 中华人民共和国铁道部颁发的《车辆轴温智能探测系统（THDS)设备检修维护管 理规程》中规定，THDS设备兑现率须达到70%以上。兑现率的计算方法如下：
【主权项】
1. 一种基于特征值检测的T皿S系统探测结果有效性的识别方法，其特征在于：包括W 下步骤： 步骤一、选取轴承测温值无效的训练样本数据，对所有的32点电压值数据进行归一化 处理； 步骤二、对每一个归一化处理后的训练样本提取特征值，形成特征数据集； 步骤S、利用训练样本的特征数据集生成并训练32点波形有效性分类器； 步骤四、对新采集到的32点波形利用有效性分类器进行有效性判断； 具体过程如下： 步骤401、对新采集到的32点电压值数据进行归一化处理； 步骤402、对归一化处理后的数值提取特征值； 步骤403、将特征值输入到有效分类器中进行检测。
2. 如权利要求1所述的一种基于特征值检测的使用T皿S系统探测结果有效性的识别 方法，其特征在于：所述的步骤二中特征值包括：平顶点数特征值、波形宽度特征值、饱和 宽度特征值、饱和检测特征值、线段检测特征值、能量特征值、激热电压低标志、下降沿点数 最大值、电压最大最小值之差值、线段折的计数特征值、上升走势线段数量、特殊特征值和 罐车、箱车阳光干扰标志； 提取平顶点数特征值的方法如下；将32点电压值进行归一化后，得到的第一个最大数 值点及其左右两侧连续的超过阔值a的点数，作为平顶点数特征值； 提取波形宽度特征值的方法如下；将32点电压值进行归一化后，得到的第一个最大数 值点及其左右两侧连续超过阔值a的点数，作为波形宽度特征值； 提取饱和宽度特征值的方法如下；当32点电压最大值超过9990毫伏但未超过10000 毫伏时，归一化后对应的第一个最大数值点及其左右两侧连续超过阔值a的点数，作为饱 和宽度特征值； 提取饱和检测特征值的方法如下；当训练样本中的32点电压最大值超过9990毫伏但 未超过10000毫伏时，将32点电压值归一化后，统计数值小于阔值b的点数，作为饱和检测 特征值； 提取线段检测特征值的方法如下： 线段检测特征值包括：长线段数量特征值、上升沿特征值和平顶位置靠后标志； 提取长线段数量特征值的方法如下： 采用线段走势判断方法形成的线段数组中，统计线段总数，忽略线段两端标号差值为1 且幅值小于阔值C的线段，作为长线段数量特征值；幅值是指线段两端的电压值归一化后 数值之差的绝对值； 提取上升沿特征值的方法如下： 采用线段走势判断方法形成的线段数组中，在起始标号为阔值d的点之后，若起始点 和终止点出现幅值大于阔值e的上升沿，将特征值设为1，否则设为0 ; 提取平顶位置靠后标志方法如下： 采用线段走势判断方法形成的线段数组中，若第一个横向走势线段的起始标号大于阔 值f且归一化后数值超过阔值a ;将该训练样本标志设为1，否则设为0 ; 提取能量特征值方法如下；使用归一化后的32点数值之和； 提取激热电压低标志：当热级为激热时，32电压最大值未超过-3伏时，设置该标志为 1，否则设置为0; 提取线段折的计数特征值： 将连续两条线段走势为上升和下降或者下降和上升，折计数加一；连续=条线段中，第 一条线段、第=条线段走势为上升和下降或者下降和上升，第二条线段走势为横向走势，折 计数加一； 提取罐车、箱车阳光干扰标志方法如下： 当车型为G或X，且归一化后前S点数值均大于阔值a,且存在天空值高标志，且轴位为 1轴或3轴时，置本标志位为1，否则置为0 ; 提取特殊特征值方法；特殊特征值为2、4轴宽度特征值； 当探测站为逐鹿或茶屋，且轴位为2或4轴时计算本特征值，计算最大数值点及其左右 连续大于等于阔值a的点的数量。
3.如权利要求1所述的一种基于特征值检测的使用T皿S系统探测结果有效性的识别 方法，其特征在于： 所述步骤=中有效性分类器包括：平顶检测分类器，波形宽度检测分类器，饱和宽度 检测分类器，饱和时两极分化检测分类器，长线段数量检测分类器，上升沿检测分类器，平 顶靠后检测分类器，能量检测分类器，激热电压低检测分类器，下降沿点数最大值检测分类 器，电压幅值检测分类器，线段折次数检测分类器，上升沿走势检测分类器，阳光干扰检测 分类器和2、4轴宽度检测分类器； 所述的平顶检测分类器，使用平顶点数特征值进行判断，当平顶点数特征值满足大于 等于阔值a'时，输出有效，否则无效； 所述的波形宽度检测分类器，使用波形宽度特征值进行判断，当轴位为1轴或者3轴 时，波形宽度特征值大于阔值b'，输出有效，否则无效；当轴位为2轴或者4轴时，波形宽度 特征值大于阔值C'，输出有效，否则无效； 所述的饱和宽度检测分类器，使用饱和宽度特征值进行判断；饱和宽度大于0且为1 轴、3轴时，饱和宽度特征值大于等于阔值d'，输出有效，否则无效；饱和宽度大于0且为2 轴、4轴时，饱和宽度特征值大于等于阔值C'，输出有效，否则无效；饱和宽度特征值等于0 时输出有效； 所述的饱和时两极分化检测分类器，使用饱和宽度特征值和饱和检测特征值共同进行 判断，当60% X (32-饱和宽度特征值）小于饱和检测特征值，该分类器输出有效，反之输出 无效； 所述的长线段数量检测分类器，使用长线段数量特征值进行判断，当该特征值满足阔 值r时，判断为有效；否则为无效； 所述的上升沿检测分类器，使用上升沿特征值进行判断，当该特征值为0时判断为有 效，为1时无效； 所述的平顶靠后检测分类器，使用平顶位置靠后标志进行判断，当该特征值为0时判 断为有效，为1时无效； 所述的能量检测分类器，使用能量特征值进行判断，当满足；线段中不同时存在上升和 下降线段，能量特征值有效；或者线段中同时存在上升和下降线段，且车型为C70E时，能量 满足阔值g' ；能量特征值有效；或者线段中同时存在上升和下降线段，且车型非C70E时，能 量满足阔值g"，该分类器输出有效；反之无效； 所述的激热电压低检测分类器，使用激热电压低标志进行判断，当激热热级时该标志 为0或者热级为非激热时，该分类器输出有效，反之，当热级为激热时，激热电压低标志为 1，该分类器输出无效； 所述的下降沿点数最大值检测分类器，使用下降沿点数最大值进行判断，如果该特征 值满足阔值h'，输出有效，否则无效； 所述的电压幅值检测分类器，使用电压最大最小值之差值进行判断，如果该特征值大 于200毫伏，该分类器输出有效，否则输出无效； 所述的线段折次数检测分类器，使用线段折的计数特征值进行判断，如果是非C80E车 型，该特征值小于等于阔值i'输出有效；如果是C80E车型，该特征值小于等于阔值i"，输 出有效；否则无效； 所述的上升沿走势检测分类器，使用上升走势线段数量进行判断，如果该特征值小于 等于阔值i'，该分类器输出有效，否则输出无效； 所述的阳光干扰检测分类器，使用罐车、箱车阳光干扰标志进行判断，该标志为0输出 有效，该标志为1输出无效； 所述的2、4轴宽度检测分类器，使用特殊特征值中的2、4轴宽度特征值进行判断，当该 特征值大于阔值C'输出有效，否则输出无效。
4. 如权利要求2所述的一种基于特征值检测的T皿S系统探测结果有效性的识别方法， 其特征在于；所述的线段走势的判断方法如下： 第一步；32点电压值进行归一化后，对32点波形图进行判断： 1) 、从第一个标号开始，依次选取连续的两个标号，将归一化后数值作差，如果后一个 数值与前一个数值的差值超过阔值g，则设置该两点为上升走势；反之如果前一个数值与 后一个数值的差值超过阔值g，设置为下降走势； 2) 、如果后一个数值与前一个数值的差值不超过阔值g，但加入第=点后，=点对应的 数值连续增大，且第=点与第一点对应的数值之差大于等于阔值C，则设置该=点为上升走 势；反之，则设置为下降走势； 3) 、若不满足上述两个条件，则设置该两点为横向走势； 第二步；经过第一步后，若连续3条线段满足W下条件：第一条线段和第=条线段走势 相同，第二条线段是线段两端标号差值为1的横向走势线段，则将第二条线段设置为与第 一条线段和第=条线段相同的走势，将=条线段合并为一条线段； 第S步；若某条上升或下降线段的起止标号，对应点的电压差值不超过50毫伏，则设 置该线段走势为横向走势； 第四步：合并连续且走势相同的线段。
5. 如权利要求2所述的一种基于特征值检测的T皿S系统探测结果有效性的识别方法， 其特征在于；所述的阔值a的范围是80-100 ;阔值b范围为；20-35 ;阔值C范围为；8-10 ; 阔值d范围为；6-10 ;阔值e范围为；40-50 ;阔值f范围为；8-12。
6. 如权利要求4所述的一种基于特征值检测的T皿S系统探测结果有效性的识别方法， 其特征在于；所述的阔值g范围为；4-6,优选6。
7.如权利要求3所述的一种基于特征值检测的T皿S系统探测结果有效性的识别方法， 其特征在于；所述的阔值a'范围为；2-4,优选3 ;阔值b'范围为；2-5,优选4 ;阔值C'范围 为；5-7,优选6 ;阔值d'优范围为；4-7,选5 ;阔值r范围为：大于1且小于等于7,优选大 于2且小于等于6 ;阔值g'范围为：大于等于500且小于2500,优选小于2400且大于等于 520 ;阔值g"范围为：大于等于500且小于2200,优选小于2000且大于等于520 ;阔值h'范 围为；小于15,优选小于14 ;阔值i'范围为0到2,优选1 ;阔值i"范围为；2到4,优选3。
【专利摘要】本发明公开了一种基于特征值检测的THDS系统探测结果有效性的识别方法，属于铁路货车运行故障检测领域；包括以下步骤：步骤一、选取轴承测温值无效的训练样本数据，对所有的32点电压值数据进行归一化处理；步骤二、对每一个归一化处理后的训练样本提取特征值，形成特征数据集；步骤三、利用训练样本的特征数据集生成并训练32点波形有效性分类器；步骤四、对采集到的32点波形利用有效性分类器进行有效性判断。本发明可增加特征值类型和对应的分类器以便提供更加准确的识别结果，可全自动运行，无需人工干预，识别速度快，同时输出识别结果和判断原因，便于使用者对识别结果进行复查。
【IPC分类】G06F17-30, G06F19-00
【公开号】CN104679982
【申请号】CN201410837264
【发明人】李强, 郑向阳, 关亮, 申贤, 毕方勇, 张益 , 张亨
【申请人】北京康拓红外技术股份有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月29日