◆摘? 要：粗糙集理論是現(xiàn)階段應(yīng)用效果極佳的損傷是識(shí)別方法，將粗糙集理論應(yīng)用于高速道岔損傷識(shí)別當(dāng)中，能夠提高損傷識(shí)別的工作效率與工作質(zhì)量，這對(duì)于幫助相關(guān)工作人員提取準(zhǔn)確的損傷信號(hào)是十分重要的?；诖耍疚闹饕芯炕诖植诩碚摰母咚俚啦頁p傷識(shí)別，希望對(duì)相關(guān)人員有所啟示。

◆關(guān)鍵詞：粗糙集理論;高速道岔;損傷識(shí)別

加強(qiáng)對(duì)高速道岔損傷識(shí)別的研究是十分有必要的，而基于粗糙集理論的高速道岔損傷識(shí)別研究能夠簡便損傷識(shí)別方法，幫助損傷識(shí)別減少損傷特征參量集中存在冗余特征量，簡化了算法的復(fù)雜度，這對(duì)于提升高速道岔損傷識(shí)別的識(shí)別效率及識(shí)別準(zhǔn)確度具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1相關(guān)理論概述

高速道岔是指高速鐵路上的岔，是高速鐵路的重要組成部分，其主要作用是幫助列車在高速形式的過程中轉(zhuǎn)變運(yùn)行方向，從而促使列車能夠順利的到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)。但高速道岔是鐵路軌道三大薄弱環(huán)節(jié)之一，列車在行駛的過程中將會(huì)對(duì)高速道岔產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力。同時(shí)，岔道也很容易受到環(huán)境因素、人為因素的影響受到破壞，這就導(dǎo)致列車在經(jīng)過高速道岔的時(shí)候很容易出現(xiàn)問題，尤其是高速客專上，一旦高速岔道出現(xiàn)問題影響了列車的正常形式，則極易引發(fā)交通安全事故，這就對(duì)高速客專上乘客及工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重的威脅。粗糙集理論是一種不依賴于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析處理理論，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程中，其主要應(yīng)用系統(tǒng)模型與相關(guān)知識(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，主要處理目標(biāo)是挖掘出數(shù)據(jù)本身所蘊(yùn)含的知識(shí)，并從知識(shí)中找尋有應(yīng)用價(jià)值的知識(shí)，并挖掘知識(shí)的相關(guān)聯(lián)性及具備的規(guī)律性?；诖植诩碚摰闹R(shí)挖掘能夠有效簡化冗余信息，能夠精煉提取其中蘊(yùn)含的知識(shí)，而知識(shí)最終也能夠運(yùn)用到被提取的物當(dāng)中。近年來，國內(nèi)對(duì)于粗糙集理論的研究越來越深入，在研究過程中發(fā)現(xiàn)，將粗糙集理論應(yīng)用于損傷識(shí)別中，能夠準(zhǔn)確識(shí)別損傷，且具有較好的應(yīng)用效果。由此可見，將粗糙集理論應(yīng)用于高速道岔損傷識(shí)別檢驗(yàn)當(dāng)中已經(jīng)成為了提高高速道岔損傷識(shí)別檢測效果與較長質(zhì)量的必然選擇。

2基于粗糙集理論的高速道岔損傷識(shí)別

2.1基于粗糙集理論的高速道岔損傷識(shí)別流程

基于粗糙集理論的高速道岔損傷識(shí)別是需要通過構(gòu)建模型來完成對(duì)損傷信息的識(shí)別，所構(gòu)建的模型為高速道岔的損傷振動(dòng)特征。首先，需要用力錘激勵(lì)道岔并獲得高速道岔的振動(dòng)信號(hào)，隨后根據(jù)振動(dòng)信號(hào)提取特征振動(dòng)信號(hào)，該特征振動(dòng)信號(hào)便是高度道岔損傷部位的振動(dòng)信號(hào)，待損傷振動(dòng)信號(hào)提取完成后，需要根據(jù)信號(hào)的特征辨別道岔的損傷狀態(tài)，并形成能量特征描述，最后通過對(duì)能量特征描述的分析，尋找出更多的信號(hào)特征，從而將高速道岔的粗損傷信號(hào)全部的提取出來。

其次，粗糙集理論若想良好的應(yīng)用于高速道岔的損傷識(shí)別當(dāng)中，則需要與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，由于在實(shí)際損傷振動(dòng)信號(hào)提取的過程中，提取的環(huán)境為室外，環(huán)境較為復(fù)雜，且高速道岔損傷的種類居多，損傷機(jī)理存在較大的不確定，且同一損傷機(jī)理可能存在不同的損傷表現(xiàn)形式，故而所提取的損傷振動(dòng)信號(hào)也存在較大的不確定性，因此，需要利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)損傷振動(dòng)信號(hào)的特征信號(hào)進(jìn)行聚類。粗糙集能夠利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于粗損傷信號(hào)的數(shù)學(xué)參數(shù)來對(duì)損傷信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步提取，且在提取過程中，能夠幫助粗糙集剔除無關(guān)信號(hào)，并且能夠根據(jù)數(shù)學(xué)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果探究出高速道岔的損傷情況，并將根據(jù)損傷數(shù)據(jù)對(duì)損傷情況進(jìn)行分類，通常情況下將對(duì)損傷情況的分類稱之為粗糙k-均值聚類。

最后，需要將粗糙k-均值聚類的結(jié)果與提取出來的振動(dòng)特征損傷信號(hào)整合為RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別模型，并在模型中導(dǎo)入未知道岔振動(dòng)信號(hào)，未知道岔振動(dòng)信號(hào)是指并非損傷信號(hào)和無損傷信號(hào)的信號(hào)，可能是由于環(huán)境、溫度因素導(dǎo)致的振動(dòng)信號(hào)異常的結(jié)果，故而也需要將其導(dǎo)入，并最終在模型中輸出損傷信號(hào)的識(shí)別結(jié)果。

2.2噪聲對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響

眾所周知，在實(shí)際對(duì)高速道岔進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)的提取過程中，噪聲是不可避免的影響因素，且噪聲會(huì)影響振動(dòng)信號(hào)的提取結(jié)果，故而需要對(duì)噪聲的影響進(jìn)行分析。據(jù)筆者調(diào)查研究顯示，當(dāng)噪聲比大于20dB時(shí)，噪聲對(duì)振動(dòng)信號(hào)提取的影響效果并不大，而當(dāng)噪聲比低于20dB時(shí)，噪聲將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)提取衰弱，這是由于高速道岔振動(dòng)信號(hào)提取時(shí)主要提取振動(dòng)信號(hào)的高頻部分，且當(dāng)噪聲頻率過高時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致噪聲的高頻部分對(duì)振動(dòng)信號(hào)的高頻部分產(chǎn)生影響，最主要的影響便是識(shí)別率將會(huì)減小，故而損傷振動(dòng)信號(hào)提取效果將會(huì)大打折扣，因此，需要在進(jìn)行高速道岔進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)的提取時(shí)需要對(duì)噪聲進(jìn)行處理，將噪聲盡量控制在20dB左右，從而減少噪聲對(duì)高速道岔進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)的提取的影響。

3結(jié)論

綜上所述，基于粗糙集理論的高速道岔損傷識(shí)別是現(xiàn)階段常用的高速道岔損傷識(shí)別方法，其主要是利用粗糙集理論與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，從而將提取到的損傷特征振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分類，且在損傷特征針對(duì)信號(hào)的提取過程中，需要考慮噪聲對(duì)信號(hào)提取的影響，從而準(zhǔn)確的判斷出損傷的類型，以便于后續(xù)的維修工作順利開展。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

洪慧鵬（1988.01-），性別：男，民族：漢，職稱：講師，學(xué)位：學(xué)士，研究方向：鐵道工程.