本发明与无损检测领域相关，其特点是一种钢轨断裂超声导波信号识别方法。
背景技术：
1、各国轨道交通运营里程和运行时间不断增长，钢轨疲劳现象出现不同程度的增长趋势，钢轨断裂风险日益提升，随之而来的安全运营压力和社会责任也越来越大，包括钢轨表面早期疲劳损伤、内部损伤、轨道几何尺寸形变等多种致灾因素，面临线路结构失稳、变形超限、断轨等突发事件的安全压力。为避免断轨的发生，对钢轨进行全路段实时健康监测对轨道交通的安全运营将很有帮助。
技术实现思路
1、本发明提出了一种钢轨断裂监测方法、系统及服务器，能够定位到钢轨的缺陷位置和大小。
2、第一方面，提供一种钢轨断裂监测方法，包括：以相邻的两个或三个超声导波检测设备为一组，计算每组中每个超声导波检测设备采集的原始超声导波信号的均方差值，并将其与规定值进行比较，对大于规定值的超声导波信号进行滤波消除干扰成分；判断钢轨是否有缺陷：将实时采集到的原始超声导波信号和标定数据做差，根据差值是否大于设定的阈值，如果差值大于设定的阈值，则表示钢轨出现缺陷；计算超声导波信号衰减率；判断缺陷位置：如果超声导波检测设备左边衰减率大于阈值，右边衰减率小于阈值，那么缺陷在左边；如果左边衰减率小于阈值，右边衰减率大于阈值，那么缺陷在右边；如果左边衰减率大于阈值，右边衰减率大于阈值，那么左边和右边都有缺陷；对超声导波信号进行补偿；求超声导波信号的极大值位置和幅值，幅值大小减去标定数据中同样位置的幅值大小，然后除衰减率，得到缺陷的大小，计算公式为：
3、damage_size＝(voltage-ldata_bd(time))/k，voltage为回波幅值大小，time为回波出现的时间，ldata_bd(time)为标定数据中同样位置的幅值大小，k为衰减率。
4、第二方面，提供一种钢轨断裂监测系统，包括：信号预处理模块，其被配置为以相邻的两个或三个超声导波检测设备为一组，计算每组中每个超声导波检测设备采集的原始超声导波信号的均方差值，并将其与规定值进行比较，对大于规定值的超声导波信号进行滤波消除干扰成分；缺陷区域判断模块，其被配置为将实时采集到的原始超声导波信号和标定数据做差，根据差值是否大于设定的阈值，如果差值大于设定的阈值，则表示钢轨出现缺陷；衰减率计算模块，其被配置为计算超声导波信号衰减率；缺陷位置判断模块，其被配置为根据超声导波检测设备两侧超声导波信号衰减率判断出缺陷位置，若左边衰减率大于阈值，右边衰减率小于阈值，那么缺陷在左边；如果左边衰减率小于阈值，右边衰减率大于阈值，那么缺陷在右边；如果左边衰减率大于阈值，右边衰减率大于阈值，那么左边和右边都有缺陷；信号补偿模块，其被配置为对超声导波信号进行补偿；缺陷大小计算模块，其被配置为计算超声导波信号的极大值位置和幅值，幅值大小减去标定数据中同样位置的幅值大小，然后除衰减率，得到缺陷的大小，计算公式为：
5、damage_size＝(voltage-ldata_bd(time))/k，voltage为回波幅值大小，time为回波出现的时间，ldata_bd(time)为标定数据中同样位置的幅值大小，k为衰减率。
6、在上述第一方面和第二方面，通过对钢轨的有限元仿真实验拟合出钢轨的距离衰减曲线，利用该距离衰减曲线对应的函数对超声导波信号进行补偿：
7、yuanshi_up_01＝up_01.*3.081.*exp(0.000011005*n)；
8、其中：up_01为原始数据；n＝1：n。
9、超声导波信号衰减率计算公式为：
10、k＝0.5492*exp(-0.000009462*time)
11、其中：time为缺陷回波出现的时间。
12、第三方面，提供一种服务器，包括：处理器；存储器，包括一个或多个程序模块；其中，所述一个或多个程序模块被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行，所述一个或多个程序模块包括用于实现所述的钢轨断裂监测方法的指令。
13、第四方面，提供一种存储介质，用于存储非暂时性指令，当所述非暂时性指令由处理器执行时能够实现所述的钢轨断裂监测方法。
14、技术关键点在于钢轨断裂的定位和大小判别，主要解决了以下几个方面问题：人工巡检效率低，需要花费大量的时间和人力对钢轨进行区域性检查，本发明能够实现钢轨铁路全路段的实时健康监测；成本低，相比于钢轨探伤车巡检，减少了人工成本和设备支出。
15、该算法围绕钢轨断裂的定位和大小判别展开了一系列研究，达到了预期效果，主要保护内容为识别方法当中的信号处理方法。
16、有益效果：本发明与现有技术相比，其显著特点是将采集到的信号进行分步处理，首先筛选出无用信号，准确有效的保留有效信号，提高了缺陷信号的识别效率，减少了工作量，此外该技术还能对钢轨缺陷进行定位和判别。
1.一种钢轨断裂监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，通过对钢轨的有限元仿真实验拟合出钢轨的距离衰减曲线，利用该距离衰减曲线对应的函数对超声导波信号进行补偿：
3.根据权利要求1所述的方法，超声导波信号衰减率计算公式为：
4.一种钢轨断裂监测系统，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的系统，通过对钢轨的有限元仿真实验拟合出钢轨的距离衰减曲线，利用该距离衰减曲线对应的函数对超声导波信号进行补偿：
6.根据权利要求4所述的系统，超声导波信号衰减率计算公式为：
7.一种服务器，其特征在于，包括：
8.一种存储介质，用于存储非暂时性指令，其特征在于，当所述非暂时性指令由处理器执行时能够实现权利要求1-3任一项所述的钢轨断裂监测方法。
