CN107988864A - 桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法，涉及轨道交通领域。该桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法首先依据所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩的位置以及桥跨类型；再对每两个相邻的桥墩之间的桥跨对应的轨道高低不平顺数据曲线进行二次曲线拟合，并计算得到拟合曲线；然后依据拟合曲线包含的每两个相邻的桥墩位置对应的拟合值、两个桥墩的中点对应的拟合值计算桥梁动态变形，从而实现了对高速铁路桥梁的服役状态进行评估，可以得知桥梁段轨道不平顺规律演变以及对桥梁状态历史进行对比，为高速铁路桥梁的科学养护维修提供重要的数据支撑。

Description

桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体而言，涉及一种桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法。

背景技术

持久稳定的高平顺性是高速铁路动检车安全、舒适、连续运营的根本保障，并形成了我国高铁“以桥带路”的建设特点，其中，京沪高铁全长 1318公里，桥梁区段占比高达81.5％。我国高速铁路桥梁普遍采用32m或 24m跨度的预应力混凝土箱梁简支梁结构，桥上铺设CRTS I、II或III型板式无砟轨道。深入挖掘动检车检测数据中的桥梁以及轨道状态信息，从动检数据中分离桥梁与轨道板分别引起的轨道不平顺，对高速铁路桥梁以及线路的养护维修具有重要意义，现有技术中，主要是基于轨道不平顺幅值的大小展开进行检测，但是检测结果无法对高速铁路桥梁、轨道的服役状态进行评估，例如，无法得知桥梁或轨道板不平顺规律演变以及对桥梁状态历史进行对比，再例如，无法锁定局部缺陷较大的轨道板的里程位置，无法为高速铁路桥梁、轨道的科学养护维修提供重要的数据支撑。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置包括：

信息接收单元，用于接收一动检车发送的轨道高低不平顺数据曲线；

桥梁参数识别单元，用于依据所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩的位置以及桥跨类型；

数据拟合单元，用于对每两个相邻的桥墩之间的桥跨对应的轨道高低不平顺数据曲线进行二次曲线拟合，并计算得到拟合曲线；

桥梁动态变形计算单元，用于依据拟合曲线包含的每两个相邻的桥墩位置对应的拟合值、两个桥墩的中点对应的拟合值计算桥梁动态变形。

第二方面，本发明实施例还提供了一种桥梁变形与轨道随机不平顺检测方法，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测方法包括：

接收一动检车发送的轨道高低不平顺数据曲线；

依据所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩的位置以及桥跨类型；

对每两个相邻的桥墩之间的桥跨对应的轨道高低不平顺数据曲线进行二次曲线拟合，并计算得到拟合曲线；

依据拟合曲线包含的每两个相邻的桥墩位置对应的拟合值、两个桥墩的中点对应的拟合值计算桥梁动态变形。

与现有技术相比，本发明提供的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法，首先依据所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩的位置以及桥跨类型；再对每两个相邻的桥墩之间的桥跨对应的轨道高低不平顺数据曲线进行二次曲线拟合，并计算得到拟合曲线；然后依据拟合曲线包含的每两个相邻的桥墩位置对应的拟合值、两个桥墩的中点对应的拟合值计算桥梁动态变形，从而实现了对高速铁路桥梁的服役状态进行评估，可以得知桥梁段轨道不平顺规律演变以及对桥梁状态历史进行对比，为高速铁路桥梁的科学养护维修提供重要的数据支撑。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的动检车与服务器的交互示意图；

图2为本发明实施例提供的服务器的结构框图；

图3为本发明实施例提供的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置功能框图；

图4为本发明实施例提供的桥梁的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的桥梁处于变形状态的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的桥梁变形与轨道随机不平顺检测方法的流程图。

图标：100-动检车；200-服务器；300-网络；400-桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置；101-处理器；102-存储器；103-存储控制器；104-外设接口；105-轨道板；106-桥墩；107-桥跨；301-信息接收单元；302-滤波单元；303-桥梁参数识别单元；304-数据拟合单元；305-桥梁动态变形计算单元；306-轨道随机不平顺计算单元；307-轨道幅值指数计算单元；308-轨道板峰值因子计算单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提出的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法，本发明较佳实施例所提供的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法，可应用于如图1所示的应用环境中。如图1所示，动检车100、服务器200 位于网络300中，通过该网络300，动检车100与服务器200进行数据交互。于本发明实施例中，动检车100中安装有至少一个应用程序(Application，APP)，与服务器200相对应，为用户提供服务。该服务器 200可以是，但不限于，网络服务器、数据库服务器、云端服务器等等。该动检车100可以是，但不限于智能手机、个人电脑(personal computer， PC)、平板电脑、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)、移动上网设备(mobile Internet device，MID)等。所述动检车100的操作***可以是，但不限于，安卓(Android)***、IOS(iPhone operating system) ***、Windows phone***、Windows***等。

图2示出了一种可应用于本发明实施例中的服务器200的结构框图。服务器200包括桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置400、处理器101、存储器102、存储控制器103以及外设接口104。

存储器102、存储控制器103、处理器101以及外设接口104，各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置400包括至少一个可以软件或固件 (firmware)的形式存储于所述存储器102中或固化在所述动检车100的操作***(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器101 用于执行存储器102中存储的可执行模块，例如，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置400包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器102可以是，但不限于，随机存取存储器 (Random Access Memory，RAM)，只读存储器102Read Only Memory， ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器102用于存储程序，所述处理器101在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的服务器所执行的方法可以应用于处理器101中，或者由处理器101实现。

处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器101也可以是任何常规的处理器101 等。

外设接口104将各种输入/输出装置耦合至处理器101以及存储器 102。在一些实施例中，外设接口104、处理器101以及存储控制器103 可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

可以理解，图2所示的结构仅为示意，服务器200还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参阅图3，本发明实施例提供了一种桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置400，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置400包括信息接收单元301、滤波单元302、桥梁参数识别单元303、数据拟合单元304、桥梁动态变形计算单元305、轨道随机不平顺计算单元306、轨道幅值指数计算单元307以及轨道板峰值因子计算单元308。

其中，如图4所示，本发明实施例所说的桥梁是指高速铁路桥梁，通常采用32m或24m跨度的预应力混凝土箱梁简支梁结构，桥上铺设CRTS I、II或III型板式无砟轨道。例如，如图4所示，以某双向客运专线为例，该线共24座特大桥，其中包括简支梁桥1845跨，部分区段含24m 简支梁桥及连续梁桥。桥梁段轨道板105标准长度包括4.962m和3. 685m两种，跨度32.6m的桥梁中间布设5块4.962m轨道板105，两端布设2块3.685m轨道板105，轨道板105之间设置宽7cm的伸缩缝， 32.6m简支梁桥轨道板105布置。

信息接收单元301用于接收一动检车100发送的轨道高低不平顺数据曲线。

当动检车100在高速铁路桥梁行驶时，即可采集轨道高低不平顺数据曲线，并将几何形位数据曲线存储。该几何形位数据曲线主要由两部分组成：轨道本身的静态不平顺；由于车辆动荷载导致的刚度不平顺，两者共同表现为一个与线路里程有关的复杂随机过程。经发明人试验，路基地段的轨道高低不平顺数据曲线存在波长等于底座板和轨道板105跨度的周期性，而桥梁地段轨道高低不平顺数据曲线的存在波长等于桥梁跨度的周期性，因此本发明可以利用该特性对桥梁处于动态荷载下的不平顺进行检测。

滤波单元302用于在识别出每两个相邻的桥墩106的位置以及桥跨类型之前，对轨道高低不平顺数据曲线进行滤波。

桥梁区段的轨道高低不平顺数据曲线具有沿桥梁延伸方向分布的随机性，并且夹杂着由32m简支梁桥连续分布产生的周期性。通过沿桥梁延伸方向平均的方式可以在一定程度上减小随机不平顺的干扰，而使得线路本身的周期特性得到加强。

首先需要对采集到的轨道高低不平顺数据曲线进行预处理，预处理包括趋势项与异常值的剔除以及里程误差的处理。再者，由于从原始数据周期特性的周期性不强，因此，对轨道高低不平顺数据曲线进行滤波，而滤波后的轨道高低不平顺数据曲线，具有明显的近似32m的周期性波形，相邻波峰之间(或者相邻波谷之间)对应着一个周期的波形。

本实施例中，滤波单元302利用多通道移动平均滤波器对轨道高低不平顺数据曲线进行滤波，多通道移动平均滤波器通过多次滑动平均来实现对原始信号的平滑处理，其本质上是一种特殊的加权移动滤波器，在减弱随机误差的同时能较好地保持原有波形，相比于一般的低通滤波器可以获得十分光滑的波形，十分有利于发明实施例对于桥梁区段高低不平顺的特征提取。

桥梁参数识别单元303用于依据所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩106的位置以及桥跨类型。

具体地，所述桥梁参数识别单元303用于提取轨道高低不平顺数据的波峰点、波谷点并识别轨道高低不平顺数据曲线的形状，若识别到轨道高低不平顺数据曲线向下挠曲时，将波峰点确定为桥墩位置，若识别到轨道高低不平顺数据曲线上拱时，将波谷点确定为桥墩位置。

本实施例中，依据峰值-谷值估计算法及所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩106的位置。具体地，峰值-谷值估计算法通过提取轨道高低不平顺数据的波峰点、波谷点，通过二次函数曲线拟合识别轨道高低不平顺数据曲线的形状，并计算拟合优度判断桥墩位置是峰值或是谷值点。例如，若识别到轨道高低不平顺数据曲线向下挠曲时，将波峰点确定为桥墩位置，若识别到轨道高低不平顺数据曲线上拱时，将波谷点确定为桥墩位置。

具体地，所述桥梁参数识别单元303用于对预设定的置信范围及轨道高低不平顺数据曲线进行正态分布参数估计并计算标准差，若两个桥墩 106之间的距离(μ-2σ，μ+2σ)范围内时，则将该桥梁确定为与u对应的桥跨长度，其中，u为预设定的桥跨长度均值，σ为标准差。

上述的方式利用概率置信度判断准则具体推导如下：本实施例中，以 32m简支梁桥及24m简支梁桥为例，根据中心极限定理，假设获得的桥梁跨度估计值服从正太分布，假设对于24m简支梁桥预设定的置信范围为[20，28]，32m简支桥梁的预设定的置信范围为[28，36]，在上述两个区间内进行正太分布的参数估计，得到标准差σ1＝1.68，σ2＝2.0787，考虑到两种简支梁桥跨107度的准确值分别为32.7m与24.8m，所以取两种简支梁桥跨107度的均值分别为μ1＝32.7，μ2＝24.8，并依据上述得到的参数计算概率密度函数。

根据动检车100检测过程的里程记录原理，轨道高低不平顺数据不可避免的存在里程误差[12，13]，再考虑到轨道高低不平顺数据本身随机特性的影响，采用两倍标准差作为判断阈值，得到桥跨类型判断规则：桥梁跨度落在(μ1-2σ，μ1+2σ)范围内为32m简支梁桥，落在(μ2-2σ，μ2+2σ)范围内为24m简支梁桥。

数据拟合单元304用于对每两个相邻的桥墩106之间的桥跨107对应的轨道高低不平顺数据曲线进行二次曲线拟合，并计算得到拟合曲线。

桥梁动态变形计算单元305，用于依据拟合曲线包含的每两个相邻的桥墩106位置对应的拟合值、两个桥墩106的中点对应的拟合值计算桥梁动态变形。

具体地，如图5所示，所述桥梁动态变形计算单元305用于依据算式计算桥梁动态变形，其中，Ib为桥梁动态变形，Y*(0)为相邻的两个桥墩106的其中一个桥墩106位置对应的拟合值，Y*(n)为相邻的两个桥墩106的另一个桥墩106位置对应的拟合值，Y*(n/2)相邻的两个桥墩106的中点位置对应的拟合值。

其中，桥梁动态变形值的大小可以表征该桥跨107的简支梁桥在动荷载作用下的最大动态位移值，是表征该桥梁服役过程中的重要指标。

轨道随机不平顺计算单元306用于依据算式T_i＝Y_i-Y_i ^*计算轨道随机不平顺，其中，Y_i为轨道高低不平顺数据曲线，Y_i ^*为计算得到的拟合曲线，Ti为轨道随机不平顺。Yi与Yi*的差异表征为轨道板105导致的高低不平顺，即为轨道随机不平顺，是表征轨道板105在服役过程中的重要指标。

轨道幅值指数计算单元307用于依据算式计算轨道幅值指数，其中，I_σ,i为轨道幅值指数，Ti，j为第j个轨道板105的轨道随机不平顺，为轨道随机不平顺的平均值。I_σ,i表示第i跨简支梁桥的轨道幅值指数，轨道幅值指数越大表明轨道板105引起的不平顺幅值越大，轨道幅值指数表明了单个桥跨107的轨道板105引起轨道高低不平顺的幅值整体大小。

轨道板峰值因子计算单元308，用于依据算式 I_p,i＝max T_i,j-min T_i,j计算轨道板峰值因子，其中，I_p,i为轨道板峰值因子，max T_i,j为提取到的轨道随机不平顺最大值， minT_i,j为提取到的轨道随机不平顺最小值。峰值因子表征单个桥跨107 的轨道板105引起的最大高低不平顺幅值，需要说明的时，动检车100在运行时会记录里程，因此本发明实施例计算的峰值因子可准确定位到具体桥跨107的某一个轨道板105。

本发明实施例中，采用桥梁动态变形指标，可对全线高速铁路的所有特大桥中的每一跨简支梁桥进行评估，可将全线高速铁路所有特大桥动态变形以箱形图的方式表示，可得到全线高速铁路包含的特大桥桥梁统计分布情况，例如，最大变形值、最小变形值、平均值、异常值等。采用轨道幅值指数与峰值因子，也可对全线高速铁路的所有特大桥中的每一跨简支梁桥上轨道随机不平顺进行评估，以此锁定局部缺陷较大的轨道板105的里程位置，为高速铁路桥梁、轨道的科学养护维修提供重要的数据支撑。同时可以箱形图表示全线高速铁路包含的所有特大桥上的轨道幅值指数与峰值因子，从箱形图中可得到全线轨道随机不平顺的幅值水平，以及分布情况、浮动情况等。

本实施例中，该桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置400先依据轨道高低不平顺数据曲线、多通道移动平均滤波器、峰值-谷值估计、概率置信度判断准则实现桥梁桥跨的识别，并结合轨道高低不平顺数据曲线拟合优度实现桥梁墩台位置的确定，进而对两桥墩之间的轨道不平顺波形进行二次曲线拟合，通过拟合曲线计算提取桥梁的动态变形，通过剔除桥梁产生变形成分，从而得到轨道随机不平顺分量，通过幅值指数与峰值因子实现对轨道随机不平顺的检测与评估，最后，借助对桥梁动态变形与轨道幅值指数、峰值因子的历史演变规律，为高速铁路桥梁的科学养护维修提供重要的数据支撑。

请参阅图6，本发明实施例一种桥梁变形与轨道随机不平顺检测方法，需要说明的是，本发明实施例所提供的桥梁变形与轨道随机不平顺检测方法，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测方法包括：

步骤S501：接收一动检车100发送的轨道高低不平顺数据曲线。

可以理解地，利用信息接收单元301可以执行步骤S501。

步骤S502：对轨道高低不平顺数据曲线进行滤波。

可以理解地，利用滤波单元302可以执行步骤S502。

步骤S503：依据滤波后的轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩106的位置以及桥跨类型。

可以理解地，利用桥梁参数识别单元303可以执行步骤S503。

具体地，步骤S503包括：提取轨道高低不平顺数据的波峰点、波谷点并识别轨道高低不平顺数据曲线的形状，若识别到轨道高低不平顺数据曲线向下挠曲时，将波峰点确定为桥墩106的位置，若识别到轨道高低不平顺数据曲线上拱时，将波谷点确定为桥墩106的位置。对预设定的置信范围及轨道高低不平顺数据曲线进行正态分布参数估计并计算标准差，若两个桥墩106之间的距离(μ-2σ，μ+2σ)范围内时，则将该桥梁确定为与u对应的桥跨长度，其中，u为预设定的桥跨长度均值，σ为标准差。

步骤S504：对每两个相邻的桥墩106之间的桥跨107对应的轨道高低不平顺数据曲线进行二次曲线拟合，并计算得到拟合曲线。

可以理解地，利用数据拟合单元304可以执行步骤S504。

步骤S505：依据拟合曲线包含的每两个相邻的桥墩106位置对应的拟合值、两个桥墩106的中点对应的拟合值计算桥梁动态变形。

具体地，步骤S505包括：

依据算式计算桥梁动态变形，其中，Ib为桥梁动态变形，Y*(0)为相邻的两个桥墩106的其中一个桥墩106位置对应的拟合值，Y*(n)为相邻的两个桥墩106的另一个桥墩 106位置对应的拟合值，Y*(n/2)相邻的两个桥墩106的中点位置对应的拟合值。

可以理解地，利用桥梁动态变形计算单元305可以执行步骤S505。

步骤S506：依据算式T_i＝Y_i-Y_i ^*计算轨道随机不平顺，其中， Y_i为轨道高低不平顺数据曲线，Y_i ^*为计算得到的拟合曲线，Ti为轨道随机不平顺。

可以理解地，利用轨道随机不平顺计算单元306可以执行步骤S506。

步骤S507：依据算式计算轨道幅值指数，其中，I_σ,i为轨道幅值指数，Ti，j为第j个轨道板105的轨道随机不平顺，为轨道随机不平顺的平均值。

可以理解地，利用轨道幅值指数计算单元307可以执行步骤S507。

步骤S508：依据算式I_p,i＝max T_i,j-min T_i,j计算轨道板峰值因子，其中，I_p,i为轨道板峰值因子，max T_i,j为提取到的轨道随机不平顺最大值，min T_i,j为提取到的轨道随机不平顺最小值。

可以理解地，利用轨道板峰值因子计算单元308可以执行步骤S508。

其中，步骤S505～步骤S508没有先后顺序。

综上所述，本发明提供的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置与方法，首先依据所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩的位置以及桥跨类型；再对每两个相邻的桥墩之间的桥跨对应的轨道高低不平顺数据曲线进行二次曲线拟合，并计算得到拟合曲线；然后依据拟合曲线包含的每两个相邻的桥墩位置对应的拟合值、两个桥墩的中点对应的拟合值计算桥梁动态变形，从而实现了对高速铁路桥梁的服役状态进行评估，可以得知桥梁段轨道不平顺规律演变以及对桥梁状态历史进行对比，为高速铁路桥梁的科学养护维修提供重要的数据支撑。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM， Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置，其特征在于，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置包括：

信息接收单元，用于接收一动检车发送的轨道高低不平顺数据曲线；

桥梁参数识别单元，用于依据所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩的位置以及桥跨类型；

数据拟合单元，用于对每两个相邻的桥墩之间的桥跨对应的轨道高低不平顺数据曲线进行二次曲线拟合，并计算得到拟合曲线；

桥梁动态变形计算单元，用于依据拟合曲线包含的每两个相邻的桥墩位置对应的拟合值、两个桥墩的中点对应的拟合值计算桥梁动态变形。

2.根据权利要求1所述的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置，其特征在于，所述桥梁参数识别单元用于提取轨道高低不平顺数据的波峰点、波谷点并识别轨道高低不平顺数据曲线的形状，若识别到轨道高低不平顺数据曲线向下挠曲时，将波峰点确定为桥墩位置，若识别到轨道高低不平顺数据曲线上拱时，将波谷点确定为桥墩位置。

3.根据权利要求1所述的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置，其特征在于，所述桥梁参数识别单元用于对预设定的置信范围及轨道高低不平顺数据曲线进行正态分布参数估计并计算标准差，若两个桥墩之间的距离(μ-2σ，μ+2σ)范围内时，则将该桥梁确定为与u对应的桥跨长度，其中，u为预设定的桥跨长度均值，σ为标准差。

4.根据权利要求1所述的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置，其特征在于，所述桥梁动态变形计算单元用于依据算式计算桥梁动态变形，其中，I_b为桥梁动态变形，Y*(0)为相邻的两个桥墩的其中一个桥墩位置对应的拟合值，Y*(n)为相邻的两个桥墩的另一个桥墩位置对应的拟合值，Y*(n/2)相邻的两个桥墩的中点位置对应的拟合值。

5.根据权利要求1所述的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置，其特征在于，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置还包括：

轨道随机不平顺计算单元，用于依据算式T_i＝Y_i-Y_i ^*计算轨道随机不平顺，其中，Y_i为轨道高低不平顺数据曲线，Y_i ^*为计算得到的拟合曲线，T_i为轨道随机不平顺。

6.根据权利要求5所述的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置，其特征在于，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置还包括：

轨道幅值指数计算单元，用于依据算式计算轨道幅值指数，其中，I_σ,i为轨道幅值指数，T_i，j为第j个轨道板的轨道随机不平顺，为轨道随机不平顺的平均值。

7.根据权利要求5所述的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置，其特征在于，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置还包括：

轨道板峰值因子计算单元，用于依据算式I_p,i＝maxT_i,j-minT_i,j计算轨道板峰值因子，其中，I_p,i为轨道板峰值因子，maxT_i,j为提取到的轨道随机不平顺最大值，minT_i,j为提取到的轨道随机不平顺最小值。

8.根据权利要求1所述的桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置，其特征在于，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测装置还包括：

滤波单元，用于在识别出每两个相邻的桥墩的位置以及桥跨类型之前，对轨道高低不平顺数据曲线进行滤波。

9.一种桥梁变形与轨道随机不平顺检测方法，其特征在于，所述桥梁变形与轨道随机不平顺检测方法包括：

接收一动检车发送的轨道高低不平顺数据曲线；

依据所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩的位置以及桥跨类型；

对每两个相邻的桥墩之间的桥跨对应的轨道高低不平顺数据曲线进行二次曲线拟合，并计算得到拟合曲线；

依据拟合曲线包含的每两个相邻的桥墩位置对应的拟合值、两个桥墩的中点对应的拟合值计算桥梁动态变形。

10.根据权利要求9所述的桥梁变形与轨道随机不平顺检测方法，其特征在于，所述依据所述轨道高低不平顺数据曲线识别出每两个相邻的桥墩的位置以及桥跨类型的步骤包括：

提取轨道高低不平顺数据的波峰点、波谷点并识别轨道高低不平顺数据曲线的形状，若识别到轨道高低不平顺数据曲线向下挠曲时，将波峰点确定为桥墩位置，若识别到轨道高低不平顺数据曲线上拱时，将波谷点确定为桥墩位置。