基于同步提取短时Fourier变换的高铁钢轨波磨检测

基于同步提取短时Fourier变换的高铁钢轨波磨检测高铁钢轨波磨是指在高速列车行驶过程中，轨道与轮轨之间产生的相对位移和震动所导致的轨道表面不平整的现象。轨道的波磨问题会导致列车运行时出现不稳定、噪音

Fourier 基于同步提取短时变换的高铁钢轨波磨检测 高铁钢轨波磨是指在高速列车行驶过程中，轨道与轮轨之间产生的相对位移和震动所 导致的轨道表面不平整的现象。轨道的波磨问题会导致列车运行时出现不稳定、噪音 增大、车轮和轨道磨损加剧等影响。因此，对高铁钢轨进行波磨检测以及相关问题的 研究具有重要意义。 在波磨检测中，短时Fourier变换（STFT）被广泛应用。STFT是对信号进行时频分析 的一种方法，能够在时间和频率上同时提供信号的信息。通过对高铁钢轨振动信号进 行STFT分析，我们可以获取轨道波磨的时域和频域特征，从而判断波磨的发生位置 和程度。 为了进行波磨检测，首先需要获取高铁钢轨的振动信号。在实际应用中，可以利用振 动传感器等设备对钢轨进行监测，获取到的振动信号可以用来进行后续的分析和处 理。然后，将获取到的振动信号进行预处理，如滤波去噪和采样率调整等，以提高信 号质量和准确性。 接下来是对预处理后的振动信号进行STFT分析。STFT的基本原理是将信号分成多个 时间窗口，在每个时间窗口上进行傅里叶变换得到频域信息。通过对不同时间窗口上 的频谱图进行叠加，可以得到整个信号的时频特征。在高铁钢轨波磨检测中，可以使 用窗宽相对较短的窗口，以获取更精细的时频特征。 针对高铁钢轨波磨检测，STFT的应用有以下优势： 1.提供了时域和频域的信息：STFT可以同时提供信号在时间和频率上的特征，有助于 更全面地理解波磨问题。 2.适用于非平稳信号：高铁钢轨振动信号通常是非平稳信号，而STFT能够在短时间 内对信号进行分析，适用于这种非平稳性。 3.提供了波磨的时频特征：通过对STFT的结果进行进一步处理，可以获取到波磨的 时域和频域特征，用于对波磨的位置和严重程度进行判断。 4.可扩展性强：STFT的参数可以进行调节，以适应不同的检测需求。可以根据具体情 况选择不同的窗口长度和重叠比例等参数，获取更准确的结果。 然而，在使用STFT进行高铁钢轨波磨检测时，也存在一些问题和挑战。例如，STFT 分析的窗口选择和参数调节需要根据具体的应用场景和信号特点进行优化。同时，在 高铁列车行驶过程中，因环境噪音和其他干扰因素的存在，得到的振动信号可能具有