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中国铁道科学2025年第02期:重载小半径曲线钢轨超声A显滤波算法研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张江涛;曹源;王峰;孙永奎;宿帅;安运通;

单位:北京交通大学自动化与智能学院;兰州交通大学自动化与电气工程学院;北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心;

摘要:重载铁路小半径曲线段的复杂环境会将大量噪声引入超声探伤A显波形中,导致B显成像点密集,进而引发伤损误判。为有效去除噪声,提出一种基于掩码的小波阈值算法。首先,以小半径曲线钢轨轨头核伤检测为例,采用小波层相关算法对多时频尺度波形进行特征提取,并记录特征点坐标;其次,对时频图应用K均值聚类算法,确定具有多时频尺度特征的簇中心坐标;然后,通过关联计算将小波层相关结果与时频图聚类结果进行比较,保留坐标一致的点作为特征提取结果,并据此采用基于掩码的小波阈值算法对A显波形进行滤波处理,通过伤损成像评价滤波效果。结果表明:该算法在保证伤损检出率的前提下,较原始成像算法和低通滤波器,B显成像点数量分别降低了69.91%和39.15%,有效减少了噪声对A显波形的干扰,并保持了较高的检出率,为小半径曲线B显图像伤损辨识问题提供了有效的解决方案。

关键词:重载铁路;;超声探伤;;小半径曲线;;小波分析;;滤波

基金资助:国家重点研发计划项目(2021YFF0501102);; 国家自然科学基金资助项目(U2368202,52372308,52202392,52022010,U22A2046,52172322);; 北京交通大学基本科研业务费资助项目(2024JBMC038)