钢轨超声波探伤信号的处理及分析

徐平军

摘要：我国高速铁路系统已成为世界上运营里程最长、集成能力最强、在建规模最大、系统技术最全的国家。随着我国铁路技术的不断发展，我国铁路既有线提速及重载和高铁的发展，钢轨负荷逐渐增加，安全问题也日益突显。为了分析钢轨的伤损，找出有效问题，运用有效的措施，延长钢轨的使用时间，是确保行车正常运行的必要手段。

关键词：钢轨超声波;无损检测;钢轨探伤

引言

本文从基本课题探讨到了解课题的目的及意义，还提出了具体措施，对钢轨超声波探伤信号的处理及分析采用通过计算小波包节点能量作为提取缺陷特征的初步方法。本文提出优化LDA算法以及优化类概率密度法，最后通过利用优化类概率密度法实现特征值的降维，完成缺陷识别的初步工作。

一、课题概述

铁路是我国经济发展的重要线，也是21世纪中国值得走向世界的优秀新技术，是国民基础工作设施和大众化的交通工具。然而，由于我国是人口大国，长期潜在的问题，造成了超负荷运行，运输密度过高、运输要求也在不断增长，钢轨的运用范围广，也逐渐呈现出了多样性，危害行车安全，对高速铁路的安全也造成了一定的危害。

因此为了保护我国人民自身的安全，维持我国经济的平稳运行，新钢轨的探究就显得极为重要，它的检查新机制及寻找器材限制，因此针对钢轨探伤的研究对于我国人民的自身安全，国家经济的稳定发展具有重要意义。钢轨探伤主要包括新钢轨探伤和在在役的钢轨检测主要任务是鋼轨服役过程中产生的各种疲劳缺陷。其中最主要的比如起源于轨头内部细小裂纹的轨头核伤，由于线路养护不良，钢轨本身设计不合理而形成的螺纹裂孔以及其他方向的裂纹等。

二、课题的目的及意义

我国与其他各国在技术上的发展还有一定的差距，发达国家由于工业革命带来的影响，早在100多年前就对城市轨道交通建设有所研究，已经拥有了较为完善的培训体系和模式。以工业发展方面科学严谨的德国为例，德国的企业与高校等科研机构的合作方面始终走在世界的前列，技术性大学和各种研究所，一起为在校大学生和企业员工进行培训，保证了人才的培训和输送。我国的城市交通行业在近年来也随着城市的实际发展需求迅速扩大规模，但由于发展较晚，各类人才的需求缺口大，以我国的天津市为例，根据天津市长期规划未来十年内相关行业至少需要再纳入一万名专业人才。由此看来，交通行业带动了相关行业的发展。轨道交通行业与零件制造行业的专业人才也比较稀缺，人才培养模式目前还处于滞后状态，已处于交通行业的员工在培训的过程中，也遭遇了很大的压力，各岗位的工作特点，职业能力规划等相关研究比较少见应用高级专业人才，且在人才需求培养方面国内没有可借鉴的样本，机会总是与努力并存，国内城市交通行业的迅猛发展，在带来机遇的同时，也带来了不小的挑战。

提高检测方法的准确性，虽然存在不同的检测方法，但要找到最合理的检测方法，才能解决问题，针对钢轨重载这一情况的加剧而研究一种高效的钢轨探伤系统从而缓解铁路检测部门的压力，保障人民生命及国家财产安全。针对于钢轨的无损检测，国内外多采用超声波探伤法，尤其是高速钢轨探伤车的出现，大大提高了钢轨探伤效率。许国国家已经制定探伤车提速计划，我国对此方面的关注更加迫切，我国铁道部早已将新一代高速探伤车的计划提上日程，可见，钢轨超声波高速探伤已经成为钢轨无损检测的发展趋势。近年来，针对铁路钢轨的无损检测，国内外的无损检测学者也针对超声波检测方法进行了深入的研究，主

三、具体战略措施

1、突出专业特色，明确应用型高级专门人才的培养目标。学校在开设有关铁路相关的课程之初，就应该做好具体的定位目标，坚持实践办学理念，引导学生不仅要取得毕业证书，还要考取国家相关的职业资格证。突出专业特色，在思想上：应该具备良好的公民素质和道德标准，还要具有很强的社会责任感;在实际学习中，同学之间可以形成良性竞争，有共同合作意识，也要培养个人的实践能力和创新精神，增强德智体美等方面全面发展，熟知基本理论知识，能在铁路交通相关领域提出自己独特的见解，为将来的就业打下良好的基础。

2、基于校企联合的人才培养

铁路交通行业离不开实践的结合，因此相关院校在进行校园选址时，应该结合学校本身的资源以及当地相关企业能够创造的条件，通过有效的校企合作模式，增强学生的实践课操作能力。校方可以开启和企业联合的模式，让学生在学好理论基础的前提下，多和企业专业人才进行交流，增强他们对课堂知识的深入理解，也可将优秀人才引入企业实习岗位。这样一来就大大增强了学生的实践能力，也增强了能和优秀前辈学习的机会，还可将本专业学到的知识和实践相结合，这样才能更好地培养出符合建设和运营方要求的合格人才。根据铁路交通行业对专业人才的需求，以此标准性的，灵活性的开设课程和教学方法，这样具有针对性的培养方式，能使教出来的人才，更加贴合企业的需求，更好的适应工作岗位，推动行业的整体发展。企业的发展需要前瞻性，因此，企校合作对于人才种类的需求，扩大了企业定制人才要求，校方可以根据自己的需要定制和培养企业所需要的人才。学校在教学过程中也应该制定合理的课程和具体的考核标准，尽力让学生的各项综合能力能够满足企业的切实需求。

3、健全服务创新型人才培养机制

学校要建立新型的考察机制，可建立弹性学制，以学生管理为主，学年制管理为辅的教学管理制度，不断完善学校考察体系，用人单位和实习企业对学生的考核标准也可不断优化，完善内部考核机制，提出更适用于学生的考核方式，完善考核内容与教学测评的适用性，由学校和企业共同来考核学生，建立出一套更为专业的管理制度，最大程度上健全服务创新型人才的培养机制。

4、学校可以和企业签订合同，这样学校和企业就成为了利益共同体，

良好的教材是课程的灵魂，也是关乎能够培养出优质人才的领路兵。但目前的现状是，道路交通车辆专业在我国是一个新兴迅猛发展的专业，很多院校才开始发展这一专业，因此缺乏经典的教材，大多数学校对本专业的关注度也不够，学校可以采取走出去战略多和交通企业的专家以及相关科研人才配合，共同为学生们编写教材，也可增加选修课和特别讲座的形式，多向学生介绍此专业相关的知识，能让学生在增强专业领域知识的同时，增强专业技能水平，为交通行业补充优秀的新人血液。

5、实现超声波技术的全面智能，超声波技术有其独特的技术优势，尤其在钢轨探伤的运用上，能够及时发现损伤并能对它进行修复，给予我们乘客安全感和满足感。

五、结束语

超声波探伤技术凭借其独特的优势，得到了广泛应用，尤其在钢轨探伤工作中受到了极大的重视。利用超声波无损探伤技术，能够及时发现钢轨中的损伤所在并可以及时进行修理，保障了铁路运输和乘客的安全，完善理论教学和实践教学体系，以培养卓越的工程师为目标，通过各方合作，来提升学生的专业实力，拓宽就业渠道，强化就业质量。

参考文献

[1]于威钢轨超声波探伤信号的处理及分析[D].哈尔滨理工大学2017.

[2]李锦牟国义马铁雷钢轨探伤漏检螺孔裂纹的原因分析和应对措施J]铁道建筑201911：14.