本發(fā)明屬于橋梁健康監(jiān)測技術(shù)，具體涉及一種基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1、伸縮縫是橋梁梁端之間的重要連接部件，對橋梁端部伸縮及防水起著重要作用。伸縮縫裝置是橋粱結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，理想的伸縮縫裝置必須滿足上部結(jié)構(gòu)梁與梁之間和梁與臺之間的位移；伸縮縫裝置的錨固是牢固可靠、經(jīng)久耐用的，能夠抵抗機械磨損、碰撞；車輛行駛平穩(wěn)、舒適；能防止雨水和垃圾滲入；安裝方便、簡單，易檢查且便于養(yǎng)路工操作。
2、隨著交通量的增加和汽車載重量的增大，橋面伸縮縫由于設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱部位，直接承受車輪荷載的反復(fù)沖擊作用，而且長期暴露在大自然中，所處環(huán)境比較惡劣，因材料的磨損和疲勞，以及混凝土面板或梁的結(jié)合強度不夠，是橋梁結(jié)構(gòu)最易遭到破壞而又較難修復(fù)的部位。
3、由于線路級橋梁伸縮縫數(shù)量較多，通行車輛的橋梁伸縮縫的維護(hù)目前只能靠人工去檢查，這種難度較大，比較費時，由于線路較長，不便于人工進(jìn)行長距離的檢查，大部分高速公路處于封閉管理，車速較快，人工長距離行走檢查比較危險。因此，發(fā)明一套伸縮縫的病害識別裝置顯得十分重要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決橋梁伸縮縫人工檢查成本高、效率低、危險程度高的問題，在本發(fā)明的第一方面提供了一種基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷系統(tǒng)，包括：傳感器，設(shè)置在橋梁伸縮縫處，用于獲取車輛通過橋梁伸縮縫的聲音信號和振動信號；網(wǎng)關(guān)，用于基于振動信號判斷車輛是否通過橋梁伸縮縫；提取車輛在通過橋梁伸縮縫時的聲音信號的時域特征、頻域特征，以及振動信號的時域特征、頻域特征；根據(jù)所述聲音信號的時域特征、頻域特征，以及振動信號的時域特征、頻域特征，判斷橋梁伸縮縫是否發(fā)生故障。
2、在本發(fā)明的一些實施例中，所述網(wǎng)關(guān)包括：第一判斷模塊，用于基于振動信號判斷車輛是否通過橋梁伸縮縫；提取模塊，用于提取車輛在通過橋梁伸縮縫時的聲音信號的時域特征、頻域特征；第二判斷模塊，用于根據(jù)所述聲音信號的時域特征和頻域特征，以及振動信號的時域特征和頻域特征，共同判斷橋梁伸縮縫是否發(fā)生故障。
3、進(jìn)一步的，所述第一判斷模塊包括：識別單元，用于識別車輛通過橋梁伸縮縫的時間和通行次數(shù)；判斷單元，用于根據(jù)伸縮縫的振動均值的閾值，判斷每個已識別車輛是否通過伸縮縫。
4、進(jìn)一步的，所述提取模塊包括：第一提取單元，用于提取車輛在通過橋梁伸縮縫時的聲音信號的幅值、頻率和功率譜向量；第二提取單元，用于提取車輛在通過橋梁伸縮縫時的振動信號的最大加速度、頻率和功率譜向量。
5、優(yōu)選的，所述第二判斷模塊包括：第一判斷單元，用于將所述聲音信號的功率譜值向量大于第一閾值，作為第一條件；第二判斷單元，用于將所述振動信號的功率譜值向量大于第二閾值的比較結(jié)果，作為第二條件；第三判斷單元，用于基于第一條件和第二條件，共同判斷橋梁伸縮縫是否發(fā)生故障。
6、更進(jìn)一步的，所述根據(jù)第一條件和第二條件判斷橋梁伸縮縫是否發(fā)生故障包括：若第一條件和第二條件同時滿足時，則判斷橋梁伸縮縫發(fā)生故障。
7、本發(fā)明的第二方面，提供了一種基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷方法，包括：獲取車輛通過橋梁伸縮縫的聲音信號和振動信號；基于振動信號判斷車輛是否通過橋梁伸縮縫；提取車輛在通過橋梁伸縮縫時的聲音信號的時域特征、頻域特征，以及振動信號的時域特征、頻域特征；根據(jù)所述聲音信號的時域特征、頻域特征，以及振動信號的時域特征、頻域特征，判斷橋梁伸縮縫是否發(fā)生故障。
8、進(jìn)一步的，所述提取車輛在通過橋梁伸縮縫時的聲音信號的時域特征、頻域特征，以及振動信號的時域特征、頻域特征包括：提取車輛在通過橋梁伸縮縫時的聲音信號的幅值、頻率和功率譜向量；提取車輛在通過橋梁伸縮縫時的振動信號的最大加速度、頻率和功率譜向量。
9、本發(fā)明的第三方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：一個或多個處理器；存儲裝置，用于存儲一個或多個程序，當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)本發(fā)明在第二方面提供的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷方法。
10、本發(fā)明的第四方面，提供了一種計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其中，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)本發(fā)明在第二方面提供的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷方法。
11、本發(fā)明的有益效果是：
12、本方案通過獲取橋梁伸縮縫的聲音和振動指標(biāo)，通過對比聲音的大小，頻率范圍以及振動大小和頻率范圍，通過與伸縮縫病害庫信息進(jìn)行對比，完成伸縮縫病害識別。
1.一種基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)關(guān)包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述第一判斷模塊包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述提取模塊包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述第二判斷模塊包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)第一條件和第二條件判斷橋梁伸縮縫是否發(fā)生故障包括：
7.一種基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷方法，其特征在于，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷方法，其特征在于，所述提取車輛在通過橋梁伸縮縫時的聲音信號的時域特征、頻域特征，以及振動信號的時域特征、頻域特征包括：
9.一種電子設(shè)備，包括：一個或多個處理器；存儲裝置，用于存儲一個或多個程序，當(dāng)所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項所述的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷方法。
10.一種計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其中，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項所述的基于伸縮縫聲紋和振動的故障診斷方法。