一种道床脏污状态的确定方法、装置、设备和存储介质与流程

1.本发明涉及轨道检测领域，特别地，涉及一种道床脏污状态的确定方法、装置、设备和存储介质。


背景技术：

2.碎石道床是铁路轨道的重要结构形式，碎石道床的状态影响铁路线路的运输速度、安全及舒适性等。随着碎石道床服役时间的增加，道砟破裂粉化，道床脏污不断积累，道床状态不断恶化。由于缺乏快速且准确的道床脏污检测手段，依据现行的《普速铁路线路修理规则》，确定碎石道床的大修周期的主要依据为线路通过总重，并根据不洁率是否大于25％(枕盒底边向下100mm处取样)评定结果适当调整。
3.由于线路通过总重是累计通过某线路的列车及货物总质量，该参数与道床脏污并没有直接关联，但在技术不允许的情况下，轨道研究、管理及工务部门只能采用通过总重来推断道床脏污。但是，道床脏污实际上与线路所处环境(如风沙、多雨等)、路基土材质、路基密实度、列车荷载(列车荷载的累计效果就是通过总重)等多因素相关，因此，单纯的通过总重无法反应道床状态。
4.基于上述道床脏污状态的确定方法进行道床大修决策，容易造成道床的欠修或过度修，因此现在亟需一种道床脏污状态的确定方法，能够较高准确度的确定道床脏污状态，提高道床维修时的决策精准度。


技术实现要素：

5.本文实施例的目的在于提供一种道床脏污状态的确定方法、装置、设备和存储介质，能够较高准确度的确定道床脏污状态，提高道床维修时的决策精准度。
6.为达到上述目的，一方面，本文实施例提供了一种道床脏污状态的确定方法，包括：
7.获取目标里程的道床对应的雷达回波信号；
8.根据所述雷达回波信号，确定道床脏污状态的表征值序列；
9.根据所述表征值序列，确定所述目标里程对应的选定表征值，其中所述选定表征值用于代表所述目标里程的表征值序列；
10.将所述选定表征值在目标里程中的位置点对应的实际脏污率与所述选定表征值进行关联，得到道床脏污模型；
11.根据所述道床脏污状态的表征值序列，以及所述道床脏污模型，确定所述目标里程的道床对应的道床脏污状态。
12.优选的，所述获取目标里程的道床对应的雷达回波信号进一步包括：
13.通过雷达测试系统对目标里程的道床进行采样，获取目标里程中每一位置点对应的雷达回波信号；
14.所述根据所述雷达回波信号，确定道床脏污状态的表征值序列进一步包括：
15.根据所述目标里程中每一位置点对应的雷达回波信号，确定所述雷达回波信号在每一位置点处设定道床深度的信号时域扫描面积；
16.将所述雷达回波信号在每一位置点处道床深度上的信号时域扫描面积作为该位置点处对应的表征值；
17.整合所述目标里程中所有位置点对应的表征值，得到所述目标里程对应的表征值序列。
18.优选的，所述根据所述目标里程中每一位置点对应的雷达回波信号，确定所述雷达回波信号在每一位置点处设定道床深度的信号时域扫描面积进一步包括：
19.根据所述目标里程中每一位置点对应的雷达回波信号，确定所述雷达回波信号在每一位置点处设定道床深度的采样点序列，以及所述采样点序列中相邻两个采样点之间的时间差；
20.根据所述采样点序列中每一采样点对应的雷达回波信号幅值以及所述时间差，计算所述每一采样点的信号时域扫描面积；
21.整合所述采样点序列中每一采样点的信号时域扫描面积，得到所述采样点序列对应的位置点处设定道床深度的信号时域扫描面积。
22.优选的，根据所述表征值序列，确定所述目标里程对应的选定表征值，其中所述选定表征值用于代表所述目标里程的表征值序列进一步包括：
23.根据所述表征值序列，确定多级选取区间，其中所述多级选取区间按照表征值由小至大对所述表征值序列进行了多级划分；
24.由所述多级选取区间的每一级中分别选取选定表征值，得到所述目标里程对应的选定表征值。
25.优选的，所述根据所述表征值序列，确定多级选取区间进一步包括：
26.根据所述表征值序列和所述多级选取区间的级数，确定区间长度；
27.将所述表征值序列中的表征值由小至大进行等区间长度的划分，得到多级选取区间。
28.优选的，所述由所述多级选取区间的每一级中分别选取选定表征值，得到所述目标里程对应的选定表征值进一步包括：
29.由所述多级选取区间的每一级中分别选取一个第一选定表征值；
30.将与所述第一选定表征值相邻位置点对应的表征值确定为第二选定表征值，将所述第一选定表征值和所述第二选定表征值确定为该级选取区间对应的选定表征值。
31.优选的，所述由所述多级选取区间的每一级中分别选取选定表征值，得到所述目标里程对应的选定表征值进一步包括：
32.由所述多级选取区间的每一级中分别选取多个选定表征值，得到所述目标里程对应的选定表征值。
33.优选的，所述将所述选定表征值在目标里程中的位置点对应的实际脏污率与所述选定表征值进行关联，得到道床脏污模型进一步包括：
34.建立所述实际脏污率与所述表征值序列之间的函数关系；
35.将所述选定表征值在目标里程中的位置点对应的实际脏污率与所述选定表征值代入所述函数关系中，求解得到道床脏污模型。
36.另一方面，本文实施例提供了一种道床脏污状态的确定装置，所述装置包括：
37.获取模块，用于获取目标里程的道床对应的雷达回波信号；
38.序列确定模块，用于根据所述雷达回波信号，确定道床脏污状态的表征值序列；
39.表征值确定模块，用于根据所述表征值序列，确定所述目标里程对应的选定表征值，其中所述选定表征值用于代表所述目标里程的表征值序列；
40.模型确定模块，用于将所述选定表征值在目标里程中的位置点对应的实际脏污率与所述选定表征值进行关联，得到道床脏污模型；
41.脏污确定模块，用于根据所述道床脏污状态的表征值序列，以及所述道床脏污模型，确定所述目标里程的道床对应的道床脏污状态。
42.又一方面，本文实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时，执行上述任意一项所述方法的指令。
43.又一方面，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行根据上述任意一项所述方法的指令。
44.由以上本文实施例提供的技术方案可见，本文实施例确定道床脏污状态的表征值序列后由表征值序列中选取一些具有代表性的选定表征值，并确定选定表征值在目标里程中的位置点处的实际脏污率。将实际脏污率与选定表征值关联起来后，能够得到道床脏污模型，将表征值序列代入道床脏污模型中，即可确定目标里程的道床对应的道床脏污率，进而可以较高准确度的确定道床脏污状态，提高道床维修时的决策精准度。
45.为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
46.为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1示出了本文实施例提供的一种道床脏污状态的确定方法的流程示意图；
48.图2示出了本文实施例提供的用于表示雷达天线的安装位置的示意图；
49.图3示出了本文实施例提供的用于确定道床脏污状态的表征值序列的流程示意图；
50.图4示出了本文实施例提供的用于确定所述雷达回波信号在每一位置点处设定道床深度的信号时域扫描面积的流程示意图；
51.图5示出了本文实施例提供的用于表示设定道床深度的采样点序列的示意图；
52.图6示出了本文实施例提供的用于对表征值序列进行校准的流程示意图；
53.图7示出了本文实施例提供的用于根据表征值序列，确定目标里程对应的选定表征值的流程示意图；
54.图8示出了本文实施例提供的用于根据表征值序列，确定多级选取区间的流程示
意图；
55.图9示出了本文实施例提供的用于得到目标里程对应的选定表征值的流程示意图；
56.图10示出了本文实施例提供的用于表示多级选取区间中每一级的第一选定表征值的示意图；
57.图11示出了本文实施例提供的用于在每一级中选取一个第一选定表征值的流程示意图；
58.图12示出了本文实施例提供的用于得到道床脏污模型的流程示意图；
59.图13示出了本文实施例提供的用于确定实际脏污率时取样孔处所需的围护设备示意图；
60.图14示出了本文实施例提供的一种道床脏污状态的确定装置的模块结构示意图；
61.图15示出了本文实施例提供的计算机设备的结构示意图；
62.图16示出了本文实施例提供的第一试验设备的整体结构示意图；
63.图17示出了本文实施例提供的第二试验设备的整体结构示意图。
64.附图符号说明：
65.1、第一支架；
66.2、金属板；
67.3、第一连杆；
68.4、第一天线；
69.5、第一连接件；
70.6、第二支架；
71.7、标准道砟模型箱；
72.8、第二连杆；
73.9、第二天线；
74.10、第二连接件；
75.100、获取模块；
76.200、序列确定模块；
77.300、表征值确定模块；
78.400、模型确定模块；
79.500、脏污确定模块；
80.1502、计算机设备；
81.1504、处理器；
82.1506、存储器；
83.1508、驱动机构；
84.1510、输入/输出模块；
85.1512、输入设备；
86.1514、输出设备；
87.1516、呈现设备；
88.1518、图形用户接口；
89.1520、网络接口；
90.1522、通信链路；
91.1524、通信总线。
具体实施方式
92.下面将结合本文实施例中的附图，对本文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文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。
93.线路通过总重是累计通过某线路的列车及货物总质量，该参数与道床脏污并没有直接关联，但在技术不允许的情况下，轨道研究、管理及工务部门只能采用通过总重来推断道床脏污。但是，道床脏污实际上与线路所处环境(如风沙、多雨等)、路基土材质、路基密实度、列车荷载(列车荷载的累计效果就是通过总重)等多因素相关，因此，单纯的通过总重无法反应道床状态。
94.为了解决上述问题，本文实施例提供了一种道床脏污状态的确定方法。图1是本文实施例提供的一种道床脏污状态的确定方法的步骤示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。
95.参照图1，一种道床脏污状态的确定方法，包括：
96.s101：获取目标里程的道床对应的雷达回波信号；
97.s102：根据所述雷达回波信号，确定道床脏污状态的表征值序列；
98.s103：根据所述表征值序列，确定所述目标里程对应的选定表征值，其中所述选定表征值用于代表所述目标里程的表征值序列；
99.s104：将所述选定表征值在目标里程中的位置点对应的实际脏污率与所述选定表征值进行关联，得到道床脏污模型；
100.s105：根据所述道床脏污状态的表征值序列，以及所述道床脏污模型，确定所述目标里程的道床对应的道床脏污状态。
101.铁路里程指的是进行客货运输业务的铁路正线长度，本文中所述的目标里程指的是需要进行道床脏污状态评价的部分铁路里程。雷达回波信号指的是通过雷达测试系统向道床发射雷达信号后，道床反射产生的回波信号，由于不同的脏污情况所产生的雷达回波信号不同，因此雷达回波信号在一定程度上可以反映道床脏污状态，根据雷达回波信号可以确定道床脏污状态的表征值序列，进而通过表征值序列来表征道床的脏污情况。
102.需要说明的是，此处的表征值序列只是表征在目标里程中道床脏污状态的变化情况，例如在目标里程中的a、b两点，a点处的雷达回波信号强于b点，则a点处的道床脏污率也高于b点，即由雷达回波信号得到的表征值序列只能相对的反应目标里程中的道床脏污状态，但无法绝对的确定道床脏污率。
103.因此，进一步的可以由表征值序列中选取一些具有代表性的选定表征值，并确定
选定表征值在目标里程中的位置点处的实际脏污率。将实际脏污率与选定表征值关联起来后，能够得到道床脏污模型，将表征值序列代入道床脏污模型中，即可确定目标里程的道床对应的道床脏污率，脏污率含义为脏污颗粒质量占总质量的比重，总质量为脏污颗粒质量和非脏污颗粒质量的总和，道床脏污率越高代表道床的脏污情况越严重，进而可以较高准确度的确定道床脏污状态，提高道床维修时的决策精准度。
104.在本文实施例中，所述获取目标里程的道床对应的雷达回波信号进一步包括：
105.通过雷达测试系统对目标里程的道床进行采样，获取目标里程中每一位置点对应的雷达回波信号；
106.具体的，雷达测试系统包括主控单元、距离编码器和雷达天线；其中主控单元与雷达天线连接，主控单元向雷达天线发送发射指令并接收雷达天线发送的雷达回波信号，雷达天线接收所述发射指令后发射雷达信号，并接收雷达回波信号，将所述雷达回波信号发送至主控单元。在本文实施例中，雷达测试系统在目标里程进行采样的过程中沿目标里程被推行前进，距离编码器每转动一定距离，雷达测试系统采集一次，沿着目标里程距离编码器转动多次，雷达测试系统采集目标里程上多个位置点处的雷达回波信号。
107.进一步的，为了更准确的确定道床脏污情况，在进行采样时需要确保1.环境条件：为尽量降低含水对采样结果的影响，最近一次降雨距离采样当天至少10天。2.线路条件：为保证道床脏污来源一致性，所检测线路应具有同一种货物类型及较为接近的环境条件(降雨、风沙、基床等)；双线铁路应包含上下行，目标里程总体不应小于10km；目标里程中应包含桥涵、隧道等线路结构。
108.参照图2，雷达测试系统安装在可沿目标里程移动的连接工装上，保持雷达天线位于钢轨外侧的枕端位置，如图2中所示的两个天线位置中任择其一即可，使雷达天线底端与钢轨顶端之间的距离为设定距离，并确保在移动连接工装时天线位于铁路车辆限界内，其中设定距离可以根据实际工况进行设定，可以为190mm，铁路车辆限界是指为保证运输安全而制定的建筑物、设备与机车车辆相互间在线路上不能逾越的轮廓尺寸线。
109.参照图3，所述根据所述雷达回波信号，确定道床脏污状态的表征值序列进一步包括：
110.s201：根据所述目标里程中每一位置点对应的雷达回波信号，确定所述雷达回波信号在每一位置点处设定道床深度的信号时域扫描面积；
111.s202：将所述雷达回波信号在每一位置点处道床深度上的信号时域扫描面积作为该位置点处对应的表征值；
112.s203：整合所述目标里程中所有位置点对应的表征值，得到所述目标里程对应的表征值序列。
113.参照图4，具体的，在本文实施例中，所述根据所述目标里程中每一位置点对应的雷达回波信号，确定所述雷达回波信号在每一位置点处设定道床深度的信号时域扫描面积进一步包括：
114.s301：根据所述目标里程中每一位置点对应的雷达回波信号，确定所述雷达回波信号在每一位置点处设定道床深度的采样点序列，以及所述采样点序列中相邻两个采样点之间的时间差；
115.s302：根据所述采样点序列中每一采样点对应的雷达回波信号幅值以及所述时间
差，计算所述每一采样点的信号时域扫描面积；
116.s303：整合所述采样点序列中每一采样点的信号时域扫描面积，得到所述采样点序列对应的位置点处设定道床深度的信号时域扫描面积。
117.参照图5，采集到目标里程中每一位置点对应的雷达回波信号后，该些雷达回波信号构成n行m列的矩阵，n为雷达测试系统采样点数，n取值一般为512或1024，如图5所示n取值为512；m为采集道数，相邻采集道间距离为δd，一般而言δd取值范围为5～20cm，mδd为目标里程。可以理解的是：对目标里程来说，在每一位置点发射一次雷达信号并采集该位置点的雷达回波信号，通过转动距离编码器，在下一位置点发射一次雷达信号并采集该位置点的雷达回波信号，其中两个相邻位置点之间的距离即为δd，每一位置点对应一个采集道，整个目标里程中共有m个采集道。对于某一个位置点来说，在该位置点处通过雷达天线发射雷达信号，雷达信号历经：空气-轨枕-道床内部，经由道床内部的碎石反射后生成雷达回波信号，雷达回波信号历经：道床内部-轨枕-空气，然后被雷达天线接收。将接收到的时间窗内的雷达回波信号按照采样点数进行划分，即可得到在该位置点处沿道床深度方向上的雷达回波信号，其中某一采样点代表在该位置点处某一深度，时间窗一般为15～25ns，发射雷达信号后开始接收雷达回波信号，共接收15～25ns的雷达回波信号。
118.根据实际工况，只需要确定道床深度中设定道床深度对应的雷达回波信号，例如只需要采集轨枕底面以下30cm内的回波信号段，则需要确定接收到的雷达回波信号中设定道床深度的回波信号段，即30cm内的采样点数据。
119.具体方法为：综合考虑雷达天线距轨枕距离(信号在空气中传播)la、轨枕厚度ls、道床内传播距离lb＝30cm，以及雷达发射频率和在空气、轨枕及道床中的传播速度va、vs、vb。参照图5所示，可得到设定道床深度所对应雷达采样点序列为s
t
～sb：
[0120][0121][0122]
δt为相邻两个采样点之间的时间差，δt＝t/[2
×
(n-1)]，其中，n为采样点数目，n个采样点将雷达回波信号划分为n-1段，t为时间窗，由于时间窗t对应的是由发射雷达信号至接收雷达回波信号的时间，因此是信号的往复时间，t需要除以2，得到的才是雷达回波信号的传播时间，进而得到设定道床深度对应的一系列的采样点构成的采样点序列。
[0123]
采样点序列中某一采样点的信号时域扫描面积时即为该采样点的雷达回波信号与时间轴所围成的面积，具体的可以以时间为横坐标，信号幅值为纵坐标，将采样点的雷达回波信号幅值与时间差相乘，得到该采样点的信号时域扫描面积。整合采样点序列中每一采样点的信号时域扫描面积，得到对应位置点处设定道床深度的信号时域扫描面积。本文通过对多个采样点的信号时域扫描面积进行积分，用每一位置点处采样点序列中所有采样点的雷达回波信号与时间轴所围成的面积之和，来近似计算该位置点处设定道床深度的信号时域扫描面积，使得计算的准确度更高。将某一位置点处信号时域扫描面积作为该位置点处对应的表征值，整合目标里程中所有位置点对应的表征值，即可得到目标里程对应的表征值序列。
[0124]
参照图6，在得到目标里程对应的表征值序列之后，还可以对该表征值序列进行校准，具体的：
[0125]
s401：获取在相同环境下标准天线的检测值以及待校准天线的检测值；
[0126]
s402：根据所述标准天线的检测值以及待校准天线的检测值，得到校准系数；
[0127]
s403：通过所述校准系数对所述待校准天线的表征值序列进行校准。
[0128]
其中，标准天线为各项性能和指标均为符合标准的天线，具体的，可以按照《公路断面探伤及结构层厚度探地雷达》jjg(交通)124-2015的选取标准进行标准天线的选择。
[0129]
所述标准天线的检测值为：所述标准天线发射雷达信号后得到的回波信号峰谷差值或回波信号时域扫描面积；
[0130]
所述待校准天线的检测值为：所述待校准天线发射雷达信号后得到的回波信号峰谷差值或回波信号时域扫描面积。
[0131]
检测值指的是雷达天线发射雷达信号后得到的回波信号峰谷差值或回波信号时域扫描面积，具体的回波信号时域扫描面积可以参照上文所述的采样点的信号时域扫描面积计算求解，回波信号峰谷差值为回波信号波峰和波谷的差值。
[0132]
在相同环境下通过标准天线和待校准天线分别检测某一金属板的回波信号峰谷差值，得到标准天线的检测值以及待校准天线的检测值。或者在相同环境下通过标准天线和待校准天线分别检测某一标准道砟模型的回波信号时域扫描面积，得到标准天线的检测值以及待校准天线的检测值。
[0133]
所述获取在相同环境下标准天线的检测值以及待校准天线的检测值进一步包括：
[0134]
在相同环境下分别将所述标准天线和所述待校准天线通过第一试验设备进行试验，得到标准天线的回波信号峰谷差值和待校准天线的回波信号峰谷差值；
[0135]
或，在相同环境下分别将所述标准天线和所述待校准天线通过第二试验设备进行试验，得到标准天线的回波信号时域扫描面积和待校准天线的回波信号时域扫描面积。
[0136]
参照图16，具体的，第一试验设备包括两个第一支架1、金属板2、第一连杆3、第一天线4、第一连接件5、第一距离编码器(图中未示出)和第一主控单元(图中未示出)。
[0137]
所述金属板2放置在两个所述第一支架1中间，平铺在坚硬平整的地面上，所述第一连杆3的两端分别连接两个第一支架1，所述第一天线4通过第一连接件5设置在所述第一连杆3上，保持第一天线4中心与金属板2中心水平向无偏差，所述第一天线4与所述金属板2之间保持第一设定距离；其中第一连接件5可以为连接杆、连接块等具有连接作用的结构，第一设定距离按照实际工况进行设定，本文中可以第一设定距离可以取300mm。
[0138]
所述第一天线4用于接收第一主控单元的指令发射雷达信号，并接收回波信号后将回波信号发送至所述第一主控单元。
[0139]
其中第一天线4为标准天线或者待校准天线，对标准天线或者待校准天线进行试验时环境相同，包括第一天线4和第一主控单元之间线缆的连接方式相同，保持线缆平铺，不得打结或者盘卷。
[0140]
在进行试验时，需要设置：采样点512、时间窗15ns、道间距5cm、脉冲频率800k、距离触发、无增益，测试系统预热5min。转动第一距离编码器，连续接收多道回波信号。
[0141]
具体的，当第一天线4的发射端发射一次雷达信号后，接收端会接收经由金属板2反射的15ns内的回波信号，将该回波信号进行划分，得到512个采样点分别对应的回波信号值。然后可以转动第一距离编码器5cm，需要注意的是，在本文实施例中转动第一距离编码器但实际第一天线4不会进行移动，仍旧处于初始位置，再进行一次雷达信号的发射，重复
上述步骤多次，即可得到多道回波信号。
[0142]
参照图17，所述第二试验设备包括两个第二支架6、标准道砟模型箱7、第二连杆8、第二天线9、第二连接件10、第二距离编码器(图中未示出)和第二主控单元(图中未示出)。
[0143]
所述标准道砟模型箱7放置在两个所述第二支架6中间，标准道砟模型箱7长宽各不小于第二天线9对应尺寸的2倍，道砟厚不少于100cm，箱体不得采用金属材质，道砟模型箱应长期存在干燥、无振动环境下。所述第二连杆8的两端分别连接两个第二支架6，所述第二天线9通过第二连接件10设置在所述第二连杆8上，保持第二天线9中心与金属板2中心水平向无偏差，所述第二天线9与所述标准道砟模型箱7之间保持第二设定距离；其中第二连接件10可以为连接杆、连接块等具有连接作用的结构，第二设定距离按照实际工况进行设定，本文中可以第二设定距离可以取300mm。
[0144]
所述第二天线9用于接收第二主控单元的指令发射雷达信号，并接收回波信号后发送至所述第二主控单元。
[0145]
其中第二天线9为标准天线或者待校准天线，对标准天线或者待校准天线进行试验时环境相同，包括第二天线9和第二主控单元之间线缆的连接方式相同，保持线缆平铺，不得打结或者盘卷。
[0146]
在进行试验时，需要设置：采样点512、时间窗15ns、道间距5cm、脉冲频率800k、距离触发、无增益，测试系统预热5min。转动第二距离编码器，连续接收多道回波信号。
[0147]
所述根据所述标准天线的检测值和所述待校准天线的检测值，得到校准系数进一步包括：
[0148]
根据所述标准天线的回波信号峰谷差值和所述待校准天线的回波信号峰谷差值之间的相关性，得到第一校准系数；
[0149]
或，根据所述标准天线的回波信号时域扫描面积和所述待校准天线的回波信号时域扫描面积之间的相关性，得到第二校准系数。
[0150]
所述第一校准系数通过如下公式计算：
[0151][0152]
其中，为第一校准系数，v
r0
为标准天线的回波信号峰谷差值，vr为待校准天线的回波信号峰谷差值。
[0153]
所述第二校准系数通过如下公式计算：
[0154]
μ＝stab0/stab；
[0155]
其中，μ为第二校准系数，stab0为标准天线的回波信号时域扫描面积，stab为待校准天线的回波信号时域扫描面积。
[0156]
所述通过所述校准系数对所述待校准天线的表征值序列进行校准进一步包括：
[0157]
将所述校准系数与待校准天线的表征值序列相乘，得到校准后的表征值序列。
[0158]
通过标准天线的检测值除以校准天线的检测值，得到校准系数，将表征值序列乘以校准系数即可得到校准后的表征值序列，校准后的表征值序列的准确度更高。
[0159]
参照图7，在本文实施例中，根据所述表征值序列，确定所述目标里程对应的选定表征值，其中所述选定表征值用于代表所述目标里程的表征值序列进一步包括：
[0160]
s501：根据所述表征值序列，确定多级选取区间，其中所述多级选取区间按照表征值由小至大对所述表征值序列进行了多级划分；
[0161]
s502：由所述多级选取区间的每一级中分别选取选定表征值，得到所述目标里程对应的选定表征值。
[0162]
具体的，为保证选定表征值具有代表性，多级选取区间至少为三级选取区间。
[0163]
参照图8，除上述多级划分的方法外，在本文实施例中，所述根据所述表征值序列，确定多级选取区间进一步包括：
[0164]
s601：根据所述表征值序列和所述多级选取区间的级数，确定区间长度；
[0165]
s602：将所述表征值序列中的表征值由小至大进行等区间长度的划分，得到多级选取区间。
[0166]
具体的，如果为三级选取区间，其级数为三，如果为五级选取区间，其级数为五。表征值序列中表征值的总数目除以级数，得到的商即为区间长度，区间长度的含义为任意一级选取区间中包括的表征值数目。将表征值序列中的表征值由小至大排序后由小至大取多级选取区间，任意一级选取区间中的表征值数目为区间长度。当然，需要注意的是由于表征值的总数目除以级数时可能存在除不尽的情况，而本文只是以商作为区间长度，因此很可能存在排序靠后的一部分表征值数目小于区间长度无法组成其中一级选取区间，对于上述情况，本文可以使该部分表征值数目的大小来确定是否将该部分表征值确定为其中一级选取区间，若该部分表征值数目大于设定长度则将该部分表征值确定为其中一级选取区间，反之亦然。此处设定长度可以根据实际情况确定，例如可以为区间长度的一半。
[0167]
参照图9，在本文实施例中，所述由所述多级选取区间的每一级中分别选取选定表征值，得到所述目标里程对应的选定表征值进一步包括：
[0168]
s701：由所述多级选取区间的每一级中分别选取一个第一选定表征值；
[0169]
s702：将与所述第一选定表征值相邻位置点对应的表征值确定为第二选定表征值，将所述第一选定表征值和所述第二选定表征值确定为该级选取区间对应的选定表征值。
[0170]
参照图10，具体的，目标里程的表征值序列中每个表征值都有其对应的所属级别，由每一级中随机选取一个第一选定表征值，以三级选取区间为例，如图10所示圈出的位置点处分别为第一级、第二级和第三级对应的第一选定表征值；然后将与第一表征值相邻位置点对应的表征值确定为第二选定表征值，需要注意的是，上述相邻位置点指的不仅仅是紧邻，可以第一选定表征值为中心，第一选定表征值前后设定数目内的位置点都认定为第一选定表征值的相邻位置点，例如第一选定表征值前20个位置点和后20个位置点都是第一选定表征值的相邻位置点，由这前后40个位置点中选取第二选定表征值。
[0171]
具体的第二选定表征值可以是一个或者多个，为了提高计算的准确度又保证计算的效率，第二选定表征值可以选取两个，两个第二选定表征值可以由第一选定表征值的前后各选一个，这样更具有代表性。每一级有一个第一选定表征值和两个第二选定表征值，共有三级九个选定表征值。
[0172]
在此基础上，为了避免遇到表征值突增或者突降的异常情况时，在每一级中随机选取一个第一选定表征值时恰巧选取到该突增值或者突降值导致最终的计算结果不准确，参照图11，可以通过下述方法在每一级中选取一个第一选定表征值：
[0173]
s801：选取表征值序列中连续在某一级选取区间内的表征值段；
[0174]
s802：由所述表征值段中随机选取一个第一选定表征值。
[0175]
以第一级选取区间为例，在表征值序列中连续在第一级选取区间内指的是表征值序列中连续多个表征值都属于第一级，具体的连续个数可以根据实际工况确定，如果连续多个表征值都属于第一级，则说明该表征值段中不含有突增值或者突降值，即可从该表征值段中随机选取一个第一选定表征值。若第一级选取区间的表征值段有多个，则可以随机选取其中任意一个表征值段，这样即可保证最终的计算结果更为准确。
[0176]
在本文实施例中，所述由所述多级选取区间的每一级中分别选取选定表征值，得到所述目标里程对应的选定表征值进一步包括：
[0177]
由所述多级选取区间的每一级中分别选取多个选定表征值，得到所述目标里程对应的选定表征值。
[0178]
以三级选取区间为例，由每一级中分别选取多个选定表征值，为了在兼顾计算准确度的基础上保证计算效率，可以在每一级选取三个选定表征值，三级共九个选定表征值。
[0179]
参照图12，在本文实施例中，所述将所述选定表征值在目标里程中的位置点对应的实际脏污率与所述选定表征值进行关联，得到道床脏污模型进一步包括：
[0180]
s901：建立所述实际脏污率与所述表征值序列之间的函数关系；
[0181]
s902：将所述选定表征值在目标里程中的位置点对应的实际脏污率与所述选定表征值代入所述函数关系中，求解得到道床脏污模型。
[0182]
以三级选取区间为例，在建立了实际脏污率与表征值序列之间的函数关系之后，需要进一步确定选定表征值在目标里程中的位置点对应的实际脏污率，具体的，选定表征值有三级九个，按照每一选定表征值在目标里程中的位置点，对该位置点进行挖验取样：参照图13，首先在位置点处挖取样孔，取样孔深度为设定道床深度，例如为30cm，在挖取样孔时要采用临时围护钢钎进行围护，以避免道床坍塌。然后对挖取的n个样本称量样本湿重，随后烘干进行称量样本干重m
t
。最后进行筛分，获得每个样本中指定粒径级配以下脏污颗粒质量m，其中指定粒径级配为样本颗粒的表观直径，按照工况可以为25mm、16mm、10mm、5mm、0.075mm。在道床碎石中认定在指定粒径级配以下的颗粒为脏污颗粒，因此需要进行上述取样筛分工作。计算第i个挖验位置点(对于n个挖验位置点，1≤i≤n)的实际脏污率fi(i)。
[0183][0184]
其中建立所述实际脏污率与所述表征值序列之间的函数关系为：
[0185]
fi＝k
×
stab2+b；
[0186]
其中fi为实际脏污率，stab2为表征值序列，b为函数的常数项；k为函数系数，也是函数的斜率。
[0187]
k和b均为采用最小二乘法进行计算，对于有n个样本的数据，其计算公式如下所述：
[0188][0189][0190]
其中，fi(i)为第i个位置点的实际脏污率，stab2(i)为第i个位置点的选定表征值，n为位置点数目。
[0191]
计算得到k和b的值之后，将k和b的值代入上述函数关系式，即可得到所述实际脏污率与所述表征值序列之间的函数关系，即道床脏污模型。
[0192]
对于道床脏污模型来说，表征值序列stab2中每一个表征值都有一个对应的实际脏污率，即在目标里程中的每一个位置点处都有对应一个实际脏污率，进而能够高准确度的得到目标里程的道床实际脏污率，有助于提高道床维修时的决策精准度。
[0193]
基于上述所述的一种道床脏污状态的确定方法，本文实施例还提供一种道床脏污状态的确定装置。所述的装置可以包括使用了本文实施例所述方法的系统(包括分布式系统)、软件(应用)、模块、组件、服务器、客户端等并结合必要的实施硬件的装置。基于同一创新构思，本文实施例提供的一个或多个实施例中的装置如下面的实施例所述。由于装置解决问题的实现方案与方法相似，因此本文实施例具体的装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0194]
具体地，图14是本文实施例提供的一种道床脏污状态的确定装置一个实施例的模块结构示意图，参照图14所示，本文实施例提供的一种道床脏污状态的确定装置包括：获取模块100、序列确定模块200、表征值确定模块300、模型确定模块400、脏污确定模块500。
[0195]
所述装置包括：
[0196]
获取模块100，用于获取目标里程的道床对应的雷达回波信号；
[0197]
序列确定模块200，用于根据所述雷达回波信号，确定道床脏污状态的表征值序列；
[0198]
表征值确定模块300，用于根据所述表征值序列，确定所述目标里程对应的选定表征值，其中所述选定表征值用于代表所述目标里程的表征值序列；
[0199]
模型确定模块400，用于将所述选定表征值在目标里程中的位置点对应的实际脏污率与所述选定表征值进行关联，得到道床脏污模型；
[0200]
脏污确定模块500，用于根据所述道床脏污状态的表征值序列，以及所述道床脏污模型，确定所述目标里程的道床对应的道床脏污状态。
[0201]
参照图15所示，基于上述所述的一种道床脏污状态的确定方法，本文一实施例中还提供一种计算机设备1502，其中上述方法运行在计算机设备1502上。计算机设备1502可以包括一个或多个处理器1504，诸如一个或多个中央处理单元(cpu)或图形处理器(gpu)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。计算机设备1502还可以包括任何存储器1506，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息，一具体实施方式中，存储器1506上并可在处理器1504上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器1504运行时，可以执行根据上述方法的指令。非限制性的，比如，存储器1506可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的ram，任何类型的rom，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储器都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储器可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储器可以表示计算机设备1502的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理器1504执行被存储在任何存储器或存储器的组合中的相关联的指令时，计算机设备1502可以执行相关联指令的任一操作。计算机设备1502还包括用于与任何存储器交互的一个或多个驱动机构1508，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。
[0202]
计算机设备1502还可以包括输入/输出模块1510(i/o)，其用于接收各种输入(经由输入设备1512)和用于提供各种输出(经由输出设备1514)。一个具体输出机构可以包括呈现设备1516和相关联的图形用户接口1518(gui)。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块1510(i/o)、输入设备1512以及输出设备1514，仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备1502还可以包括一个或多个网络接口1520，其用于经由一个或多个通信链路1522与其他设备交换数据。一个或多个通信总线1524将上文所描述的部件耦合在一起。
[0203]
通信链路1522可以以任何方式实现，例如，通过局域网、广域网(例如，因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路1522可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。
[0204]
对应于图1、图3-图4、图6-图9、图11-图12中的方法，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。
[0205]
本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行如图1、图3-图4、图6-图9、图11-图12所示的方法。
[0206]
应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。
[0207]
还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0208]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。
[0209]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0210]
在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
[0211]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。
[0212]
另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是
各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0213]
所述集成的单元如果以软件功能单元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，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或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)执行本文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。
[0214]
本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本文的限制。