1.一种铁路碎石道床状态确定方法,其特征在于,所述方法包括:获取雷达测试系统采集的道床反射电磁波信号幅值的原始数据矩阵;确定原始数据矩阵中最大信号幅值对应的目标采样点序号;从原始数据矩阵中提取目标采样点序号之后采样点的原始数据,构成道床内部分析数据矩阵;其中,所述原始数据矩阵由n行m列原始数据组成,其中,n为雷达测试系统单道雷达信号采样点总数量,m为本次测试采集总道数;从原始数据矩阵中提取目标采样点序号之后采样点的原始数据,构成道床内部分析数据矩阵,包括:提取第a+1行至第n行的全部原始数据,构成道床内部分析数据矩阵,其中,a表示原始数据矩阵中最大信号幅值对应的目标采样点序号,所构成的道床内部分析数据矩阵由l行m列原始数据组成,l=n-a;根据雷达测试系统所取时窗与单道雷达信号采样点总数量确定相邻行间时间差;利用相邻行间时间差对道床内部分析数据矩阵每列数据沿时间轴进行积分,构建每个采集道的当前道床状态表征值,所有采集道的当前道床状态表征值构成表征值序列;利用指定长度范围对表征值序列中当前道床状态表征值进行移动平均,得到目标道床状态表征值;根据预设的道床状态表征值与道床脏污率的相关关系,确定目标道床状态表征值对应的当前道床脏污率;其中,根据雷达测试系统所取时窗与单道雷达信号采样点总数量确定相邻行间时间差,包括:根据Δt=T/(n-1)计算相邻行间时间差Δt;其中,T为雷达测试系统所取时窗;n为单道雷达信号采样点总数量;利用相邻行间时间差对道床内部分析数据矩阵每列数据沿时间轴进行积分,构建每个采集道的当前道床状态表征值,所有采集道的当前道床状态表征值构成表征值序列,包括:针对道床内部分析数据矩阵每列数据的每一行,计算该行原始数据的绝对值与相邻行间时间差的乘积;将该列所有行的乘积之和确定为该列对应采集道的当前道床状态表征值;按照采集道在采集原始数据时的先后顺序,将采集道的当前道床状态表征值进行排序,得到由所有采集道的当前道床状态表征值构成的表征值序列。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述雷达测试系统包括主控单元,以及与主控单元分别连接的距离编码器、天线、显示及记录终端和定位终端;其中,主控单元,用于设置采集参数,并控制天线采集道床反射电磁波信号,确定道床反射电磁波信号幅值,所述采集参数包括雷达测试系统所取时窗、单道雷达信号采样点总数量、采样点模式及相邻采集道间距;定位终端,用于提供参考坐标,记录信号采集过程中的行进轨迹,并与距离编码器记录的铁路线路里程进行校核;距离编码器,用于记录铁路线路里程,并在铁路线路里程校核准确后,触发主控单元控制天线采集道床反射电磁波信号;天线,用于采集道床反射电磁波信号;显示及记录终端,用于同步显示道床反射电磁波信号幅值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,雷达测试系统所取时窗设置大于等于15ns,且小于等于25ns;采样点模式设置为支持512和1024两种模式;相邻采集道间距设置大于等于5cm,且小于等于20cm。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述天线为2GHz高频空耦型天线,天线底面距离轨顶高度为190mm,数量为3个,其中一个天线位于铁路线路中心正上方,极化方向平行于铁路轨枕;另外两个天线分布在铁路线路中心正上方天线的两侧,位于铁路车辆限界的指定距离内,极化方向垂直于铁路轨枕。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:获取从不同状态道床的每个采集道采集的道床反射电磁波信号幅值的参考原始数据矩阵和实际脏污率;根据参考原始数据矩阵确定不同道床状态的采集道的参考道床状态表征值,构成参考表征值序列;利用所述指定长度范围对参考表征值序列进行移动平均,得到参考目标道床状态表征值;对参考目标道床状态表征值和相应实际脏污率进行回归分析,确定道床状态表征值与道床脏污率的相关关系。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,利用指定长度范围对当前道床状态表征值进行移动平均,得到目标道床状态表征值,所述方法还包括:针对每个采集道的当前道床状态表征值,从第一个当前道床状态表征值开始,将连续指定数量个当前道床状态表征值划分为一组,得到多个表征值分组,其中,指定数量为指定长度范围与相邻采集道间距的比值;在分组时如果当前道床状态表征值总数量与指定数量的比值不为整数,含有余数,则舍弃最后余数个当前道床状态表征值;计算每一表征值分组内当前道床状态表征值的和与指定数量的比值,将所有表征值分组的比值确定为目标道床状态表征值。
7.一种铁路碎石道床状态确定装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取雷达测试系统采集的道床反射电磁波信号幅值的原始数据矩阵;提取模块,用于确定原始数据矩阵中最大信号幅值对应的目标采样点序号;提取模块,还用于从原始数据矩阵中提取目标采样点序号之后采样点的原始数据,构成道床内部分析数据矩阵;其中,所述原始数据矩阵由n行m列原始数据组成,其中,n为雷达测试系统单道雷达波采样点总数量,m为本次测试采集总道数;提取模块具体用于:提取第a+1行至第n行的全部原始数据,构成道床内部分析数据矩阵,其中,a表示原始数据矩阵中最大信号幅值对应的目标采样点序号,所构成的道床内部分析数据矩阵由l行m列原始数据组成,l=n-a;表征值构建模块,用于根据雷达测试系统所取时窗与单道雷达信号采样点总数量确定相邻行间时间差;表征值构建模块,用于利用相邻行间时间差对道床内部分析数据矩阵每列数据沿时间轴进行积分,构建每个采集道的当前道床状态表征值,所有采集道的当前道床状态表征值构成表征值序列;平滑处理模块,用于利用指定长度范围对表征值序列中当前道床状态表征值进行移动平均,得到目标道床状态表征值;确定模块,用于根据预设的道床状态表征值与道床脏污率的相关关系,确定目标道床状态表征值对应的当前道床脏污率;其中,表征值构建模块,用于:根据Δt=T/(n-1)计算相邻行间时间差Δt;其中,T为雷达测试系统所取时窗;n为单道雷达信号采样点总数量;表征值构建模块具体用于:针对道床内部分析数据矩阵每列数据的每一行,计算该行原始数据的绝对值与相邻行间时间差的乘积;将该列所有行的乘积之和确定为该列对应采集道的当前道床状态表征值;按照采集道在采集原始数据时的先后顺序,将采集道的当前道床状态表征值进行排序,得到由所有采集道的当前道床状态表征值构成的表征值序列。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,获取模块,还用于获取从不同状态道床的每个采集道采集的道床反射电磁波信号幅值的参考原始数据矩阵和实际脏污率;提取模块及表征值构建模块,还用于根据参考原始数据矩阵确定不同道床状态的采集道的参考道床状态表征值,构成参考表征值序列;平滑处理模块,还用于利用所述指定长度范围对参考表征值序列进行移动平均,得到参考目标道床状态表征值;确定模块,还用于对参考目标道床状态表征值和相应实际脏污率进行回归分析,确定道床状态表征值与道床脏污率的相关关系。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,表征值构建模块,还用于:针对每个采集道的当前道床状态表征值,从第一个当前道床状态表征值开始,将连续指定数量个当前道床状态表征值划分为一组,得到多个表征值分组,其中,指定数量为指定长度范围与相邻采集道间距的比值;在分组时如果当前道床状态表征值总数量与指定数量的比值不为整数,含有余数,则舍弃最后余数个当前道床状态表征值;计算每一表征值分组内当前道床状态表征值的和与指定数量的比值,将所有表征值分组的比值确定为目标道床状态表征值。
10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一所述方法。
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至6任一所述方法的计算机程序。