1.一种高速铁路轨道结构变形损伤监测系统,其特征在于,包括:振动监测模块、温度监测模块和数据处理模块;所述振动监测模块设置在铁路轨道的路基上,用于在列车经过时监测所述铁路轨道的振动信息,并将所述振动信息发送至所述数据处理模块;所述温度监测模块设置在所述铁路轨道的混凝土支撑层上,用于监测所述铁路轨道的温度信息,并将所述温度信息发送至所述数据处理模块;所述数据处理模块用于根据所述振动信息确定所述列车的行驶速度;计算所述行驶速度与两节相邻车厢间的中心距离的比值,得到所述列车的振动频率,并将所述振动频率所在的频带确定为特征频带,并从所述振动信息中提取所述特征频带对应的频带能量;以及,根据所述特征频带对应的频带能量和所述温度信息,判断所述铁路轨道是否受损。
2.如权利要求1所述的高速铁路轨道结构变形损伤监测系统,其特征在于,所述数据处理模块用于:对所述振动信息进行小波包分析,得到所述振动信息的总能量;其中,所述总能量为多个不同频带的频带能量累加和;从所述总能量中提取所述特征频带的频带能量;将所述特征频带的频带能量与所述总能量的比值作为第一指标,并根据所述温度信息对所述第一指标进行调整,得到第二指标;判断所述第二指标与预设的标准指标的大小关系,若所述第二指标大于所述标准指标,则判定所述铁路轨道受损,若所述第二指标不大于所述标准指标,则判定所述铁路轨道未受损。
3.如权利要求1所述的高速铁路轨道结构变形损伤监测系统,其特征在于,所述振动监测模块包括:多个振动加速度传感器;所述多个振动加速度传感器按照所述铁路轨道的方向依次排列在所述铁路轨道的路基上,且各个振动加速度传感器之间相隔预设距离;所述多个振动加速度传感器用于监测所述铁路轨道的振动加速度,并将所述振动加速度作为振动信息发送至所述数据处理模块。
4.如权利要求3所述的高速铁路轨道结构变形损伤监测系统,其特征在于,所述数据处理模块还用于:以任意一个振动加速度的幅值大于预设阈值的时刻作为列车到达时刻;以所有振动加速度的幅值均小于预设阈值的时刻作为列车离开时刻;根据所述列车到达时刻和所述列车离开时刻计算列车的行驶速度式中,v为列车的行驶速度,n为振动加速度传感器的数量,L为预设距离,t 2 为列车离开时刻,t 1 为列车到达时刻,l为列车的长度。
5.如权利要求4所述的高速铁路轨道结构变形损伤监测系统,其特征在于,所述预设阈值为各个振动加速度对应的噪声幅值的20%。
6.如权利要求3所述的高速铁路轨道结构变形损伤监测系统,其特征在于,所述振动加速度传感器为宽频带光纤振动加速度传感器,所述宽频带光纤振动加速度传感器采集所述铁路轨道的振动加速度信号;相应的,所述振动监测模块还包括:加速度信号解调仪;所述加速度信号解调仪对所述宽频带光纤振动加速度传感器采集的振动加速度信号进行解调,得到所述铁路轨道的振动加速度,并将所述振动加速度作为振动信息发送至所述数据处理模块。
7.如权利要求1-6任一项所述的高速铁路轨道结构变形损伤监测系统,其特征在于,所述温度监测模块包括:分布式温度感测光纤和分布式光纤测温主机;所述分布式温度感测光纤用于采集所述铁路轨道的温度信号;所述分布式光纤测温主机用于从所述温度信号中提取所述铁路轨道的温度信息,并将所述温度信息发送至所述数据处理模块。
8.一种高速铁路轨道结构变形损伤监测方法,所述方法应用于如权利要求1至7任一项所述的高速铁路轨道结构变形损伤监测系统,其特征在于,所述方法包括:监测列车经过时所述铁路轨道的振动信息;监测所述铁路轨道的温度信息;根据所述振动信息确定所述列车的行驶速度;计算所述行驶速度与两节相邻车厢间的中心距离的比值,得到所述列车的振动频率,并将所述振动频率所在的频带确定为特征频带,并从所述振动信息中提取所述特征频带对应的频带能量;以及,根据所述特征频带对应的频带能量和所述温度信息,判断所述铁路轨道是否受损。