一种高速铁路路基填料参数优化方法及系统

1.一种高速铁路路基填料参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：获取待检测高速铁路数据；对待检测高速铁路数据进行电磁波扫描频率处理，生成电磁波发射控制策略；基于电磁波发射控制策略进行路基表面多频电磁波扫描，分别得到原始填料电磁响应信号数据以及路基采样位置数据；步骤S2：对原始填料电磁响应信号数据进行响应信号时空配准，生成填料电磁响应信号时序数据；根据填料电磁响应信号时序数据进行电磁有效信号筛选，生成有效电磁响应信号数据；步骤S3：通过路基采样位置数据对有效电磁响应信号数据进行多频电磁响应信号分组，生成多频电磁响应信号分组数据；根据多频电磁响应信号分组数据进行路基填料物理特征提取，生成路基填料物理特征数据；根据路基填料物理特征数据进行异常区域空间特征统计，生成异常区域空间特征数据；根据异常区域空间特征数据进行分区填料施工方案设定，生成智能分区填料施工方案数据；步骤S4：根据智能分区填料施工方案数据进行路基填料施工处理，并进行路基填料参数配比调整，以实现高速铁路路基填料参数优化作业。 2.根据权利要求1所述的高速铁路路基填料参数优化方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：步骤S11：获取待检测高速铁路数据；对待检测高速铁路数据进行路基填充材料以及路径宽度提取，分别得到铁路路基宽度数据以及路基填充材料参数；步骤S12：利用预设的移动检测车进行多频段电磁波发射与接收装置搭载，构建电磁集成扫描装置；步骤S13：基于铁路路基宽度数据对电磁集成扫描装置进行检测传感器阵列激活，生成传感器阵列分布数据；步骤S14：对预设的移动检测车进行路基行驶初始位置确定，并根据待检测高速铁路数据进行行驶速度设定，生成检测车行驶速度数据；步骤S15：根据路基填充材料参数以及检测车行驶速度数据进行电磁波扫描频率处理，并通过传感器阵列分布数据对电磁集成扫描装置进行电磁波发射控制处理，生成电磁波发射控制策略；步骤S16：基于电磁波发射控制策略利用电磁集成扫描装置进行路基表面多频电磁波扫描，并进行电磁波反射信号同步接收，分别得到原始填料电磁响应信号数据以及路基采样位置数据。 3.根据权利要求2所述的高速铁路路基填料参数优化方法，其特征在于，步骤S15包括以下步骤：步骤S151：根据路基填充材料参数进行材料磁导率特性分析，生成路基材料特性数据；步骤S152：根据检测车行驶速度数据进行发射装置发射频率处理，生成电磁发射频率数据；步骤S153：对电磁发射频率数据进行电磁波扫描频率范围匹配，生成电磁波扫描频率范围数据；步骤S154：通过路基材料特性数据将电磁波扫描频率范围数据进行高低频扫描频率分段，生成电磁波扫描频率序列数据；步骤S155：通过传感器阵列分布数据对电磁集成扫描装置进行相控阵波束方向控制，并根据电磁波扫描频率序列数据进行电磁波扫描频率输入，从而得到电磁波发射控制策略。 4.根据权利要求1所述的高速铁路路基填料参数优化方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：步骤S21：对原始填料电磁响应信号数据进行响应信号时空配准，生成填料电磁响应信号时序数据；步骤S22：对填料电磁响应信号时序数据进行自适应小波去噪处理，并进行响应信号误差校正，得到校正电磁响应信号时序数据；步骤S23：对校正电磁响应信号时序数据进行短时傅里叶变换，生成填料电磁响应频域数据；步骤S24：对填料电磁响应频域数据进行信号幅相值处理，并进行信号能量响应阈值计算，生成信号能量响应阈值数据；步骤S25：通过预设的电磁频率判定规则以及信号能量响应阈值数据对填料电磁响应信号时序数据进行电磁有效信号筛选，生成有效电磁响应信号数据。 5.根据权利要求1所述的高速铁路路基填料参数优化方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：步骤S31：通过路基采样位置数据对有效电磁响应信号数据进行多频电磁响应信号分组，生成多频电磁响应信号分组数据；步骤S32：对多频电磁响应信号分组数据进行频段穿透深度分析，生成频段穿透深度数据；步骤S33：对多频电磁响应信号分组数据进行信号传播时间提取，并根据频段穿透深度数据进行电磁波传播速度计算，生成多频电磁波传播速度数据；步骤S34：通过多频电磁波传播速度数据进行路基填料物理特征提取，生成路基填料物理特征数据；步骤S35：根据路基填料物理特征数据进行异常区域空间特征统计，生成异常区域空间特征数据；根据异常区域空间特征数据进行分区填料施工方案设定，生成智能分区填料施工方案数据。 6.根据权利要求5所述的高速铁路路基填料参数优化方法，其特征在于，步骤S34包括以下步骤：步骤S341：根据多频电磁波传播速度数据进行介电常数反演，生成介电常数分布数据；步骤S342：对介电常数分布数据进行电磁频率权重分配，并进行多频数据加权融合，生成加权融合介电常数数据；步骤S343：根据多频电磁波传播速度数据以及加权融合介电常数数据进行电磁波衰减系数计算，并进行含水量贡献处理，生成路基含水量分布数据；步骤S344：利用预设的填料密度-介电常数线性模型对加权融合介电常数数据进行填料密度值估算，生成填料密度分布特征数据；步骤S345：通过填料密度分布特征数据对路基含水量分布数据进行填料颗粒分布指标处理，生成路基颗粒分布指标参数；步骤S346：将填料密度分布特征数据、路基含水量分布数据以及路基颗粒分布指标参数进行路基填料物理特征整合，生成路基填料物理特征数据。 7.根据权利要求5所述的高速铁路路基填料参数优化方法，其特征在于，步骤S35包括以下步骤：步骤S351：获取历史铁路路基填料工程数据；根据历史铁路路基填料工程数据构建填料物理特征与压实度之间的映射关系，得到填料物理特征-压实度映射关系数据；步骤S352：利用预设的卷积神经网络模型对填料物理特征-压实度映射关系数据进行模型迁移学习，并利用历史铁路路基填料工程数据进行模型训练，生成路基填料压实评估模型；步骤S353：将路基填料物理特征数据传输至路基填料压实评估模型进行压实度评估，生成填料压实度数据；步骤S354：根据路基填料物理特征数据进行路基采样点匹配，并根据填料压实度数据进行压实度空间分布差值，生成路基压实度分布数据；步骤S355：基于路基压实度分布数据以及路基填料物理特征数据进行路基缺陷施工方案处理，生成智能路基填料施工方案数据。 8.根据权利要求7所述的高速铁路路基填料参数优化方法，其特征在于，步骤S355包括以下步骤：步骤S3551：利用预设的路基填料预警指标库对路基填料物理特征数据以及路基压实度分布数据进行实测路基状况聚类分析，并进行异常区域标记，生成初步填料异常区域数据；步骤S3552：对初步填料异常区域数据进行空间连通性分析，并进行相邻异常区域合并，从而得到路基填料异常区域数据；步骤S3553：对路基填料异常区域数据进行区域空间特征统计，生成异常区域空间特征数据；步骤S3554：根据异常区域空间特征数据进行路基填料施工方案设定，生成智能路基填料施工方案数据。 9.根据权利要求8所述的高速铁路路基填料参数优化方法，其特征在于，步骤S3554包括以下步骤：通过异常区域空间特征数据对路基填料异常区域数据进行异常区域定位，并进行路基填料风险区划分，分别得到路基填料高隐患区域数据以及路基填料低隐患区域数据；对路基填料高隐患区域数据进行高隐患区域精细化网格划分，生成高隐患区域精细化网格数据；利用路基填料物理特征数据对高隐患区域精细化网格数据进行填料物理异常值计算，生成高隐患区域填料物理异常数据；通过路基压实度分布数据以及高隐患区域填料物理异常数据对高隐患区域精细化网格数据进行高隐患区域压实度亏损计算，生成高隐患区域压实度亏损数据；根据高隐患区域压实度亏损数据进行多维度加固方案设定，生成高隐患区域加固方案数据；利用路基填料物理特征数据对路基填料低隐患区域数据进行低隐患区域常规质量评估，生成低隐患区域评估基准值；根据低隐患区域评估基准值进行施工工艺适应性分析，并进行标准施工参数优化，生成低隐患区域施工方案数据；将低隐患区域施工方案数据以及高隐患区域加固方案数据进行分区施工方案整合，从而得到智能分区填料施工方案数据。 10.一种高速铁路路基填料参数优化系统，其特征在于，用于执行如权利要求1所述的高速铁路路基填料参数优化方法，该高速铁路路基填料参数优化系统包括：路基电磁扫描模块，用于获取待检测高速铁路数据；对待检测高速铁路数据进行电磁波扫描频率处理，生成电磁波发射控制策略；基于电磁波发射控制策略进行路基表面多频电磁波扫描，分别得到原始填料电磁响应信号数据以及路基采样位置数据；电磁响应信号分析模块，用于对原始填料电磁响应信号数据进行响应信号时空配准，生成填料电磁响应信号时序数据；根据填料电磁响应信号时序数据进行电磁有效信号筛选，生成有效电磁响应信号数据；路基施工处理模块，用于通过路基采样位置数据对有效电磁响应信号数据进行多频电磁响应信号分组，生成多频电磁响应信号分组数据；根据多频电磁响应信号分组数据进行路基填料物理特征提取，生成路基填料物理特征数据；根据路基填料物理特征数据进行异常区域空间特征统计，生成异常区域空间特征数据；根据异常区域空间特征数据进行分区填料施工方案设定，生成智能分区填料施工方案数据；路基填料参数优化模块，用于根据智能分区填料施工方案数据进行路基填料施工处理，并进行路基填料参数配比调整，以实现高速铁路路基填料参数优化作业。