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小波变换理论在轨道信号检测中的应用与研究
| 论文题名： | 小波变换理论在轨道信号检测中的应用与研究 |
| 关键词： | 轨道信号检测;小波变换理论;降噪处理;仿真分析 |
| 摘要： | 近年来,随着我国铁路事业的飞速发展,越来越多的电气化铁路出现在我国的轨道交通上,列车运行的速度也随之越来越高,这给广大人民的出行带来了极大的便利。为适应铁路快速发展的需求,对轨道信号检测的要求也就越来越高,这就需要研究一种更为准确、可靠和抗干扰性能好的检测方法来完成对铁路信号的实时分析与检测。 目前,我国电气化区段轨道电路有25Hz交流计数电码轨道电路、75Hz交流计数电码轨道电路以及移频轨道电路等多种制式共存。本文以电气化区段轨道电路中较为常用的25Hz交流计数信号和ZPW-2000A无绝缘移频轨道电路信号为例,对这两种信号进行分析研究。由于在现场环境下有各种干扰源的存在,本文首先对这两种信号进行时域和频域上的分析,并分析了干扰信号的噪声来源,然后分别利用小波分析方法对25Hz交流计数信号和ZPW-2000A无绝缘移频轨道信号进行了降噪处理和检测。 对于25Hz交流计数信号,本文首先采用了阈值去噪的方法对其进行降噪处理,其中分别采用了硬阈值、软阈值、半软阈值的去噪方法,并针对不同的方法给出了在Matlab环境下的仿真结果;同时,根据小波变换理论分别对25Hz交流计数信号的理想信号和含噪信号分别进行了检测。 对于ZPW-2000A移频轨道信号,本文首先介绍了如何从区间实验室的模拟区间控制系统对ZPW-2000A无绝缘移频轨道信号进行数据的采集。在对移频轨道信号的降噪部分,本文分别使用了小波降噪和小波包降噪两种不同的方法,并给出仿真结果。仿真证明,小波及小波包对含噪移频轨道电路起到了良好的滤波作用,说明小波和小波包在对信号降噪方面具有优越性。对于移频轨道电路的检测部分,本文分别采取了比较常用的db5、db4、coif5小波对所采集的移频信号数据进行了五层分解分析,并进行了信号的判别。 通过仿真实验可以看出,利用小波分析对25Hz交流计数信号进行检测时,它具有抗干扰能力强、误差小的特点,利用该方法能有效地克服传统依赖时域判别方法中存在的0,1阈值很难选取的缺点;而利用小波分析对ZPW-2000A无绝缘移频轨道信号的检测时,小波算法可以有效地提高频率检测精度和分辨率,这在实际工程运用中具有重要的现实意义与实用价值。小波变换检测方法可以作为当前检测方法的一种有效补充。 |
| 作者： | 张东 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 李国宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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