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小波分析在机车信号记录数据压缩存储中的应用
| 论文题名： | 小波分析在机车信号记录数据压缩存储中的应用 |
| 关键词： | 机车信号记录器;轨道电路信号;数据压缩;小波包;算法测试集 |
| 摘要： | 当前铁路的发展和运行交路的不断延长，使得机车信号记录器在有限的存储容量下采用未经压缩的直接存储方式来记录数据，已越来越不能满足实际运用的需要，而其中占有很大比重的波形数据又是机车信号和轨道电路故障诊断的重要依据。因此，研究适合机车信号实际运用需要的波形数据压缩方法具有十分重要的现实意义和实用价值。 本文在对小波分析理论进行深入研究的基础上，以国产移频和ZPW-2000A轨道电路信号为研究对象，提出了一种适用于机车信号记录器波形数据的小波包压缩算法。本论文主要的研究工作如下： 1．提出基于Dmey正交小波包的波形数据压缩算法。首先，根据正交小波包Mallat算法，利用QMF滤波器对波形数据进行了分解，并通过理论分析结合仿真实验确定以Dmey正交小波作为小波包基函数及其分解层数为3～4级；其次，通过对小波包QMF滤波器路径进行二进编码确定了各级分解结果的频带分布；最后，根据波形信号的能量分布特点，结合小波包分解的频率带划分关系和小波包QMF滤波器的幅频特性，对波形信号的小波包分解二叉树进行修剪，保留频带范围以内的节点系数，从而实现波形数据的压缩。 2．利用实验室仿真数据和机车信号地面数据处理系统中实际的波形数据构建相应的算法测试集，对压缩算法的压缩效果和性能进行了测试，验证了算法的正确性和有效性。实验结果表明，利用本文提出的压缩算法对机车信号记录器波形数据进行压缩能获得较高的压缩比和压缩精度，具有较好的普适性和灵活性，且波形失真度较小。 3．利用Matlab GUI技术编制了机车信号记录器波形数据地面解压缩软件，实现了对机车信号车载设备中经过压缩的波形信号数据按照实际需求进行解压缩处理。经过测试表明，该软件操作简单、解压缩速度快、可视化效果强。 |
| 作者： | 李占魁 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 赵林海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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