铁路轨道几何数据冲击噪声小波-有序中值滤波方法

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1、振动与冲击第３３卷第１０期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＶｏｌ．３３Ｎｏ．１０２０１４铁路轨道几何数据冲击噪声小波－有序中值滤波方法刘金朝，王卫东，孙善超，曲建军（中国铁道科学研究院基础所，北京１０００８１）摘要：结合小波分析及有序中值方法（ＲＯＭ），提出铁路轨道几何数据冲击噪声自动滤波方法。利用传统中值滤波技术滤除冲击噪声会减少信号的有用信息及质量，提出利用小波分析将信号分解成含冲击噪声的高、低频信号；利

2、用ＲＯＭ自动识别高频信号中冲击噪声位置并滤波。据铁路轨道几何数据特点与阈值指标的内在关系，将ＲＯＭ两阈值指标合并成一个，并据专家知识确定阈值。新方法具有简单、高效及强健优势，且可在线实现。用新方法对含冲击噪声的模拟信号、实测轨道不平顺信号进行滤波，结果表明该方法不仅能准确识别冲击噪声位置并自动修复，且能完整保留道岔处大轨向、大值超限等有用信息。关键词：小波－有序中值滤波器；轨道几何不平顺；冲击噪声；小波分析；有序中值方法中图分类号：Ｕ２１６．３文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１４．１０．００６

3、ＲｅｍｏｖｉｎｇｓｐｉｋｅｎｏｉｓｅｉｎｒａｉｌｗａｙｔｒａｃｋｇｅｏｍｅｔｒｉｃｄａｔａｗｉｔｈａｗａｖｅｌｅｔｒａｎｋｏｒｄｅｒｍｅａｎｆｉｌｔｅｒＬＩＵＪｉｎｚｈａｏ，ＷＡＮＧＷｅｉｄｏｎｇ，ＳＵＮＳｈａｎｃｈａｏ，ＱＵＪｉａｎｊｕｎ（ＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＲａｉｌｗａｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗａｖｅｌｅｔｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｒａｎｋｅ

4、ｄｏｒｄｅｒｍｅａｎ（ＲＯＭ）ｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｍｏｖａｌｏｆｉｍｐｕｌｓｅｓｐｉｋｅｎｏｉｓｅｉｎｔｒａｃｋｇｅｏｍｅｔｒｉｃｄａｔａｏｆｒａｉｌｗａｙｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｒａｎｄｏｍｅｖｅｎｔｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｎｏｍａｌｏｕｓｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｓｕｎｌｉｇｈｔ，ｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｒｒｏｒｓａｌｗａｙｓｃａｕｓｅｓｐｉｋｅｎｏｉｓｅｉｎｔｒａｃｋｄａｔａｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｂｅｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｕｓｕ

5、ａｌｒａｎｄｏｍｎｏｉｓｅ，ｉｍｐｕｌｓｉｖｅｎｏｉｓｅｉｓａｌｏｃａｌｎｏｉｓｅ．Ｓｏｔｈｅｄｉｒｅｃｔｕｓｅｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅａｎｆｉｌｔｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｆｉｌｔｅｒｏｕｔｓｐｉｋｅｎｏｉｓｅｍａｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｕｓｅｆｕｌｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆａｓｉｇｎａｌ．Ｈｅｒｅ，ａｎｅｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｗｉｔｈｉｔ，ｗａｖｅｌｅｔａｎａｌｙｓｉｓｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｃｏｍｐｏｓｅａｓｉｇｎａｌｉｎｔｏｈｉｇｈｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐ

6、ｏｎｅｎｔｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｐｉｋｅｎｏｉｓｅａｎｄｌｏｗｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｎｅｓ，ａｎｄｔｈｅＲＯＭｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｉｍｐｕｌｓｉｖｅｎｏｉｓｅｉｎｔｈｅｈｉｇｈｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｔｏｆｉｌｔｅｒｉｔｏｕｔ．ＴｗｏｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆＲＯＭｗｅｒｅｃｏｍｂｉｎｅｄｔｏｏｎｅｏｎｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｉｒｉｎｈｅｒｅｎｔｒｅｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｉｔｓｔｈｒｅｓｈｏｌｄｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅ

7、ｄｂａｓｅｄｏｎｅｘｐｅｒｔｋｎｏｗｌｅｄｇｅ．Ｉｔｗａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｉｍｐｌｅ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｒｏｂｕｓｔ，ａｎｄｃａｎｂｅｒｅａｌｉｚｅｄｏｎｌｉｎｅ；ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｒｅｍｏｖｅｓｐｉｋｅｎｏｉｓｅｉｎａｎａｌｏｇｓｉｇｎａｌｓａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｔｒａｃｋｇｅｏｍｅｔｒｉｃｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｙｏｎｅｓ；ｉｔｉｓａｂｌｅｎｏｔｏｎｌｙｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎ

8、ｏｆｓｐｉｋｅｎｏｉｓｅａｎｄｒｅｐａｉｒｓｉｇｎａｌｓ，ｂｕｔａｌｓｏｔｏｒｅｔａｉｎｕｓｅｆｕｌｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｌａｒｇｅｅｘｃｅｅｄｉｎｇｖａｌｕｅａｎｄｌａｒｇｅａｌｉｇｎｍｅｎｔｖａｌｕｅｗｉｔｈｉｎｒａｉｌｗａｙｓｗｉｔｃｈｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｖｅｌｅ