探析小波变换理论在轨道信号检测中的应用与研究

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1、中图分类号：U228.2密级：公开UDC：本校编号：硕士学位论文论文题目：小波变换理论在轨道信号检测中的应用与研究研究生姓名：张东学号：0207469学校指导教师姓名：李国宁职称：副教授申请学位等级：工学硕士学位专业：交通信息工程及控制论文提交日期：2010.6.9论文答辩日期：2010.6.5万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的

2、同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据硕士学位论文小波变换理论在轨道信号检测中的应用与研究Researchof

3、OrbitSignalDetectingUsingWaveletsTransformationTheory作者姓名：张东学科、专业：交通信息工程及控制学号：0207469指导教师：李国宁副教授完成日期：2010年6月兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity万方数据小波变换理论在轨道信号检测中的应用与研究摘要近年来，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

4、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25

5、Hz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

6、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

7、测方法的一种有效补充。关键词：小波变换；交流计数信号；移频信号；降噪；信号检测论文类型：应用基础研究-I-万方数据小波变换理论在轨道信号检测中的应用与研究AbstractTherearemoreandmoreelectrifiedrailwaysinrailtransportsystemswiththerapidgrowthofChina'srailwayindustry,whichhasbroughtgreatconvenienceforpeople'straveling.Andwiththespeedoftrainrunninghighe

8、randhigher,newwaystodetectorbitalsignalarerequired.Inordertomeettheneedsofrapiddev