一种基于卡尔曼最优平滑方程的开关电容网络——第三代（光？…

列车轴温光纤传感探测器的输入信号十分微弱并混有噪声，为此研制一种特殊的波滤器就显得尤为必要。文中分析了该探测器的噪声源，并根据光电变换信号的微分表达式建立了卡尔曼最优平滑方程，采用开关电容滤波器精确实现了该方程，解决了列车轴温光纤传感探测器中的信号平滑滤波问题，大大提高了系统的探测率。     

第三代（光纤传感）轴温探测器的研究

实现了利用空心光纤改造已有红外线轴温探测器。此项改造可以克服原探头的致命缺陷，并增强抗干扰能力，改造投资低，有很好的应用前景     

新型列车轴温监测报警装置的研究

分析了列车现有轴温监测系统的不足，介绍了一种新型的轴温监测系统．采用总线数字式温度传感嚣，具有测温精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠的特点．系统包括实时温度检测、显示、语音报警、数据记录和IC卡转储的能力．能满足当前铁路提速的要求，对保障列车的安全运行具有重要作用．     

面向热轴故障的高速列车轴温阈值预测模型

针对现有基于车轴温度固定阈值的故障检测系统适应性差且误报率、漏报率高的问题, 综合考虑列车速度、环境温度与运行工况等因素对轴温的影响以及各因素之间的关系, 建立了高速列车轴温动态阈值预测模型; 考虑高速列车在不同运行工况下轴温变化的差异特征, 将列车运行状态分为加速、匀速和减速3个阶段, 并针对每个阶段运用皮尔逊相关系数法分析列车速度、环境温度、荷载等原始监测数据以及各阶段运行时间、初始轴温等衍生数据与轴温的相关程度; 提取与轴温变化密切相关的因素, 基于多元回归分析方法, 针对列车的3个运行阶段, 分别建立基于原始监测数据的轴温动态阈值预测模型和基于原始监测数据与衍生数据的改进轴温动态阈值预测模型, 并采用F检验方法对模型的有效性进行检验, 基于中国高速列车实测轴温数据对模型的正确性进行了验证。研究结果表明: 列车在加速、匀速与减速3个阶段中, 轴温真实值与改进轴温动态阈值预测模型预测值的平均相对误差分别为2.0%、4.1%和3.3%;相对于基于原始监测数据的轴温动态阈值预测模型, 3个阶段中改进轴温动态阈值预测模型的预测精确度分别提高了79.8%、64.3%和65.6%;改进预测模型的决定系数大于0.99, 显著性概率小于0.05, 表明模型有效。      

一种基于数学形态学的语音基音轨迹平滑的改进算法

利用了形态学的概念和方法对语音基音轨迹进行平滑滤波,在结构元素的选取方面进行了研究,并针对形态学滤波的特点提出了改进,使算法的精确性进一步提高,复杂性大大降低.实验结果表明,提出的方法对语音基音轨迹进行平滑滤波,在强制性平滑滤波的情况下,能够有效保留语音信号中的某些固有突变和破坏信号的细节特征,更好地达到平滑滤波的效果.     

CRH5型动车组轴温检测系统改进方案探讨

对CRH5型动车组轴温报警系统传感器和轴温报警主机这两个主要环节进行了详细分析.传感器的电气连接接触不良,防护性能差是导致传感器上传数据不稳定的主要因素,进而导致轴温报警系统误报热轴.在列车的运行的恶劣环境中,传感器必然由于这样或那样的原因上传错误的信号,此时轴温报警主机的判断逻辑就需要具有纠错功能,否则同样会引起误报现象.通过对传感器和轴温报警主机控制逻辑的改进,应该可以大幅降低当前运行的CRH5型动车组轴温报警系统误报热轴的故障.     

基于FPGA的实时互相关运算器

以光纤传感系统空间定位问题的研究为背景,探讨了互相关算法在大规模现场可编程门阵列（FPGA）的实现方案,设计出流水线操作的互相关运算器,并应用VHDL语言实现了互相关运算器.该互相关运算器在64 MHz的时钟下,能够对二路监测信号进行互相关处理,实时完成128点探测距离的互相关运算,为光纤传感系统的后续空间准确定位奠定了基础.利用大规模的FPGA硬件资源丰富特点,用硬件电路实现互相关运算,有效提高了数据处理速度,实现了数据检测的实时性,有效解决光纤干涉仪传感系统中空间信息稳定实时提取的难题.     

分形滤波及其在铁路信号中的应用

电气化铁路的发展使列车接收到的铁路信号质量有所下降,为了在强干扰的环境中可靠地解调出有用的铁路信号,必须采用有效的滤波技术来抑制这些干扰。基于分形维数概念,提出了一种新的模糊控制滤波方法,该滤波方法可以根据信号的特征动态地调整模糊控制参数的取值,对铁路移频信号仿真结果表明,滤波效果良好,对于复杂信号的滤波应用前景广阔。     

提高红外线轴温探测系统热轴兑现率的技术改进方法

我国铁路运用现场应用的红外线轴温探测系统存在兑现率低等问题，对列车的正点运行造成了较大的影响。本文从我国采用的红外线轴温探测系统的基本原理出发，分析它误报率高的原因，提出通过改进红外线轴温探测系统探头的工作原理，由原有的探头采集每次一点改为每次进行多点采集，热轴判别方式由线到面的技术改进方法，来提高红外线轴温探测系统热轴兑现率，并提出将红外线照相技术引入到红外线轴温探测系统构想。     

基于DTW的车辆轴温监测方法

为了处理车辆轴温可能出现的跳变、缺失、噪声等异常数据,有效降低误报率,提出了基于动态时间规整算法的车辆轴温状态监测方法,将轴温历史监测数据和历史统计数据进行指数平滑预处理,在训练阶段将数据反复迭代得到不同轴温模式的参考样本,计算了实时轴温和参考样本各数据帧之间的欧氏距离,得到帧匹配距离矩阵,运用动态规划和回溯的思想,求出累积距离矩阵和动态规整路径,将动态规整距离作为2个时间序列相似度的量化指标,找出最小动态规整距离对应的轴温模式,从而得到状态监测结果。仿真结果表明:在MATLAB仿真中,输入1 000个时长为50~300min的轴温测试样本,其最大响应时间小于0.4s,共出现29次错误匹配,误报率低于3%。通过对测试样本和参考样本的各数据帧进行指数平滑处理,有效消除车辆轴温出现跳变的干扰,虽然跳变值和跳变点数量不同,但相对动态规整距离无变化,对状态监测结果无影响。可见,车辆轴温状态监测方法能够满足车辆轴温状态监测的实时性和准确度要求,减少了误报率。     

基于光纤光栅的斜拉桥索力在线监测

应用光纤传感测试技术，将光纤光栅刚性粘贴于传感头外表面上，使传感头承受拉索的索力，通过对光纤光栅波长移动量的解调，就可以测出索力的大小。并将光纤光栅和电阻应变片两种索力测量方法进行了实验对比。实验结果与理论分析证明。该测试系统具有结构简单、测量范围大、稳定性和线性度好等特点，既可用于斜拉桥施工阶段的索力测定，也可用于结构长期的安全监测。     

基于Matlab的自适应滤波器设计

滤波器在电子设备中已得到广泛的应用,而自适应滤波器可以不必事先给定信号及噪声的自相关函数,它可以利用前一时刻已获得的滤波器参数自动地调节现时刻的滤波器参数,从而实现最优滤波。介绍了自适应滤波器原理,并对LMS自适应算法进行了分析,最后用Matlab对自适应低通滤波器进行了仿真和实现,并分析了该自适应滤波器的性能。     

去除探地雷达信号中不相关噪声的方法

根据有效信号在相邻道之间在波形和能量上有相关性这一特点,作者改进了常规KL变换只能提取水平相关信号的不足,使用小波域上的KL变换对探地雷达剖面进行滤波,不仅使倾斜轴和弯曲轴的到了加强,而且在低信噪比时,有效地区分出有效信号和干扰信号,提高了雷达剖面的分辨率.本文运用铁路沪宁线路基检测的数据,使用该方法滤波,其处理后的剖面更能有效地反映出路基病害的信息.     

基于P-OTDR分布式光纤传感中信息提取的研究

在介绍了P—OTDR分布式传感基本原理的基础上，深入研究了从测得的背向散射信号中提取出偏振态演化信息的方法。通过数字平均和解卷积提高了信号的信噪比和系统分辨率，为P—OTDR分布式光纤传感系统的实用化提供了一定的基础。     

基于光纤光栅的锚端预应力传感器的研究

针对传统检测方法长期稳定性差、信号不能远距离传输等缺点，基于光线光栅的优点，以及预应力钢绞线的特殊结构和复杂工作情况，本文提出了基于光纤光栅的预应力锚端传感测试方案，进行了光纤光栅锚端预应力传感器的研究，实验表明该传感器重复性好，测量精度高，可以满足预应力锚端监测的需要。     

具有信号时延的列车网络控制系统的鲁棒控制

针对具有信号时延的列车网络控制系统,研究其鲁棒稳定性问题.把该系统建模为具有线性时滞的系统模型,基于Lyapunov稳定性理论,以Riccati不等式方程的形式给出了具有信号时延的列车网络控制系统时滞独立鲁棒稳定的充分条件,同时设计了鲁棒控制器,结合数值实例给出相应的仿真结果,仿真结果验证了方法的有效性.     

时滞多维轨道不平顺激励的一致白噪声模型

为获得各轮轴处轨道不平顺，用于列车．桥梁振动控制和随机振动分析，研究了轨道不平顺的模拟方法．采用白噪声滤波法生成单轮轴的轨道不平顺；为实现不平顺波长选择，提出了成型滤波器参数的宽频带识别法．为考虑各轮轴间的时延，利用相邻轮轴间的短时滞，构造了基于高阶Pade近似的累次时滞系统．将成型滤波器与时滞系统相结合，得到了以白噪声为输入、列车各轮轴处轨道不平顺为输出的状态方程．算例表明，模拟样本与轨道不平顺目标谱密度相符，且满足各轮轴处轨道不平顺之间的时滞关系．     

斜拉桥索无损检测信号的滤波处理方法

针对在役斜拉桥索只能进行无损检测的特点,设计了基于漏磁检测的缆索缺陷检测系统。实测结果表明,缺陷产生的漏磁信号往往附有大量的噪声信号,导致信号特征不显著。为此,应用信号平滑、小波包差分超限滤波和BP神经网络模式识别等信号分析方法,对采集信息进行滤波处理,以获取比较显著的特征量化信号。仿真结果表明,经过滤波处理后的漏磁信号特征明显,为桥梁斜拉索的断丝缺陷检测和分析提供了可靠依据。     

光纤FBG光栅传感测试技术研究及其应用

与其他传感技术相比，光纤光栅传感有其独特的优点。现介绍光纤光栅传感器的工作原理及应用现状，并对光纤光栅传感的研究热点进行了讨论。     

一种新型级联MZI型不等带宽波长交错滤波器的设计

为了满足在光纤通信系统中不同传输速率对带宽的要求,提出了基于1个3×3和2个2×2光纤耦合器级联组成全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型不等带宽波长交错滤波器的设计方案.运用光纤传输理论和矩阵理论,推得器件输出谱的表达式,对其特性进行数值模拟分析,结果表明:器件将50GHz的输入信号分离成信道间隔为100GHz的奇偶两路输出信号,满足了10Gbit/s+40Gbit/s混合系统中不同传输速率对带宽的要求,实现不等带宽传输;器件中对耦合器的结构参数偏差要求不同而降低了制作难度.该滤波器较等带宽交错滤波器带宽利用率更高,在光纤通信系统中有着潜在的应用价值.