时域频域法联合判定桩身完整性的应用研究

根据一维波动方程的波动解与振动解,给出了应力波的传播机理,揭示了基桩瞬态激振作用下,波速在时域频域曲线中的传播规律.通过对模型桩及工程基桩的现场测试,给出了完整桩及缺陷桩的时域频域特征,结果与理论推导吻合.现场工程实例表明,低应变法检测时采用频域法进行辅助判断,为工程测试提供了可靠的依据.     

高速列车车头的气动噪声数值分析

随着列车运行速度的提高,列车气动噪声变得越来越明显,降低气动噪声已成为控制高速列车噪声的关键之一。本文对高速列车车头气动噪声进行数值分析。首先,建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型,分别利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟计算高速列车的外部稳态和瞬态流场。然后,基于稳态流场,利用宽频带噪声源模型计算高速列车车身表面气动噪声源;基于瞬态流场,分析车身表面脉动压力的时域及频域特性;利用Lighthill声学比拟理论,计算高速列车远场气动噪声,分析远场气动噪声的时域及频域特性。本文对研究和控制高速列车气动噪声具有一定意义。     

车载BTM天线电磁干扰耦合规律研究

在地面应答器与车载BTM天线进行信号传输的过程中,车载设备很容易受到电磁干扰,其中以瞬态脉冲干扰最为频繁也最为严重,开展车载BTM天线的电磁干扰耦合规律研究,掌握其干扰耦合特性,对于保障列车信号正常传输具有重要意义。本文首先从应答器系统的工作原理与传输特性出发,对车载BTM天线进行仿真建模分析;针对典型脉冲干扰信号进行时域、频域以及能量分布分析;基于建立的车载BTM天线模型,仿真计算了车载BTM天线端口耦合电流在不同类型、不同极化角度、不同入射角度干扰信号影响下的大小。研究表明,在水平极化脉冲信号干扰下,其对车载BTM天线造成的电磁干扰影响远大于垂直极化,且当其入射方向与车载BTM天线主瓣方向一致时,对车载BTM天线的影响最大。     

基于Hanning窗四谱线插值FFT的轨道电路信号解析研究

移频信号是ZPW-2000A轨道电路系统关键特征之一,对其高精准度解析具有重要意义。基于移频轨道电路信号特点,提出一种基于时域加窗、频域插值的高精准度解析算法,并应用模拟仿真的方法进行验证研究。研究结果表明,通过时域加窗处理可有效改善常规FFT中出现的频谱泄漏问题,进一步在频谱中插值可提高信号解析准精度。通过本算法解析移频轨道电路载频最大误差为0.000 32 Hz,解析调制频率最大误差为0.002 63 Hz,以上误差范围均能够满足对轨道电路信号解析要求。     

基于MATLAB仿真的国产铁路移频信号分析

讨论了国产18信息轨道移频信号和UM71轨道移频信号的时域和频域特性，分析轨道移频信号的载频、低频调制频率及频率偏移等参数特征，用MATLAB软件对国产铁路移频信号进行仿真，确定了其参数特征。     

基于小波分析的机车走行部故障诊断方法

基于小波变换原理,对机车车辆走行部的振动信号进行时频分析。根据走行部故障振动信号的特点,选用调制高斯函数作为分析小波,处理由损伤冲击造成的信号突变。试验表明,该方法对铁路机车高噪声背景下瞬变信号的描述比以往的时域、频域信号处理技术更为精确,对由单个或多个轴承局部损伤引起的振动信号突变十分敏感,是进行机车走行部故障诊断的一种有效方法。     

基于Lamb波高阶JS散度的铝合金板损伤定征方法

针对高速列车车体铝合金构件疲劳损伤的在线检测问题，提出一种基于Lamb波时频高阶JS散度的铝合金裂纹损伤量化评估方法。采用基于相空间重构的奇异值分解方法对Lamb波传感信号进行噪声抑制，利用归一化窗S变换分析损伤信号的时频域瞬态能量分布特征。为了更深层次地揭示Lamb波损伤信号在时间维度与频率维度的非线性分布特性，提出信号时域与频域的n阶矩计算方法，采用损伤信号与无损信号间的时频高阶JS散度距离作为损伤指数对铝合金板的疲劳损伤进行量化评估，并分析高阶JS散度距离与铝合金板疲劳裂纹密度间的线性相关性。有限元仿真和铝合金板的疲劳损伤检测试验结果表明，本文提出的方法对铝合金薄壁件早期裂纹具有较高的敏感性，对疲劳裂纹损伤具有较好的量化表征能力。该方法无需进行Lamb波在复杂构件中传播机理分析与损伤波包识别，简单高效，可操作性强，在高速列车车体复杂结构损伤评估中具有较好的应用前景。     

多信息驼峰移频机车信号分析

本文讨论了18信息驼峰推峰机车信号的时域及频域特性，分析了轨道移频信号的载频、低频调制频率及频率偏移等参数特征。     

大型公铁两用斜拉桥健康监测数据的时域峰值统计及频域融合处理

为实现基于健康监测数据的桥梁运营安全性评定,针对大型公铁两用斜拉桥健康监测信号的数据量大、干扰强、频谱复杂、信噪比低等特点,基于沪通铁路长江大桥的健康监测数据,建立监测数据质量状况评定的3项指标(信噪比,单测点异常数据占比和总测点异常数据占比)及其5个评判等级的区间评判体系,并据此进行监测数据降噪去异常值的初步处理;基于30~300s的时域分段及监测值峰值即时替代措施,给出健康监测数据时域分段峰值的提取方法及其均值和方差的统计方法;采用加权平均方法推导出基于快速傅里叶变换、小波变换、希尔伯特—黄变换的监测数据频域融合公式,以提高频域数据的可靠性及精度,获取有效开展桥梁运营安全性评判的评估参数。以监测到的某大型桥梁的振动加速度数据为例,采用给出的数据处理方法进行数据的去噪处理、时域峰值提取及统计、频域融合处理,验证了方法的工程实用性。     

非平稳机械振动噪声中瞬态故障信号的检测

结合非平稳机械运行状态,分析了非平稳振动信号中瞬态故障信号和平稳振动信号的特点,介绍了应用小波包理论进行故障信号检测的基本原理.通过小波包变换后,平稳振动信号和瞬态故障信号的小波包-能量谱表现出不同的特性.本文运用统计信号处理的理论,构造了相应统计量进行假设检验判决,判断平稳振动信号中是否存在瞬态故障信号。针对变速箱故障声压信号的非平稳时变特点,给出了小波包分析处理变速箱故障声压信号的原理和方法,并分析了一个变速箱齿根裂纹故障的诊断实例.实验结果表明,该方法可以有效地提取淹没在平稳振动噪声信号中的瞬态故障信号的特征,准确判断出故障,验证了该方法对机械设备进行故障诊断的有效性,对其它类型的机械故障诊断也具有一定的参考价值。     

利用小波分析技术提取移频信号信息特征

针对铁路移频信号的信息特点,提出了利用小波脊线技术分析移频信号信息特征的具体方法。该方法可以快速、准确地计算出移频信号的瞬时频率和信号包络,并根据所得出的瞬时频率推算出相应的调制低频信息,为铁路移频和UM71信号的分析和译码提供了一个新的方案。     

基于Duffing振子的轨道移频信号检测方法研究

针对电气化铁路中强干扰环境下ZPW-2000移频信号的检测问题,分析基于快速傅里叶变换方法的传统检测方法的不足。根据混沌系统对噪声免疫及对初始条件敏感的特性,选取Holmes型Duffing振子检测ZPW-2000移频信号。利用混沌系统输出信号的方差与内策动力频率之间的规律及对时域输出的过零点间距的判断检测出上下边频、载频以及低频。最后利用Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果表明,利用该方法检测ZPW-2000移频信号较传统检测方法具有更好的抗干扰能力和较高的检测精度。     

铁路信号机房雷电电磁脉冲屏蔽设计与研究

根据雷电电磁脉冲和电磁屏蔽理论,结合闪电频谱的特征、雷击风险评估的应用和几种不同金属材料屏蔽效能的对比,为铁路信号机房的雷电电磁脉冲屏蔽工程提供了一种设计思路,并给出一种屏蔽效能计算和验证的方法。     

一种定制型铁路信号监测系统的设计与实现

针对铁路信号业务模式不断变化的特点,设计一种业务定制型铁路信号监测系统,通过提供信号基础元素库及图形化的构建过程,实现铁路信号监测业务的灵活定制。     

一种基于正交小波包技术的机车信号记录器数据快速压缩方法

根据铁路机车信号设备自身的信号译码需求,提出一种基于正交小波包技术的轨道电路信号的快速压缩方法,以改善目前机车信号记录器直接存储方式给波形数据存储造成的局限性.该方法利用截频性能出色的dmey小波的正交镜像小波滤波器组对机车信号记录器的记录波形信号进行3级小波包分解,按照记录信号制式的不同,在考虑dmey小波滤波器截频特性的前提下,根据小波包分解后的信号频带对应关系,只保留当前轨道电路信号所在频带的波形数据,以达到信号压缩的目的.实验表明,该方法可以对目前铁路现场主要使用的国产移频信号、UM71信号和ZPW-2000信号进行有效压缩和精确重构,且具有算法简单和方案灵活等特点,能够满足铁路现场实际运用的需要.     

基于现场试验的高铁路基智能压实过程中振动波垂向传播机制

以京雄城际铁路固安车站的路基段作为试验场地,从时域、频域、时频域及能量4个方面,研究振动压实过程中不同深度填料的动力特性及振动波从振动轮至填料全过程的传播机制。结果表明:振动信号从振动轮至填料的传播过程中,振动加速度峰值近似呈双曲线分布,且与埋深呈反向关系,其传播的临界深度为1.0 m左右;振动信号传播至填料中,基波频率有所增大,基波与各次谐波的幅值则逐渐减小;在任意埋深处,振动信号的基波、1次、2次至5次谐波的幅值呈现指数递减,具有严格的指数函数相关性;Hilbert-Huang变换谱能够全面、系统地反映任意时刻振动信号的时域特征,振动压路机对于填料的有效碾压时间大致为2 s;振动能量主要集中在20~50 Hz频率内,与基波和1次谐波频率基本一致;随着埋深的增加,振动能量逐渐减小,特别是在振动波从振动轮传至填料表面时,振动能量的损耗最为严重。     

基于声发射检测的钢轨断裂实时监测及定位方法研究

基于钢轨断裂实时监测技术对有效保障列车运行安全的重要性,以铁路常用的60 kg轨道为研究对象,以声发射检测技术为基础,经试验分析轨道断裂的声发射信号特征,有效区分列车运行引入的声发射信号。搭建监测系统,通过断轨检测模拟试验,验证该方法的有效性和准确性,并通过TDOA算法实现对断裂的定位。研究结果表明:轨道断裂会产生明显的声发射信号,且断裂声发射信号特征主频在100~160 kHz,声压幅值高,且在时域上存在明显的突发性;其特征与列车运行特征存在明显区别,可有效实现实时断轨监测;利用TDOA方法实现轨道断裂位置的确定,定位精度优于±20cm。研究结果为轨道断轨检测提供了有效的参考依据,对轨道交通运行安全的技术发展具有十分重要的意义。     

高铁牵引电流瞬态干扰对铁路信号的影响分析

高速铁路（简称:高铁）信号系统工作在复杂的电磁环境中,在干扰特性分析和数据处理时,需要对多种模拟和数字信号建立通用平台来完成。本文以LabVIEW软件作为开发平台,构建了集数据采集、数据格式转换、信号处理为一体的数据处理平台。平台可采集磁带记录仪等模拟信号源,并可导入记录仪存储的数据,从而形成通用处理平台。在此基础上,分析了高铁牵引电流瞬态特性对信号的影响,基于小波变换实现了对海量数据中瞬态干扰奇异点的检测。最后,采用现场实际记录波形进行了处理,验证了平台功能和算法的有效性。信号处理部分还可完成对源信号的时域实时测量、波形显示、滤波、频谱分析等功能。     

简谈福莆宁城际轨道交通信号系统制式选择

针对福莆宁城际行车组织方式及运营特点,分析各种信号系统制式在运营需求、工程造价、互联互通、资源共享等方面特点,最终选择适合本线路的信号系统方案。