轨道电路高压不对称脉冲的时域识别方法研究

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全电子轨道电路是一种对列车实时位置进行监控的智能化轨道设备。这种设备运用铁轨作为信号的载体,将电容充放电过程中形成的高压不对称脉冲波用两根铁轨来传输,送至接收设备。接收端对波形进行处理,判断出当前钢轨区间的列车占用情况。本文就高压不对称脉冲波的时域识别做详细研究,主要从数字滤波算法和波形的识别方法两个方面分别做出了研究。在滤波算法上,本文对窗口平均滤波法做出了改进,得到了改进型窗口平均滤波法,并将这种算法与窗口平均滤波法、端部平滑窗口平均滤波法、最小二乘法作出了对比。在随机噪声、周期脉冲干扰噪声和高斯白噪声三种环境下,改进型窗口平均滤波法的信噪比比窗口平均滤波法高出约2.48dB,1.92dB,1.94dB,比端部平滑的窗口平均滤波法高出约0.56dB,1.82dB,1.32dB,比最小二乘九阶拟合法高出约8.68dB,2.30dB,1.65dB,胜过了其他三种算法,且提升滤波效果的同时并没有带来庞大的计算量,证明了改进型算法对不对称脉冲波形的滤波具有精确性和高效性。在波形识别算法上,本文对比了V-T特征参数法和能量对比识别法。在给标准的数据加入随机噪声后,对比了两种算法的识别误差:能量对比识别法的误差低于3%,而V-T特征参数法则基本上高于6%。能量对比法在实验平台下的误差为1%至2%之间,能量对比识别法的低识别误差,在轨道电路中是尤为重要的。考虑到区段绝缘节材质劳损、信号极性接反等情况,本文还设计了对波形频率和相位进行监测的算法来辅助波形的时域识别。以上的算法共同提高了整个轨道电路系统的安全性和可靠性,使全电子轨道电路较传统轨道电路得到了很大的提升。
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