A De-Noising Method for Track State Detection Signal Based on the Statistical Characteristic of Noise

Based on the statistical characteristics analysis of random noise power and autocorrelation function, this paper proposes a de-noising method for track state detection signal by using Empirical Mode Decomposition (EMD). This method is used to noise reduction refactoring for the first Intrinsic Mode Function (IMF) component in accordance with the “random sort-accumulation-average-refactoring' order. Signal autocorrelation function characteristics are used to determine the cut-off point of the dominant mode. This method was applied to test signals and the actual inertial unit signals;the experimental results show that the method can effectively remove the noise and better meet the precision requirement.

基于轨道倾角积分的长波高低轨道不平顺测量方法

高效且准确地对长波轨道不平顺进行监测是轨道几何测量领域的难点。分析两类惯性基准动态检测方法的测量误差来源,认为转向架与轨道间的“冲角”是造成长波不平顺测量精度损失的重要因素;为此,重新设计检测系统硬件结构,引入点头陀螺仪传感器和测距组件,在轨道平面建立“短弦”测量模型,推导基于误差状态扩展卡尔曼滤波估计的俯仰轨道倾角测量算法;通过补偿滤波与空间域积分等信号处理方法,计算长波高低轨道不平顺。现场试验表明:该方法有效复原7~200 m以内的长波高低不平顺;当截止波长为200 m时,相比传统的惯性基准法,平均精度增加了81%~88%,且受检测速度影响小;统计系统重复检测误差的95%分位数在1.5 mm以内,在大跨度桥梁形变与路基沉降监测等领域具有较好的应用前景。

铁路轨道检查仪在普速铁路轨道精测精捣作业中的应用

为提升轨道测量和捣固作业效率,应用轨检仪指导大型养路机械实施数字化精捣作业。针对铁路轨道检查仪在大型养路机械实施数字化精捣作业时,存在的推行起点与曲线四大桩点里程不一致、通过道岔有害空间影响测量数据准确性等问题,提出规范铁路轨道检查仪作业流程和制作专用工装消除有害空间等措施。经现场运用统计,利用轨检仪形成机捣方案进行机捣作业,作业效率明显提升,TQI降比比较明显。

长波长轨道不平顺检测中的数字滤波方法

分析和比较了目前较为成熟的轨道长波长不平顺的检测方法 ,尽管随检测原理的不同 ,各国的轨检系统采用的处理方法相差很大 ,但其共同点是均离不开数字信号处理方法 ,从而保证系统有良好的幅频特性和相频特性。

基于惯性基准法的高速铁路纵断面线形平顺性研究

为研究线路竖曲线引起的长波高低不平顺超限问题,采用基于惯性基准法的虚拟轨检技术,建立高速列车—线路动力学仿真模型,通过车体加速度与车体-车轮相对位移反演得到虚拟不平顺,进而分析列车检测速度,竖曲线半径、长度、坡度差、夹坡段长度等竖曲线基本参数对虚拟不平顺的影响规律。分析结果表明:检测速度与竖曲线半径对虚拟长波不平顺影响较大,同时将计算结果与规范对比,建议对于设计时速为300 km/h的高速铁路,在设计允许的条件下,竖曲线长度和夹坡段长度设计值应大于500 m。

高速磁浮轨道长波不平顺检测系统设计

加强轨道不平顺的控制是提高列车运行品质的重要措施,而利用自动化测试系统是检测轨道平顺性的有效手段。介绍一种用于高速磁浮轨道长波不平顺检测的便携式测试系统。该系统采用了基于惯性测量原理的检测方法,并结合GPS定位技术实现轨道的定位。应用多线程并行处理技术实现GPS数据和数采卡数据的同步记录,设计了相应的数字滤波器对信号进行处理。测量结果表明:该检测系统能实现磁浮轨道长波不平顺的精确测量,测量结果不受列车运行速度的影响。

基于捷联惯性系统的轨道长波不平顺检测

将航空航天飞行器制导中的捷联惯性系统应用于轨道长波不平顺的检测。利用四阶龙格-库塔法求解四元素姿态矩阵微分方程;采用积分滤波器对加速度信号进行二次积分,从而实时获取物体的运动轨迹。为提高系统的稳定性和抗噪性,在积分前利用小波变换对加速度信号进行去噪处理。最后采用XW-IMU5250惯性测量单元实测一个物体的运动,得到了物体精确的运动轨迹,通过对比不同时期测量结果即可得到轨道的长波不平顺信息。

构架式轨距——轨向检测系统信号合成算法及系统验证

通过对图像传感器输出的轨距左右偏移信号和左右高低偏移信号、加速度计输出信号和车体惯性平台输出的轨道倾角信号进行合成处理,得到准确的轨距和轨向测量结果。从理论上推导轨向的合成算法,对安装于轨距测量梁中心的轨向加速度计的响应进行重力和旋转运动修正后,与三角窗函数卷积运算,得到轨距测量梁中心横向位移的二阶差分,然后再通过二次积分和滤波得到左右轨向值。通过设计模拟低通滤波和相应的数字滤波器,实现了加速度滤波器的幅频响应与检测车速度无关,保证了系统的检测精度。对轨向加速度计测得的位移和摄像式轨距系统测得的位移进行比较,验证了系统测量原理和合成算法的正确性。经静态验证和现场试验,结果证明构架式轨距—轨向检测系统具有检测精度高、性能稳定和故障率低的优点。

轨道高低自适应测量系统

轨检车的CP-3型轨道高低测量装置采用惯性法测量,测量结果受到行车速度影响.因此在轨检车的CP-3型轨道高低测量装置中将速度分成了三档,测量时依据行车速度由人工进行调节,这给测量带来较大的不便,并容易引入测量误差.为此作者通过对左右高低加速度计输出的加速度信号、位移传感器输出的左右高低加速度计和左右高低测量点的垂向位移信号、车体惯性平台输出的车体倾角信号进行合成处理,并结合自行设计的模拟低通滤波和相应的数字滤波器,实现了加速度滤波器的幅频响应与检测车速度无关,即自适应测量.该系统的现场试验结果表明,高低的检测结果是正确的,可以满足现场使用要求.

基于惯性法的磁浮轨道长波不平顺检测及其实现

轨道长波不平顺是影响磁浮列车平稳性和乘坐舒适性的主要因素,利用自动化测试系统是检测轨道平顺性的有效手段。提出了一种用于磁浮轨道长波不平顺的惯性检测方法,结合GPS技术实现轨道的定位。配置相应的检测系统,系统中利用多线程并行处理技术实现GPS-OEM板数据和数采卡数据的同步记录;由速度信号控制加速度信号和间隙信号的等空间间隔采样;并且设计了线性相位IIR移变滤波器来实现对长波不平顺成分的提取。测试结果表明该检测方法能实现磁浮轨道长波不平顺准确测量,检测结果不受列车运行速度变化的影响,可方便的提取特定波长范围内的轨道不平顺成分,同时使用GPS能准确可靠的实现梁跨范围内的定位。

用于轨检信号提取的线性相位IIR移变滤波器

提出一种基于谱变换的IIR移变滤波器的设计方法,并利用分块翻转技术实现滤波器的线性相位特性．在满足提取100 m范围内的长波不平顺成分的设计参数条件下,仿真计算IIR滤波器的频响误差．仿真结果表明:当翻转块长度为1 600时,IIR线性相位滤波器能满足线性相位特性和幅频特性要求,比传统轨检FIR滤波器节省了95．5％的乘法运算和98．0％的加法运算,前者与后者所需的缓存量之比为9 614／2 135．利用实测信号计算验证了线性相位IIR移变滤波的正确性和有效性．

反坦克导弹抗干扰技术

抗干扰能力是反坦克导弹武器系统的重要性能指标之一,第二代反坦克导弹武器系统采用目视瞄准、电视(红外)跟踪、有线传输指令的制导方式,大大提高了武器系统的自动化程度。由于现代战争中干扰源种类越来越多,因此提高武器系统的抗干扰能力显得尤为重要,针对战场上可能出现的干扰源类型,给出了不同类型干扰源的干扰机理,全面分析了反坦克导弹武器系统采用的抗干扰技术并简述了相应的工作原理。

计算固体潮潮汐参数的非数字滤波调和分析方法

介绍了计算固体潮潮汐参数（潮汐因子和相位滞后）的非数字滤波调和分析方法的原理、计算公式和程序。选用中纬度点两年重力固体潮理论值和兰州水管倾斜仪ＥＷ分量１９８７～１９９７年期间的观测数据作试验计算，将其计算结果与维尼迪柯夫调和分析方法计算结果进行了对比。结果表明，非数字滤波调和分析方法所得周日频段内主要波群的潮汐参数与维尼迪柯夫调和分析计算结果无明显差别，且非数字滤波调和分析方法还有利于用时值直接研究固体潮观测结果中的长周期波信息和求解非潮汐变化的特征因子。

数字逆滤波技术在轨道不平顺检测中的应用

本文概述了国内外轨道不平顺检测的原理和采用的数字滤波器技术,基于2m弦测法的原理,着重分析了逆滤波器的设计原理和方法,并进行了模拟仿真。对逆滤波器设计中存在的问题及改进方法作了一定的分析。最后总结了轨道检测中数字滤波器的设计和应用特点。

轨道不平顺检测中数字补偿滤波器的设计及仿真

轨道不平顺是影响列车安全舒适的主要因素,轨检车可实时准确的检测出轨道不平顺状态;但车速的变化会使传感器信号发生畸变和衰减,使分析数据失真。为了消除车速的影响,分析了轨检系统中数字补偿滤波器的理论及设计方法,最后进行了CCS5000仿真验证。结果表明,数字补偿滤波器能够消除前端有用信号的衰减,且可达到较高的精度。

大号码高速道岔长波轨道几何不平顺评价方法

高速铁路大号码道岔具有侧向通过速度高、结构尺寸长的特点,相比18号等小号码道岔,其长波轨道几何不平顺的控制更为重要。利用轨道几何检测数据,基于Douglas-Peucker算法,针对大号码道岔心轨尖处由于组合廓形引起的轨距特殊突变现象进行针对性提取,实现了大号码高速道岔单元的准确划分;以单元内长波高低、轨向检测数据为依据,提出了针对长波高低、轨向不平顺的大号码高速道岔长波轨道几何不平顺评价方法,并针对CN系列大号码道岔FAKOP区段轨距加宽现象进行了有效处理,有效消除了轨距加宽所引起的轨向异常。经实测数据验证,大号码道岔长波轨向评价指标与列车过岔时晃车现象的关系相比长波高低评价指标更为密切,与传统认知相符。