高速列車電磁發(fā)射測(cè)量與數(shù)據(jù)分析.pdf

1、隨著高速鐵路（High-Speed Railway,高鐵）系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，高速列車的電磁環(huán)境日益復(fù)雜，其電磁兼容性能的好壞直接關(guān)乎到列車運(yùn)行的安全性、可靠性、可用性。列車的電磁環(huán)境具有明顯的特殊性，和復(fù)雜多變的列車工況具有密切聯(lián)系，這使得針對(duì)列車電磁環(huán)境的分析面臨著參數(shù)過(guò)多、無(wú)法確定因果關(guān)系等挑戰(zhàn)。而傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析都是以嚴(yán)密的理論推理為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行簡(jiǎn)化來(lái)構(gòu)造分析模型，因此經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析并不適用于高速列車電磁兼容性研究領(lǐng)域。而數(shù)

2、據(jù)挖掘(Data Mining，DM)可以對(duì)海量但信息密度極低的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理，提取出知識(shí)信息，因此本文借鑒數(shù)據(jù)挖掘的方法對(duì)高速列車電磁發(fā)射測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。本文的工作內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)主要包括以下兩個(gè)方面:
　　(1)為明確挖掘目標(biāo)，本文首先對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行透徹的理論分析。文章首先從電磁兼容測(cè)量三要素出發(fā)，對(duì)高速列車的騷擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備進(jìn)行了系統(tǒng)的討論，其中，騷擾源主要討論了由牽引、逆變系統(tǒng)產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)騷擾、受電弓部分離線

3、產(chǎn)生的高頻輻射騷擾以及牽引回流包含的豐富諧波分量所產(chǎn)生的電磁騷擾，耦合途徑主要討論了傳導(dǎo)耦合、輻射耦合和線纜間的傳導(dǎo)耦合，然后根據(jù)車載信號(hào)傳輸和信息處理設(shè)備、列控信號(hào)動(dòng)作設(shè)備以及其它電力設(shè)備的工作原理對(duì)車載敏感設(shè)備的抗干擾性進(jìn)行了討論。最后根據(jù)GB/T24338(1-5)制定了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方案并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，完成了初始數(shù)據(jù)的測(cè)量工作。
　　(2)基于原始測(cè)量數(shù)據(jù)中的應(yīng)答器傳輸模塊(Balise Transmission Module

4、，BTM)和速度傳感器(Speed Dynal，SPD)時(shí)域測(cè)量數(shù)據(jù)、頻域測(cè)量數(shù)據(jù)、列車全球定位系統(tǒng)(Global Position System，GPS)數(shù)據(jù)以及工況記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行了數(shù)據(jù)挖掘分析。首先采用ARMA時(shí)序分析模型對(duì)SPD時(shí)域測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)序分析，通過(guò)對(duì)歷史測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，實(shí)現(xiàn)受試設(shè)備電磁兼容數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè);然后采用分類回歸決策樹(Classification And Regression Tree，CART)、反向傳播(Bac

5、k Propagation，BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以徑向基函數(shù)(Radial Basis Function，RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)BTM頻域測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類分析，實(shí)現(xiàn)由測(cè)量數(shù)據(jù)到列車工況的判斷，并利用受試者工作特性(Receiver Operating Characteristic，ROC)曲線對(duì)三種模型進(jìn)行了模型評(píng)價(jià)，最終結(jié)合計(jì)算速率和CPU占用率得到結(jié)論，當(dāng)分類類型比較少時(shí)可以采用CART決策樹進(jìn)行分析，當(dāng)分類類型比較多時(shí)可以采用RBF神經(jīng)網(wǎng)