超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測(cè)的去噪算法.pdf

1、由于我國(guó)鐵路發(fā)展迅速，高速的客運(yùn)列車、重載化的貨運(yùn)列車，所以對(duì)鐵路的安全系數(shù)及軌道的無(wú)損完整性要求也隨之增加，對(duì)保障鐵路安全運(yùn)輸?shù)乃协h(huán)節(jié)都更加的重視。為了響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，實(shí)時(shí)斷軌檢測(cè)的要求在鋼軌安全檢測(cè)中早已被提出。對(duì)鋼軌進(jìn)行安全檢測(cè)，對(duì)有可能造成危險(xiǎn)事故的鐵路隱患進(jìn)行及時(shí)修復(fù)和更換，可以有效避免重大鐵路事故的發(fā)生。但是，在鐵路這樣一個(gè)復(fù)雜的自然環(huán)境中，噪聲信號(hào)卻是一個(gè)無(wú)法避免的問(wèn)題，由于噪聲信號(hào)的干擾，能夠造成各種我們無(wú)法想象的影響

2、。尤其在斷軌檢測(cè)中，因?yàn)樵肼暤母蓴_使我們檢測(cè)到的斷軌位置有了相應(yīng)誤差時(shí)，其造成的影響就不單單是幾個(gè)數(shù)字那么簡(jiǎn)單了，它也許會(huì)威脅著我們的財(cái)產(chǎn)及生命安全。
　　本研究對(duì)超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測(cè)中涉及的去噪算法進(jìn)行了探討，目的是為了更準(zhǔn)確地判斷斷軌情況以及更精確地定位斷軌位置。由于該系統(tǒng)中超聲波信號(hào)是一種非線性非平穩(wěn)微弱信號(hào)，極易受到噪聲的干擾，使得對(duì)斷軌判斷不準(zhǔn)確定位不精確。為了避免上述情況的發(fā)生，本文從傳統(tǒng)軟硬閾值函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)中，提煉了兩

3、種新的閾值函數(shù)，利用這種新的閾值函數(shù)創(chuàng)造了一個(gè)新的小波閾值函數(shù)去噪算法，以及提出小波包多閾值去噪SMS法與兩種新閾值函數(shù)結(jié)合的去噪方法。經(jīng)過(guò)MATLAB仿真發(fā)現(xiàn)，對(duì)比小波變換后利用軟閾值函數(shù)去噪法，經(jīng)兩種新閾值函數(shù)方法去噪后的信號(hào)信噪比提高11％-22%，均方誤差降低21%-29%；對(duì)比小波變換后利用硬閾值函數(shù)去噪法，經(jīng)兩種新閾值函數(shù)方法去噪后的信號(hào)信噪比提高11%-29%，均方誤差降低21%-30%左右，并且經(jīng)兩種新閾值函數(shù)方法去噪后

4、的信號(hào)幅值更接近原始信號(hào)幅值。由于小波去噪有其相應(yīng)的缺點(diǎn)，針對(duì)其缺點(diǎn)又提出了小波包多閾值去噪。經(jīng)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)新閾值函數(shù)不僅在小波閾值去噪中有明顯優(yōu)勢(shì)，而且在小波包多閾值去噪中各參數(shù)也有一個(gè)較為顯著地優(yōu)化。判斷軌道損傷位置時(shí)，最重要的參數(shù)就是回波時(shí)間，本文利用希爾伯特變換求出信號(hào)包絡(luò)，找到信號(hào)的峰值，便得到了回波時(shí)間。采用MATLAB對(duì)該系統(tǒng)中涉及的算法進(jìn)行建模仿真，并對(duì)實(shí)際環(huán)境中采集的信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證。可以發(fā)現(xiàn)，超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測(cè)的去噪算法使