本文關(guān)鍵詞：小波變換在高速鐵路牽引供電地震防災(zāi)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 地震波 地震預(yù)警 小波分析 閾值去噪 地震參數(shù) 報警閾值

【摘要】：我國地域遼闊,地質(zhì)環(huán)境多變,屬于世界上地震高發(fā)的國家之一。在當(dāng)代高速鐵路發(fā)展迅猛之時,安全成為高鐵的首要問題。一旦地震發(fā)生,造成的安全危害是不可估量的,尤其是對高速運行的列車。由于目前的科技水平還無法預(yù)測地震的發(fā)生,因此為減少地震對高鐵的危害,研究與應(yīng)用地震預(yù)警技術(shù)是非常必要的。參照日本、法國已有的高鐵地震預(yù)警系統(tǒng)并且結(jié)合中國的實際情況,文章將對我國高鐵的地震預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建展開研究。地震預(yù)警系統(tǒng)是一種基于P波地震監(jiān)測的預(yù)報警系統(tǒng)。利用監(jiān)測到的P波信號估算地震中有關(guān)參數(shù),進而計算高鐵沿線的地震動加速度,判斷是否需要對列車進行管制。本文圍繞高鐵預(yù)警系統(tǒng)框架內(nèi)容,報警輸入值,監(jiān)測點的選取范圍以及列車應(yīng)急操作方案等主要目標(biāo)問題進行了整理與研究。高速鐵路地震預(yù)警系統(tǒng)是通過在鐵路沿線和潛在震源區(qū)安裝地震儀,實時監(jiān)測地震信息。由于采集到的地震信息包含了大量的噪聲,如不進行去噪處理,會大大提升誤報的可能,因此選擇一種合適的去噪手段是至關(guān)重要的。由于高鐵防震監(jiān)測數(shù)據(jù)在頻率域內(nèi),有效信號的頻域會和噪音的頻域有部分重合,因此僅僅通過頻率域濾波并不能較好的去除噪聲。小波變換作為信號時間-頻率的分析方法,其能夠任意改變空間分辨率以及多尺度細化分析,使其能夠更好的應(yīng)用于目標(biāo)信號分析。本文主要研究小波變換技術(shù)在高鐵防震中的運用,并構(gòu)建新的閾值函數(shù)對目標(biāo)信號進行去噪。通過理論分析和MATLAB仿真,對雷克子波、EL-CENTRO地震波以及日本阪神地震波分別進行閾值去噪對比處理分析,實驗結(jié)果表明：引進的閾值函數(shù)對于壓制噪聲有著明顯的優(yōu)勢；通過信號去噪,P波和S波明顯區(qū)分開來,為系統(tǒng)利用P波的檢測提供良好的前提；并能大幅度減小誤報幾率。
【關(guān)鍵詞】：地震波 地震預(yù)警 小波分析 閾值去噪 地震參數(shù) 報警閾值
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U223.8;TN911.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 高鐵地震預(yù)警系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 法國鐵路地震預(yù)警系統(tǒng)13
• 1.2.2 日本鐵路地震預(yù)警系統(tǒng)13-14
• 1.2.3 國內(nèi)鐵路地震預(yù)警系統(tǒng)14-15
• 1.3 小波變換在抑制地震信號噪聲方面的研究現(xiàn)狀15
• 1.4 本文研究主要內(nèi)容15-17
• 第2章 高速鐵路防震預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)建研究17-25
• 2.1 高鐵地震預(yù)警系統(tǒng)的建立17-20
• 2.1.1 地震預(yù)警原理17-18
• 2.1.2 高速鐵路預(yù)警系統(tǒng)18-19
• 2.1.3 高速鐵路地震波的監(jiān)測19-20
• 2.2 高速鐵路地震預(yù)警系統(tǒng)算法的研究20-24
• 2.2.1 地震動圓衰減模型20
• 2.2.2 高速鐵路地震預(yù)警閾值的確定20-22
• 2.2.3 高鐵地震報警判定方式22-23
• 2.2.4 應(yīng)急操作方案23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 地震信號噪聲及抑制方法25-29
• 3.1 地震波的特點25-26
• 3.2 地震噪聲的類型及其特征26
• 3.3 地震噪聲去除的方法26-28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第4章 小波變換的基本理論29-42
• 4.1 引言29
• 4.2 傅立葉變換與短時傅立葉變換29-31
• 4.2.1 傅立葉變換29-30
• 4.2.2 短時傅立葉變換30-31
• 4.3 小波變換31-34
• 4.3.1 小波分析的概述31
• 4.3.2 小波變換及小波基函數(shù)31-33
• 4.3.3 小波變換的時頻局部性分析33-34
• 4.4 連續(xù)小波變換34-35
• 4.5 離散小波變換35-36
• 4.6 二進小波變換與離散二進小波變換36-37
• 4.7 多分辨分析和Mallat算法37-41
• 4.7.1 多分辨分析37-39
• 4.7.2 Mallat算法39-41
• 4.8 本章小結(jié)41-42
• 第5章 基于小波變換在防震技術(shù)上的應(yīng)用研究42-64
• 5.1 基于小波變換的模極大值去噪方法42-46
• 5.1.1 信號在小波變換各尺度上的傳播特點42-44
• 5.1.2 小波變換模極大值去噪的算法44
• 5.1.3 模極大值去噪MATLAB平臺仿真實驗44-46
• 5.2 基于小波變換的閾值去噪方法46-54
• 5.2.1 信號去噪的準(zhǔn)則47
• 5.2.2 小波閾值去噪原理47-48
• 5.2.3 閾值函數(shù)的選取48-50
• 5.2.4 閾值的選取50-51
• 5.2.5 小波函數(shù)的選取和分解層數(shù)的確定51
• 5.2.6 閾值函數(shù)的引進方法研究51-52
• 5.2.7 小波閾值去噪MATLAB平臺仿真實驗52-54
• 5.3 地震波MATLAB仿真實驗分析54-63
• 5.3.1 Ricker子波小波閾值去噪分析54-58
• 5.3.2 EL-CENTRO地震波小波閡值去噪分析58-61
• 5.3.2 日本阪神地震波小波閾值去噪分析61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-69

【參考文獻】

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本文編號：815247