导读:本文包含了铁轨振动论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:Φ-OTDR,铁轨振动信号,列车行驶轨迹检测,k-means聚类算法
铁轨振动论文文献综述
徐宁[1]（2019）在《基于光纤传感器的铁轨振动信号轨迹监测研究》一文中研究指出随着我国高铁网规模的不断扩大,列车速度的不断提高,实时掌握列车准确的行驶位置、行驶方向和速度等信息,对于确保高铁运行安全至关重要,因此对列车安全监测技术提出了更高的要求。我国目前的铁路安全监测主要依赖地面设备和无线通信手段,建设成本较高、运营维护成本较大。基于相位敏感光时域反射计(Phase-Sensitive Optical Time-Domain ReflectometerΦ-OTDR)的分布式光纤振动传感技术,因具有对光纤沿线的外界扰动可进行分布式感知、全方位连续监测、系统维护成本低、抗电磁干扰能力强的优点,在隐蔽性、环境适应性和事件精确定位等方面有潜在的应用前景。本文基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)技术的基本原理,创新性地提出将该技术应用到铁路轨道上,实现长距离分布式振动信号的检测与采集,从而实现对列车行驶轨迹的实时监测。本课题以高速列车的行驶轨迹为研究对象,通过对列车行进过程中铁轨振动信号采集以及对信号特征的处理与分析,实时获得列车位置、速度和行驶方向与列车长度等信息,从而判断在列车行进途中是否正常行驶、是否遇到突发事件,以便及时进行调度,从而提高列车运行的安全性。本文主要完成了以下几方面的研究工作:1.第一章绪论介绍了本课题研究的背景及意义。主要介绍了列车振动信号以及列车行驶轨迹检测的研究现状和应用现状,充分认识到实现列车轨迹监测的必要性,了解和认识目前技术的优缺点2.第二章介绍了光纤传感技术和OTDR技术的基本原理和发展概况及Φ-OTDR技术的主要应用。根据Φ-OTDR技术的数学模型,探讨了实现Φ-OTDR技术对列车振动信号实时采集的可行性。3.第叁章设计并研究了一种基于Φ-OTDR技术的振动信号特征提取方法,提出了基于Φ-OTDR的振动信号频谱的特征提取和特征选择策略,该策略由信号预处理、频谱特征选择、频谱特征提取叁部分组成。首先由信号预处理模块对原始信号进行一阶平滑滤波;再由频谱特征选择模块对滤波后信号进行基于短时傅里叶变换(STFT)的振动信号时频分析,并通过能量熵函数选择频谱中具有较多列车行驶信息的特征;最后利用频谱特征提取模块,将能量熵作为特征,考虑到OTDR技术的信号衰减的物理特性,将每一个采样的位置点作为一个分类器,采用k-means聚类算法,优化能量熵的特征提取。4.第四章设计并研究了一种基于Φ-OTDR技术的列车行驶轨迹监测方法,实现了对列车行驶轨迹的实时监测。该方法利用Φ-OTDR技术对铁轨振动信号进行实时采集,对原始信号采用第叁章所述方法进行特征提取,利用能量熵幅值特征进行判断来确定列车行驶的有效信号,通过对不同时刻列车行驶的有效信号分析,匹配列车行驶模型,再进行全局分段回归算法,获得列车位置、速度和行驶方向等列车行驶轨迹的信息。为了提高在线监测的准确性,还应该对列车信号阈值进行在线更新,添加了在线阈值与离线数据库的的加权系数,初步实现了轨道轨迹检测的智能识别。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2019-03-01）
姚悟闻,阳生权,孙杰[2]（2018）在《超近距离爆破振动下铁路隧道铁轨振动特性研究》一文中研究指出依托实际铁路隧道工程,结合铁轨爆破振动测试与能量分析,对超近距离邻近隧道爆破施工影响下既有铁路隧道铁轨爆破振动效应及其控制进行研究。利用小波包分解及其保范性在Matlab里对爆破振动信号进行分解,并计算出铁轨爆破振动不同频带能量分布情况,得到不同频率带所占能量百分比,并拟合出能量衰减公式以更进一步量化铁轨地震波能量变化规律。通过对监测数据进行拟合得到适合琅口隧道场地条件的萨道夫斯基公式,分析超近距离下铁路隧道铁轨的爆破地震波的衰减规律,得出琅口隧道场地条件下的安全药量、距离计算公式。(本文来源于《湖南工业大学学报》期刊2018年06期）
丁宁[3]（2017）在《基于Φ-OTDR的铁轨振动信号检测与研究》一文中研究指出近几年我国高速铁路的快速发展对铁路运营安全检测及监控技术提出了更高的要求。目前的铁路安全监控技术存在复杂度过大、维护成本高,抗电磁干扰能力差等缺点。相位敏感光时域反射计(Phase-Sensitive Optical Time-Domain Reflectometer,Φ-OTDR)分布式光纤传感系统是一种利用光纤集感应和传输于一体的分布式传感系统。Φ-OTDR所拥有的系统简单、维护成本低、抗电磁干扰能力强,可实现大范围分布式检测等诸多优点,使得该技术发展前景很大,具有巨大的潜在应用价值。本文在介绍Φ-OTDR技术基本原理和铁路安全监控技术研究现状的基础上,主要研究内容是把Φ-OTDR技术创新性地应用到铁路运营安全检测与监控领域,利用Φ-OTDR技术对铁轨振动信号的采集和处理,来实时获知列车行驶轨迹和有无外来异物入侵铁轨等信息。本文主要完成了以下几方面的研究工作:1、第一章绪论部分介绍了本课题研究的背景及意义。主要介绍了铁路运营安全领域包括列车行驶轨迹检测和铁轨异物入侵检测的研究和应用现状,充分了解和认识目前技术的优点与不足。2、第二章介绍了Φ-OTDR技术基本原理及其主要应用。第叁章创新性的把Φ-OTDR技术引入到铁路交通领域,对现场实验环境进行介绍,利用Φ-OTDR技术实现对铁轨的振动信号的实时和连续采集。3、第四章设计并研究了一种基于Φ-OTDR技术的列车行驶轨迹检测方法,来实现对列车行驶轨迹的实时检测。该方法利用Φ-OTDR技术对铁轨振动信号的实时采集并对原始信号进行小波去噪处理,对紧邻的两个不同时刻的信号进行差值计算,并采用阈值处理和低通滤波处理,对处理后的差值信号进行幅值特征提取,对幅值特征进行判断来确定列车行驶的有效信号,通过对不同时刻列车行驶的有效信号分析,来实时获得列车当前位置、速度和行驶方向等列车行驶轨迹的信息。4、第五章设计并研究了一种基于Φ-OTDR技术的的铁轨外来异物入侵监测方法,来实现对铁轨异物入侵的检测。该方法在铁轨旁人为模拟一些如外来行人入侵铁轨和山体滑坡等异常事件,同时利用Φ-OTDR技术对铁轨振动信号进行连续采集。对原始信号进行小波滤波去噪处理、短时傅里叶变换和自回归模型谱估计处理来提取信号的频率特征,通过对信号频率特征的分析,来判定监测铁轨路段上任意位置点是否有事件发生,通过对该位置点前后位置点是否有事件的判断来区分正常列车行驶和外来异物入侵事件。(本文来源于《东南大学》期刊2017-04-13）
李海晴[4]（2013）在《基于振动信号的高铁铁轨无损监测方法研究》一文中研究指出近年来，高速铁路得到了快速发展，建设中的高铁网络正在改变着现有的交通运输格局，已有效地缓解了铁路运输的紧张状况。新建的高速铁路的基础设施设计至少达到250公里/小时，相对传统的普通列车，其运行速度快，密度大，行车间隙短。同时，高速启动和制动对铁轨造成的损伤大，大的运输量也使铁轨易产生疲劳和断裂；这就对我国目前使用的以超声波探伤小车为主，大型探伤车为辅的探测方法产生重大冲击。探伤小车在列车行车间隙探伤，速度慢，效率低，安全性差，不利于高铁铁轨的安全检查；大型探伤车主要在国外被广泛使用，但其存在诸多缺陷，如占用轨道，检测速度有限，一般低于100公里每小时，大多数只能检测钢轨表面缺陷，对钢轨如轨头内部裂纹和其他缺陷尚无能为力等。本课题在这样的背景下，研究一种新的实时钢轨健康监测方法，利用钢轨的振动信号分析钢轨伤损。理论仿真上，利用ANSYS软件建立无损及内部有伤损的模型，对模型进行动力学仿真，对得到的振动响应信号进行小波变换、小波包分解、经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，EMD），以提取损伤信息，对比发现EMD算法识别损伤的效果较好。根据本文振动响应信号特点，提出反对称的延拓方法，并采用总体平均经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD）方法抑制EMD算法的端点效应和模态混迭现象。经分析得到，改进后的EMD方法提取损伤信息效果较好，并提出损伤判别的初步依据。实验室条件下，搭建振动信号测试系统，利用自制单摆锤击钢轨模型，采用ICP（Integrated Circuit-Piezoelectric）加速度传感器采集钢轨模型的振动信号，通过USB数据采集卡传输到计算机中的LabVIEW程序进行存储并将结果导入MATLAB进行滤波及损伤分析。实验表明，改进后的EMD方法可识别出损伤。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2013-12-01）
铁轨振动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
依托实际铁路隧道工程,结合铁轨爆破振动测试与能量分析,对超近距离邻近隧道爆破施工影响下既有铁路隧道铁轨爆破振动效应及其控制进行研究。利用小波包分解及其保范性在Matlab里对爆破振动信号进行分解,并计算出铁轨爆破振动不同频带能量分布情况,得到不同频率带所占能量百分比,并拟合出能量衰减公式以更进一步量化铁轨地震波能量变化规律。通过对监测数据进行拟合得到适合琅口隧道场地条件的萨道夫斯基公式,分析超近距离下铁路隧道铁轨的爆破地震波的衰减规律,得出琅口隧道场地条件下的安全药量、距离计算公式。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
铁轨振动论文参考文献
[1].徐宁.基于光纤传感器的铁轨振动信号轨迹监测研究[D].南京航空航天大学.2019
[2].姚悟闻,阳生权,孙杰.超近距离爆破振动下铁路隧道铁轨振动特性研究[J].湖南工业大学学报.2018
[3].丁宁.基于Φ-OTDR的铁轨振动信号检测与研究[D].东南大学.2017
[4].李海晴.基于振动信号的高铁铁轨无损监测方法研究[D].南京航空航天大学.2013
标签：Φ-OTDR; 铁轨振动信号; 列车行驶轨迹检测; K-means聚类算法;