【摘要】 隨著我國鐵路事業(yè)的發(fā)展，我國建成鐵路里程已成為世界第一，并且，現(xiàn)階段我國高鐵項目建設(shè)正在如火如荼的進行，為我國的經(jīng)濟發(fā)展提供了有力的支撐。在鐵路機車運行中，機車信號分析系統(tǒng)中的信號處理分析是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其信號處理的準確性，也影響著鐵路機車運行的安全性。因此，本文將主要分析了鐵路機車信號分析系統(tǒng)中的信號處理的算法，以期為信號處理的研制提供借鑒，進而提高信號處理的準確性。

【關(guān)鍵詞】 鐵路機車 信號分析系統(tǒng) 信號處理 分析

目前，我國鐵路存在著不同制式區(qū)間自動閉塞，并具有與之相匹配的機車信號。機車信號系統(tǒng)主要用于機車行程內(nèi)機車信號設(shè)備運行中的各種信息進行分析處理，進而方便人們對機車設(shè)備故障的維護，提高維護效率和準確率。因此，對于鐵路機車信號分析系統(tǒng)中的信號提取、分析、處理對鐵路機車的維護和設(shè)計具有重要意義。

一、信號處理分析

現(xiàn)階段，頻移鍵控是我國鐵路移頻自動閉塞采用的調(diào)制方式，其移頻信號主要有法國UM71、國產(chǎn)4、8、18信息四類信號。在鐵路機車的信號分析系統(tǒng)中，通過對經(jīng)過低頻信號調(diào)制成為上、下邊頻交替化的移頻波進行數(shù)據(jù)分析，獲取低頻和上下邊頻的特征參數(shù)，進而為信號分析處理提供參考依據(jù)。通常，分析移頻信號主要有基于頻域和時域的兩種方法，而在機車信號分析系統(tǒng)中，不同制式的移頻信號即使在同一分析方法下，其得到的信號特征參數(shù)會有較大差異，這就要求，在鐵路機車信號系統(tǒng)中的信號處理分析具有一定的通用性，同時，在實際信號數(shù)據(jù)采樣時，出現(xiàn)現(xiàn)場隨機噪音疊加現(xiàn)象是不可避免的，進而要求了在對信號分析處理時，需要有較強的抗干擾性，以保證數(shù)據(jù)采集、分析的準確性。此外，部分移頻制式如18信息移頻，其低頻之間的頻率間隔相差僅0.5Hz，這就給信號分析處理增加了難度，要求信號處理系統(tǒng)有更高的精度。因此，在機車信號系統(tǒng)中對信號的分析處理以分析精度和準確度為原則進行。為此，我們在分析中主要采用小波的去噪算法來對數(shù)據(jù)樣本進行處理，進而運用零點計數(shù)法解調(diào)出低頻，在通過快速傅立葉計算出上下邊頻值，在實際中這種算法在信號分析中取的良好的效果。

二、小波去噪的分析

在機車信號分析系統(tǒng)中，對移頻信號進行多尺度分解是去噪的基本思想，也是去噪的第一步，然后設(shè)置分解后每一級細節(jié)信號的閾值Ti（i為分解后的某一級數(shù)），在對信號分析處理過程中，對于細節(jié)信號中大于設(shè)定的閾值Ti的信號，認為是有用的信號，對該信號進行保留，進入下一級的分析，反之，則認為是由噪聲產(chǎn)生的信號，將其置為0，予以舍棄。然后，對保留的新的大于閾值的信號進行列序，然后重新構(gòu)建算法，重建信號，進而達到去噪的目的，進而得到去除噪聲的移頻信號。顯然，在去噪的分析過程中，每一級細節(jié)信號的閾值Ti是關(guān)鍵，由于選用數(shù)據(jù)的時段不同，疊加在采樣數(shù)據(jù)上的噪音也會不同，進而噪音的概率分布也會有所不同，因此，為了提高對噪音過濾的準確性，即提高閾值設(shè)置的準確性，可以選用自適應(yīng)的閾值選取方案，以根據(jù)噪音的不斷變化的統(tǒng)計特點，來確定最合適的閾值，進而提高閾值設(shè)置的準確性，提高系統(tǒng)對信號分析的準確性。目前，在實際工程中，由于樣條小波具有很高的正則性和較好的線性相位特性，在信號去噪中應(yīng)用廣泛，如滬杭線機車信號處理分析就采用了該方法。

三、上、下邊頻的分析

為了達到機車信號系統(tǒng)中信號分析的精確度要求，在信號分析中，還要考慮頻譜泄漏信號處理的影響。假設(shè)N個過濾波器對輸入序列x（n）的濾波處理，信號采樣周期為T，則，第k個等效濾波器的幅頻特性有公式可以表示為：

由上述公式可以看出，若取信號的整倍周期，即Ti=NT，則可以得到周期信號基頻f0=1/NT，則信號的第k次諧波分量kf0只有通過k個等效濾波器時增益為1，其余均為0，此時，沒有發(fā)生頻譜泄漏現(xiàn)象，若不是整倍周期，很顯然，會發(fā)生頻譜泄漏問題，從中可以看出，在解決頻譜泄漏問題中，對信號整周器節(jié)段分析是最有利的方案。但由于，不同移頻制式、不同軌道的上下邊頻都會變化很大，整周期截取信號不容易做到，因此，在信號分析時，可先對采樣序列x（n）加窗處理，然后做離散傅立葉變換運算，進而減弱頻譜泄漏。在實際應(yīng)用中，不論采用哪種分析方法，不同的技術(shù)只能對泄漏的抑制程度不同，不能完全消除。因此在實際應(yīng)用中，為提高精度，需要找到合適的信號處理方法。

結(jié)束語：綜上所述，在鐵路機車信號分析系統(tǒng)中信號的處理一方面要注意采集信號的去噪，提高信號處理準確性，另一方面，移頻信號頻譜的泄漏，選用合適的函數(shù)算法，進而提高信息處理的精度。并且在實際的應(yīng)用中，通過上述方法的分析，也取得了良好的效果。

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