基本信息
- 項目名稱：
- 高寒地區(qū)高速鐵路沉降變形觀測方案設計與數據處理研究
- 小類：
- 數理
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 回顧高速鐵路沉降變形監(jiān)測方案設計，探討其原始數據中由環(huán)境因素引起的誤差的來源，引入信號處理中的小波閾值去噪技術，對其進行處理，同時提出更好的方法，以期對實踐有指導意義。
- 詳細介紹：
- 本文回顧了高速鐵路沉降變形監(jiān)測方案設計，包括沉降變形監(jiān)測內容，沉降變形監(jiān)測網的建立，監(jiān)測點布設。引進了信號處理中的小波閾值去噪技術，比較硬閾值函數與軟閾值函數的去噪效果，對其結果進行分析，根據兩者的缺陷，提出了一種新的方法：將閾值函數與模糊控制濾波器相結合，并用這種方法對部分數據進行處理，結果顯示比單純使用硬閾值函數與軟閾值函數要好些。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 為解決高寒地區(qū)高速鐵路沉降變形觀測中惡劣氣候對觀測數據的影響，利用電子信號的小波閾值噪聲處理方法，消除或削弱沉降變形觀測數據中由于天氣等因素引起的誤差（噪聲），從而使數據滿足高鐵沉降觀測評估要求。
科學性、先進性及獨特之處
- 在傳統(tǒng)高速鐵路沉降變形觀測的基礎之上，根據偶然誤差、噪聲符合高斯分布的特點，合理運用電子信號小波閾值分析中的軟閾值函數去噪法和硬閾值函數去噪法，減小了高寒地區(qū)由氣候等自然因素產生的高速鐵路沉降變形觀測數據中的噪聲。理論研究科學嚴謹，解決了高寒地區(qū)部分高鐵變形觀測數據由于天氣等因素引起的誤差較大的問題，從而使這些數據滿足高鐵沉降觀測評估要求。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 高寒地區(qū)，惡劣天氣對高速鐵路沉降變形觀測有很大影響，在一般地區(qū)，外界因素也會對高速鐵路沉降變形觀測數據產生一定影響，應用此方法，可在一定程度上削弱由外界產生的噪聲。該研究有較強的理論價值和實際應用意義。
學術論文摘要
- 對信號f(t)進行離散采樣，得到離散信號f(n),n=0,1,2...N-1。利用低通濾波器和高通濾波器進行相應的小波變換，那么噪聲在小波閾就會表現(xiàn)出很強的隨機性，可認為它呈高斯分布。 經過軟閾值函數法去噪，數據整體連續(xù)性較好，但由于對所有大于閾值的系數共同做了收縮，使去噪后的數據和原始數據的誤差較大。硬閾值函數法去噪效果較好，只是小波系數的連續(xù)性收到了一定影響，致使重構信號在某些區(qū)域產生突變，但只要合理控制采樣間隔，便能較好地反映高鐵的真實變形。
獲獎情況
- 相關論文《高鐵路基沉降觀測方法與數據處理研究》在XXXXXX大學第六屆“雄鷹杯”科技論文大賽獲三等獎
鑒定結果
- 無
參考文獻
- 1《新建鐵路哈爾濱至大連客運專線沉降變形觀測系統(tǒng)實施細則》[R].2007年12月 2 客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定[S].鐵建設[2006]189號 3 何秀鳳.變形監(jiān)測新方法及其應用[M].北京:科學出版社，2007 4 徐 晨，趙瑞珍，甘小冰．小波分析應用算法[M]．北京：科學出版社，2004：64-108
同類課題研究水平概述
- 小波分析是運用傅里葉(Fourier)變換的局部化思想, 進行時空序列分析的一種數學方法。是時間——尺度分析和多分辨分析的一種新技術，它在信號分析、語音合成、圖像識別、計算機視覺、數據壓縮、地震預測預報、大氣與海洋波分析等方面的研究都取得了有科學意義和應用價值的成果。 小波分析的應用領域十分廣泛。在數學方面，它已用于數值分析、構造快速數值方法、曲線曲面構造、微分方程求解、控制論等。在信號分析方面的濾波、去噪聲、壓縮等。在圖像處理方面的圖像壓縮、分類、識別與診斷、去污等。在醫(yī)學方面的減少B超、CT、核磁共振成像的時間，提高分辨率等。( 高速鐵路沉降變形觀測數據處理中，常利用雙曲線法、三點法、沉降速率法、指數曲線法及修正的雙曲線法等方法進行時間—沉降量的函數擬合，根據確定的最佳擬合曲線，進行工后最終沉降量的確定與沉降預測。同時廣泛運用簡易平差和嚴密平差進行數據處理。 小波分析在高鐵沉降變形觀測數據處理中的應用目前還很少，本課題屬實驗性質，對高鐵建設有較強的理論價值和實踐指導意義。
