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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(shè)計與數(shù)據(jù)處理研究
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡介：
- 回顧高速鐵路沉降變形監(jiān)測方案設(shè)計，探討其原始數(shù)據(jù)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(shù)，對其進(jìn)行處理，同時提出更好的方法，以期對實踐有指導(dǎo)意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 本文回顧了高速鐵路沉降變形監(jiān)測方案設(shè)計，包括沉降變形監(jiān)測內(nèi)容，沉降變形監(jiān)測網(wǎng)的建立，監(jiān)測點布設(shè)。引進(jìn)了信號處理中的小波閾值去噪技術(shù)，比較硬閾值函數(shù)與軟閾值函數(shù)的去噪效果，對其結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)兩者的缺陷，提出了一種新的方法：將閾值函數(shù)與模糊控制濾波器相結(jié)合，并用這種方法對部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果顯示比單純使用硬閾值函數(shù)與軟閾值函數(shù)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?qū)τ^測數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中由于天氣等因素引起的誤差（噪聲），從而使數(shù)據(jù)滿足高鐵沉降觀測評估要求。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 在傳統(tǒng)高速鐵路沉降變形觀測的基礎(chǔ)之上，根據(jù)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(shù)去噪法和硬閾值函數(shù)去噪法，減小了高寒地區(qū)由氣候等自然因素產(chǎn)生的高速鐵路沉降變形觀測數(shù)據(jù)中的噪聲。理論研究科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，解決了高寒地區(qū)部分高鐵變形觀測數(shù)據(jù)由于天氣等因素引起的誤差較大的問題，從而使這些數(shù)據(jù)滿足高鐵沉降觀測評估要求。
應(yīng)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(shù)據(jù)產(chǎn)生一定影響，應(yīng)用此方法，可在一定程度上削弱由外界產(chǎn)生的噪聲。該研究有較強的理論價值和實際應(yīng)用意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 對信號f(t)進(jìn)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(jìn)行相應(yīng)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(rèn)為它呈高斯分布。 經(jīng)過軟閾值函數(shù)法去噪，數(shù)據(jù)整體連續(xù)性較好，但由于對所有大于閾值的系數(shù)共同做了收縮，使去噪后的數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)的誤差較大。硬閾值函數(shù)法去噪效果較好，只是小波系數(shù)的連續(xù)性收到了一定影響，致使重構(gòu)信號在某些區(qū)域產(chǎn)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(guān)論文《高鐵路基沉降觀測方法與數(shù)據(jù)處理研究》在XXXXXX大學(xué)第六屆“雄鷹杯”科技論文大賽獲三等獎
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- 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(xì)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(shè)[2006]189號 3 何秀鳳.變形監(jiān)測新方法及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社，2007 4 徐 晨，趙瑞珍，甘小冰．小波分析應(yīng)用算法[M]．北京：科學(xué)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(jìn)行時空序列分析的一種數(shù)學(xué)方法。是時間——尺度分析和多分辨分析的一種新技術(shù)，它在信號分析、語音合成、圖像識別、計算機視覺、數(shù)據(jù)壓縮、地震預(yù)測預(yù)報、大氣與海洋波分析等方面的研究都取得了有科學(xué)意義和應(yīng)用價值的成果。 小波分析的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。在數(shù)學(xué)方面，它已用于數(shù)值分析、構(gòu)造快速數(shù)值方法、曲線曲面構(gòu)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(xué)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(shù)據(jù)處理中，常利用雙曲線法、三點法、沉降速率法、指數(shù)曲線法及修正的雙曲線法等方法進(jìn)行時間—沉降量的函數(shù)擬合，根據(jù)確定的最佳擬合曲線，進(jìn)行工后最終沉降量的確定與沉降預(yù)測。同時廣泛運用簡易平差和嚴(yán)密平差進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 小波分析在高鐵沉降變形觀測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用目前還很少，本課題屬實驗性質(zhì)，對高鐵建設(shè)有較強的理論價值和實踐指導(dǎo)意義。
