基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)—小波分析組合算法的牽引網(wǎng)故障判定方法.pdf

1、高速鐵路相對(duì)于公路而言，因占地較少，土地利用率較高等顯著的優(yōu)勢(shì)成為我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ?。建設(shè)高速鐵路客運(yùn)專(zhuān)線符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、現(xiàn)階段國(guó)情和路情的需求，同時(shí)也是未來(lái)鐵路系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。而鐵路牽引網(wǎng)是架設(shè)于空中的一種特殊供電電路，線路較長(zhǎng)，且長(zhǎng)期暴露在環(huán)境條件惡劣的戶外，經(jīng)過(guò)的地形十分復(fù)雜，加上天氣等自然因素的影響，導(dǎo)致其是整個(gè)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中較為薄弱的一部分，對(duì)其運(yùn)營(yíng)維護(hù)造成一定的困難。一旦牽引網(wǎng)發(fā)生故障，快速準(zhǔn)確的故障判定是實(shí)現(xiàn)線路

2、快速搶修的關(guān)鍵，本文旨在建立一套牽引網(wǎng)故障類(lèi)型判斷和故障點(diǎn)精確測(cè)量相結(jié)合的系統(tǒng)，將對(duì)運(yùn)輸效率的提高、搶修時(shí)間的縮短具有直接的影響。
　　本論文在對(duì)高速鐵路牽引網(wǎng)的供電系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真分析研究之后，通過(guò)借鑒、總結(jié)前人工作經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，根據(jù)目前存在的問(wèn)題，結(jié)合數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析，用于解決高速鐵路牽引網(wǎng)故障行波波頭識(shí)別、故障性質(zhì)類(lèi)型判斷等問(wèn)題，主要開(kāi)展了以下研究工作：
　　（1）結(jié)合直流高壓脈沖源、脈沖電容器、行波信號(hào)傳感器、戶外真空斷

3、路器、數(shù)據(jù)采集卡等搭建了主動(dòng)式C型行波法判定裝置，使用該裝置在實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)裝置對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性。結(jié)果顯示，該套裝置捕獲的故障行波信號(hào)特征明顯，可以滿足行波判定的需求。
　?。?）通過(guò)詳細(xì)闡述小波分析和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本理論，編寫(xiě)算法在 MATLAB中仿真分析兩者對(duì)信號(hào)的濾波效果，并在此基礎(chǔ)上綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)，提出了基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析的組合濾波算法，通過(guò)運(yùn)算工作量的對(duì)比及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的濾波處理結(jié)果可知

4、，該組合算法既可以有效的濾除脈沖噪聲，又可以有效的濾除白噪聲，并可以較好的保留信號(hào)奇異點(diǎn)。
　　（3）通過(guò)完整的介紹形態(tài)學(xué)梯度，提出了保持定值連續(xù)遞增的多分辨形態(tài)學(xué)梯度提取故障行波波頭的算法。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果表明，該算法不僅可以快速提取行波信號(hào)的奇異點(diǎn)，而且計(jì)算簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。
　?。?）利用故障初始行波波頭及反射行波波頭極性的變化判斷故障性質(zhì)類(lèi)型，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于開(kāi)路、短路故障性質(zhì)的有效識(shí)別。
　　綜上所