基于小波变换的轮轨垂向力信号降噪

黄　辉，雷晓燕，刘庆杰

(华东交通大学 铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，南昌 330013)



基于小波变换的轮轨垂向力信号降噪

黄辉，雷晓燕，刘庆杰

(华东交通大学 铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，南昌 330013)

摘要：轮轨力应变信号在采集过程中，由于噪声干扰的存在，将严重影响所采集数据的准确性。针对轮轨力应变信号中存在的基线漂移和随机白噪声，提出基于小波变换的去噪方法：采用db 6小波基，根据小波多分辨率分析理论，以大尺度分解的逼近分量估计基线漂移成分，从而消除基线漂移；对于随机白噪声则是运用小波阈值去噪法，先根据离散有限序列的自相关函数确定小波分解的最优分解层数，然后采用最小最大阈值以及硬阈值函数，从而实现对白噪声的滤除。仿真与实测数据分析都表明该去噪法能达到比较理想的效果。

关键词：声学；轮轨力；小波变换；去噪；基线漂移；白噪声

基于钢轨应变的测力钢轨法是目前测量轮轨力的主要方法之一，如剪力法、轨腰压缩法等，先在钢轨上粘贴应变片，然后将应变片按一定的方式进行组桥连接，当列车经过时，应变采集仪可采集钢轨应变的组桥输出，再通过对特定的点进行标定，获取标定系数后进而求得轮轨力。然而，在采集应变信号的过程中，干扰因素众多，桥路电压和应变片绝缘电阻的变化，钢轨的支承条件的不确定性，如吊枕、扣件松弛等，加之测试现场复杂的环境干扰，都会使得应变采集仪采集到的应变信号不可避免地含有噪声，这些噪声主要包括两类[1]，一是基线漂移，二是随机白噪声。……