高速铁路地震预警中列车振动噪声识别方法研究

发布时间：2017-07-03 07:07

  本文关键词：高速铁路地震预警中列车振动噪声识别方法研究

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【摘要】：地震预警是近年来备受关注的防震减灾手段。中国是地震灾害严重的国家之一,同时地震也是一种发生概率较小但对铁路行车安全危害极大的自然灾害,高速铁路对地震预警需求迫切。高速铁路沿线的地震监测台站在日常监测中会受到多种噪声的影响,因此,合理、准确的识别噪声与地震信号在高速铁路地震预警中是一项至关重要的工作。本文针对高速铁路沿线地震监测台站受列车振动影响较大的特点,以提高预警系统的可靠性与准确性为目标,基于京石武高铁列车振动噪声与中国强震动观测数据,针对两种信号的幅值特性和频率特性进行分析对比,在此基础上,主要围绕列车振动噪声的识别与区分、列车振动噪声对地震P波检拾的影响开展研究,研究内容概述如下:1.针对京石武高铁沿线地震监测台站记录到的二进制实时数据,建立数据库对其进行还原,并通过解密算法将二进制数据转换成ASCⅡ码数据。结合中国强震动观测数据,对两种信号的幅值特性(加速度最大值PGA、竖向与水平向幅值比V/H、幅值增长率B)与频率特性(主频、反应谱幅值对应的频率、、、带宽比)进行了分析对比。2.在分析对比两种信号幅频特性的基础上,基于幅值与频率的各种特征参数,研究了利用单参数与双参数区分列车振动噪声与地震信号的方法,结果表明,以log?log为列车振动消除指标,在1.011,b 0.807时,识别性能最高。3.研究了列车振动噪声对地震动P波检拾的影响,分别对比了未处理、低通5Hz滤波处理和以log?log为列车振动消除指标处理的影响率,结果表明,log?log为列车振动消除指标,在1.011,b0.807时可显著减弱列车振动噪声对地震动P波捡拾的影响。
【关键词】：高速铁路 地震防灾 列车振动噪声识别 地震预警
【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U298;U270.16
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 选题背景与意义10-11
• 1.2 研究现状11-13
• 1.2.1 列车振动噪声与地震动信号特性的区别11-12
• 1.2.2 列车振动噪声与地震动信号区分的研究现状12-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 第二章列车振动噪声的处理与截取14-26
• 2.1 京石武高速铁路地震监测台站概况14-16
• 2.2 原始数据的处理16-21
• 2.2.1 原始数据的记录17-19
• 2.2.2 原始数据的入库19-20
• 2.2.3 原始数据的解压20-21
• 2.3 列车振动数据的截取21-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 列车振动噪声和地震动信号幅频特性的对比分析26-63
• 3.1 本文数据26-29
• 3.1.1 列车振动数据组26-27
• 3.1.2 地震动数据组27-29
• 3.2 列车振动噪声和地震动信号到时的识别的方法29
• 3.3 幅值特性29-46
• 3.3.1 宏观形态30-31
• 3.3.2 加速度幅值31-39
• 3.3.3 纵横向幅值比V/H39-43
• 3.3.4 幅值增长率B43-46
• 3.4 频率特性46-58
• 3.4.1 傅里叶谱和反应谱分析47-53
• 3.4.2 τ_(pmax)方法53-55
• 3.4.3 τ_c方法55-58
• 3.5 带宽比（Rud）58-62
• 3.6 本章小结62-63
• 第四章 列车振动噪声与地震动信号的区分63-85
• 4.1 消除标准的确定63-66
• 4.2 各个参数的阈值66-67
• 4.3 各参数的联合应用67-80
• 4.3.1 OR(V/H,τ_c)法67-70
• 4.3.2 OR (B,τ_c)70-73
• 4.3.3 OR (Rud,τ_c)73-75
• 4.3.4 OR (Rud,V/H)75-78
• 4.3.5 OR (Rud,B)78-80
• 4.4 对OR算法的改进80-83
• 4.5 本章小结83-85
• 第五章 列车振动噪声对地震P波捡拾的影响85-91
• 5.1 本章数据85
• 5.2 列车振动噪声的消除85-90
• 5.2.1 列车振动噪声和地震动信号的叠加85-86
• 5.2.2 未采取消除措施时的影响率86-87
• 5.2.2 采取低通 5Hz滤波处理时的影响率87-88
• 5.2.3 以log_(10)B"fa ? log10Rud b为列车振动噪声消除指标时的影响率88-90
• 5.3 本章小结90-91
• 第六章结论与展望91-93
• 6.1 全文总结91-92
• 6.1.1 列车振动单条振动数据的提取91
• 6.1.2 列车振动噪声和地震动信号的特性区别91
• 6.1.3 列车振动噪声和地震动信号的区分91
• 6.1.4 列车振动噪声对P波识别的影响91-92
• 6.2 研究展望92-93
• 参考文献93-96
• 致谢96-97
• 作者简介97
• 攻读硕士期间参与的科研项目97

【参考文献】

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1 刘林,阎贵平,辛学忠;京沪高速铁路地震预警系统的方案及关键参数研究[J];中国安全科学学报;2002年04期

  本文关键词：高速铁路地震预警中列车振动噪声识别方法研究

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本文编号：512685