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伊科研设计成果伊汽车( CFA6470) 上，运行良好。国参考文献[1】王耀南．智能信息处理技术．高等188宝金博页面版出版社，2003．【2] 张化光，何希勤．：哉刂评砺奂捌溆τ茫本┖教旌娇沾笱С龀霭嫔，2002．【3】杨伦标，高英仪．：б辉砑坝τ茫侠砉ご笱С霭嫔，199&【4] Bosch Inc．DE—V5 ETC Throttl eBodyTechni cal Data．{5】Paul G．Gri ffi ths．Embedded Sof tware ControlDesi gnfor anEl ectroni c Throttl e Body．Cal i f orni a Uni versi ty，2002．仪器仪表用户【6】Dani j el Pavkovi c，J osko Deur，Marti nJ anszetc．Sel f- tuni ngControl of al l El ectroni c Throttl e．IEEE。2003，149-154作者简介：陈华( 1980-) ，男，硕士，研究方向：智能控制与模式识别、电动汽车研究，DSP实际应用与开发；王耀南( 195％) ，男，博导，教授，研究方向：智能控制与模式识别，智能图象处理与信息融合等：夏阳( 1979-) ，女，硕士，研究方向：智能控制与模式识别、电动汽车研究、DSP实际应用与开发；杨辉前( 1980-) ，男，硕士，研究方向：智能控制与模式识别，电动汽车研究、DSP实际应用与开发。文章编号：1671-1041( 2005) 01-0020· 02基于功率谱平均的列车接近预警系统的研制王泽华，隋树林，唐亚明( 青岛科技大学数理系，山东青岛266042)摘要：基于胶济铁路提速施工需要，在多次现场振动测量的基础上，用改进协方差算法分析了实测振动信号的功率谱密度，根据功率谱密度随列车接近的变化讨论了系统的设计方法；测试结果表明，该系统具有灵敏度高，可靠性好，能很好的识别接近的列车。关键词：改进的协方差算法：功率谱密度；自相关函数中图分类号：TP29文献标识码：ADevel opmentofbefOrehand—al erti ngsystemofaveragePSD i nrai l wayWANG Ze．hua．SUI Shu- l i n．TANG Ya- mi ng( Dept．of math．&phy，Qi ngdao Uni versi tyofSci ence and Technol ogy，Qi ngdao 266042, Chi na)Abstract：In the necessi ty of J i ao- J irai l way constructi on，andi n thebasi s of vi brati on measurement on thespot．the PSDofsi gnalwasesti mated i n mendi ng covari ance ari thmeti c．At the same ti me，thef rame ofbef orehand- al erti ngsyst em wasdi scussed．The resul t ofexperi menttesti fl ed that thesyst em hadcharact e ri sti c ofhi ghsensi ti vi tyandhi gh rel i abi l i ty．Itcan i denti fy the comi ng trai n ofce rtai n di stance．Keywords：mendi ng covari ance ari thmeti c；PSD；sel f-correl ati on functi on为了保证胶济铁路在提速过程中安全通车需要，铁路公务、电务等部门需经常对铁路线路现场及通讯信号进行维修和维护；但由于各种各样的原因，特别是在区间维修维护时，往往通知不到现场工务人员，· 对工务人员的人身安全造成威胁。目前，国内参考文献有的基于瞬间振动幅度原理【1] 【2] ；有的是设立一定的防护区【3】，用传感器替代了防护人员；这些方法各有优点，但文献【1112] 提到的方法需要上位机，不便携带，文献【3] 安装距离基本就是预警距离。文献【4】只讨论如何利用单片机实现的方法，没有给出列车接近信号的具体形式，也没有进行理论分析，因此文中讨论的许多问题没有理论根据。本文通过区内实测信号，分析了信号的功率谱密度，在能量集总平均的基础上，讨论了区内预警系统设计原理框架，克服了文献【1]【2】提到的瞬时振动幅度变化不明显的缺点；除了信号的最早预警频率有所改变外，所讨论的设计原理也同样适用于区间预警系统。该系统具有可以随身携带，容易现场安装，安全可靠，造价低等特点。收稿日期：2004—08-2420 EICVOI．1 2 2005 NO．1t现场测量信号分析在下面给出的测量信号中，使用了中国地震局工程力学研究所研制的891—2型振动传感器；测量现场为青岛四方车站北侧一处弯道较大的位置，车辆行驶速度约为45公里，小时。在信号采集时，振动传感器固定于铁路钢轨下侧面，先经过低倍放大后通过高通滤波器接至高倍仪用放大器放大，输出信号线从钢轨下方拉出，经采样频率为1咖Z的A／D转换器转换为数字信号后送入计算机。为防止有效成分被衰减掉，在本次测量中高通滤波器被屏蔽。图l 给出的实测信号右端对应着火车与传感器距离约300m( 约24s可到达传感器处) 。对以上信号进行功率谱密度估计，采用的是改进的协方差算法，其功率谱密度如图2所示。0．10-0．1。■7’ ’ —1图1实测列车运行振动信号 图2采用改进协方差算法得到的功率谱密度估计( p=13)在图2中采用的协方差估计阶数为13，图中右上角所示的时间为从信号的右端向左推算的时间。从图中可以看出60s，40s，30s三条功率谱密度曲线比较难以区分，从中很难看出是否有有效的振动信号，值得注意的是25s对应的功率谱曲线，在270Hz以下与前三条曲线难以区分，但却在330Hz处出现一个谱峰，而该谱峰恰恰和l s，l Os功率谱曲线在该频率处出现的谱峰重和，说明在25s处检测到有效的振动，为了加大预警时间。我们应该采用该条曲线，这样预警时间为24s+25s=49s。另外从1s对应的曲线可以看出，机车行驶振动主要在170Hz以下，110Hz为峰值点；振动除了这一频段之外，次强的振动出现在270—370Hz。我们正是利用次强的振动频段。2系统设计原理从以上分析我们可以看出，可设计一带通滤波器，通带为270—370Hz，这样首先可以消除环境噪声( 100Hz以下) ，如施工的敲欢迎光临本刊网站http：／／www．ei c．corn．ci q 万方数据