高速铁路地震预警中列车振动噪声识别方法研究

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、τc、τpmax、带宽比Rud）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log10B≤a?log10Rud+b为列车振动消除指标，在a=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log10≤a?log10Rud+b为列车振动消除指标处理的影响率，结果表明，log10≤a?log10Rud+b为列车振动消除指标，在a=1.011，b=?0.807时可显著减弱列车振动噪声对地震动P波捡拾的影响。

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第一章 绪论

1.1 选题背景与意义

1.2研究现状

1.3 本文的主要工作

第二章 列车振动噪声的处理与截取

2.1京石武高速铁路地震监测台站概况

2.2 原始数据的处理

2.3 列车振动数据的截取

2.4 本章小结

第三章 列车振动噪声和地震动信号幅频特性的对比分析

3.1 本文数据

3.2列车振动噪声和地震动信号到时的识别的方法

3.3 幅值特性

3.5频率特性

3.6带宽比（Rud）

3.7 本章小结

第四章 列车振动噪声与地震动信号的区分

4.1消除标准的确定

4.2各个参数的阈值

4.3 各参数的联合应用

4.4 对OR算法的改进

4.5本章小结

第五章列车振动噪声对地震P波捡拾的影响

5.1本章数据

5.2 列车振动噪声的消除

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 全文总结

6.2研究展望

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士期间参与的科研项目