随着科学技术和社会经济的发展,数字信号采集和样机研制已成为一门关键技术,而拾音器的出现为列车接近预警系统的信号采集与研制提供可能。通过对比国内外列车接近预警系统信号采集的现有技术优缺点,设计一款基于轮轨声音信号采集的列车接近预警系统样机。该预警系统样机采用了模块化设计,具有一定抗干扰能力,且体积小,易安装和拆卸。本文通过分析运行列车的轮轨声音,在不同时速时轮轨声音组成成分不同。当列车运行时速为140～90 km/h时,列车轮轨声音产生的主要成分是车轮和钢轨间相互作用的滚动声。运用MATLAB软件对轮轨声音信号进行时域和频域分析,并利用改进型谱减法对轮轨噪声去噪处理,可获得较为纯净的轮轨声音。本文设计了预警系统的轮轨声音信号采集系统,该采集系统通过检测计算轮轨声的短时平均能量和在300Hz处功率谱的幅值变化来判断列车是否接近,完成了列车接近预警系统信号采集的样机初步硬件设计和软件仿真。对预警系统主要硬件进行了选型分析,搭建了以拾音器、信号放大器和MPS010602数据采集卡为主的硬件系统。利用Lab VIEW虚拟仪器平台搭建集轮轨声音信号采集、分析、识别和预警等功能于一体的仿真软件系统,通过列车轮轨声音在时域和频域上的特征参数,设计了轮轨噪声处理算法,开发了相关的声音信号数据采集和数据分析程序。通过Lab VIEW软件对去噪前与去噪后的轮轨声音作对比,可知噪声功率谱的频率易引起列车预警的误判,而去噪后能提高预警的可靠性和减少预警判断的处理时间,能更准确地对列车进行预警,构建了更精确的预警系统样机。