AKF算法及其在轨道交通信号安全检测中的应用

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城市轨道交通的不断发展使得轨道交通列控系统(Communication Based Train Control,CBTC)安全性能的要求不断提高,CBTC系统是能够实现列车与地面之间的互相通信以及列车在行驶过程中的自动安全控制功能。目前,轨道交通CBTC系统的车地通信基于无线信号传输,而这种开放式的传输环境极易受到外界无线信号的干扰,严重的影响了列车控制系统的安全运行。因此,对于轨道交通信号质量安全检测的研究具有重要意义。本文的主要工作内容如下:(1)考虑无线信号传输过程中,受无线电磁噪声干扰影响较大,首先对降噪技术进行深入的研究,在现有的自适应卡尔曼滤波器(Adaptive Kalman Filtering,AKF)降噪模型基础之上提出了基于测量值误差改进的AKF降噪模型和基于真实值误差改进的AKF降噪模型。之后,在AKF算法迭代过程中利用判别修正实现对降噪模型的优化。最后,通过对改进降噪模型的仿真实验,及降噪指标包括均方误差、信噪比和相关系数的计算,验证了改进的AKF降噪方法有效的提高了降噪精度。(2)将改进的AKF降噪模型应用于轨道交通信号质量安全检测系统中,对比降噪算法前后信号质量安全检测系统的服务质量指标:信号接收功率、信噪比、切换成功率和切换时延,计算结果表明,AKF降噪算法在轨道交通信号质量安全检测中能够有效的提高系统通信质量和服务质量,验证了降噪算法在轨道交通系统中的可行性。本文提出的改进AKF降噪方法可以解决轨道交通系统中受无线噪声干扰问题,也为CBTC系统安全性能的提升提供了新的思路和实践基础。
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