李志宏 張宏濤

摘要：由于高鐵具有高速等優(yōu)勢，現(xiàn)如今已經(jīng)成為我國主要交通工具之一。但高鐵在運(yùn)行過程中極易受到電磁信號的干擾，如未能及時(shí)對干擾信號進(jìn)行消除則極易對高鐵整體運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響?；诖耍疚慕Y(jié)合高鐵中電子系統(tǒng)受到的干擾及GMD干擾監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹，并對其具體消噪方法展開分析與思考。

關(guān)鍵詞：高鐵電氣系統(tǒng);GMD干擾檢測;信號消噪

高鐵已成為我國科技的主要象征，同時(shí)也因其客流運(yùn)輸量大、運(yùn)輸速度高等成為我國部分城市中居民出行時(shí)的首選交通工具，因此在高鐵運(yùn)行過程中為了保證其運(yùn)行穩(wěn)定性和乘客人身安全性，則必須加強(qiáng)對高鐵系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量的重視與關(guān)注。高鐵主要依靠自身電氣系統(tǒng)提供動(dòng)力，但在運(yùn)作過程中極易出現(xiàn)電磁干擾信號對其電氣系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，因此想要保證電氣系統(tǒng)及高鐵列車的穩(wěn)定運(yùn)行，就必須及時(shí)對其具體影響情況及監(jiān)測方式加以分析。

一、高鐵電氣系統(tǒng)受到的主要影響

受地球自身磁場干擾作用力產(chǎn)生的影響，高鐵在運(yùn)行過程中需要與軌道進(jìn)行接觸，而在接觸、摩擦的過程中地面感應(yīng)電場在地球磁場干擾的作用下對牽引主變壓器、自耦變壓器中的AT所點(diǎn)產(chǎn)生影響電磁影響，最終導(dǎo)致高鐵電氣系統(tǒng)在電磁作用影響下其牽引網(wǎng)直接出現(xiàn)流通的GIC信號。

高鐵電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中需要針對軌道使用相對應(yīng)的扼流電壓裝置，通過對牽引網(wǎng)中的電流進(jìn)行扼制，避免在回流過程中出現(xiàn)絕緣現(xiàn)象，同時(shí)對高鐵軌道加以保護(hù)。此外，為了確保扼流變壓器能夠穩(wěn)定運(yùn)行，必須確保其在使用過程中與地線連接，使其能夠在地電場的作用下能夠與牽引變電所、AT所兩點(diǎn)進(jìn)行連接，保證GIC信號能夠在鋼軌中正常流通，以免對電氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

二、GMD干擾監(jiān)測

為了提升GMD干擾監(jiān)測準(zhǔn)確性，需要將該監(jiān)測裝置與高鐵電氣系統(tǒng)牽引網(wǎng)和整體高鐵鐵路監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋，結(jié)合該系統(tǒng)與高鐵鐵路監(jiān)測系統(tǒng)的智能、及時(shí)作用可實(shí)現(xiàn)對高鐵全面動(dòng)態(tài)監(jiān)測，而后該系統(tǒng)能夠?qū)⒈O(jiān)測到的干擾信號等信息以數(shù)據(jù)、影像信息以及表格等形式生成，同時(shí)和結(jié)合通訊系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)信息與各個(gè)信號使用平臺進(jìn)行共享，使各個(gè)系統(tǒng)可結(jié)合信息做出相應(yīng)措施。此外，在使用GMD干擾監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)，雖然該系統(tǒng)具有高安全性，但在具體使用中由于該系統(tǒng)所在位置距離電氣系統(tǒng)電磁環(huán)境較近，極易受到電磁信號干擾，致使故障發(fā)生幾率增大，因此則需要針對GMD系統(tǒng)設(shè)立相應(yīng)警報(bào)系統(tǒng)，如在GMD系統(tǒng)使用過程中出現(xiàn)故障或其他干擾可立即觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)由專業(yè)人員對故障進(jìn)行排除，保證GMD系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

此外，為保證GIC電流回流的順利程度，可結(jié)合集中接地箱負(fù)責(zé)收集，通過利用接地箱與GMD系統(tǒng)共同協(xié)作完成對電流回流的收集，保證牽引網(wǎng)的正常運(yùn)作，維持軌道穩(wěn)定性，減小對電流系統(tǒng)的影響。為了提升接地箱與GMD系統(tǒng)的運(yùn)作效果，可結(jié)合開環(huán)傳感器裝置，將該裝置設(shè)置于電纜上，將電纜與接地箱、牽引主變壓器地級裝置相連接，能夠及時(shí)對鋼軌中的回流以及變壓器地級裝置中傳回的相應(yīng)信號進(jìn)行及時(shí)收集。通常情況下需要針對高鐵電氣系統(tǒng)本身特點(diǎn)使用具有10路信號的開環(huán)傳感器，其中可利用8路對牽引主變壓器接地極裝置中的直流回流信號等進(jìn)行收集，另外使用其余的2路信號用于軌道直流回流信號收集通道，確保能夠全面對所有信號完成收集工作，并能夠準(zhǔn)確地根據(jù)回流信號等對扼流變壓器受到的信號影響進(jìn)行評估，并做出相應(yīng)措施，以免對電氣系統(tǒng)產(chǎn)生過大影響。

三、對信號進(jìn)行消噪的方法

對信號消噪是提升對高鐵電子系統(tǒng)維護(hù)水平的主要途徑，同時(shí)也是提升高鐵電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性和高鐵運(yùn)行安全的關(guān)鍵要素，通過對信號進(jìn)行去噪可提升對信號內(nèi)容的判斷力和信號接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率，由此可見，針對信號進(jìn)行消噪尤為重要。傳統(tǒng)消噪主要依靠低通濾波器對信號進(jìn)行過濾，雖然能夠?qū)Σ糠中盘栔械脑胍暨M(jìn)行消除，但卻無法達(dá)到有效效果，甚至導(dǎo)致信號中部分有價(jià)值的內(nèi)容信號出現(xiàn)模糊、損害狀況，對信號的評估結(jié)果產(chǎn)生影響，而現(xiàn)有消噪方法中較為優(yōu)質(zhì)的包括小波分析法。該方法具有較高靈活性，能夠針對不同時(shí)間、地點(diǎn)的信號進(jìn)行特定處理消噪，具有較高效果。而針對高鐵電氣系統(tǒng)進(jìn)行消噪時(shí)，可在小波分析法分級的前提下對相應(yīng)數(shù)值進(jìn)行闕值并進(jìn)行信號重構(gòu)，盡可能完全保護(hù)信號的同時(shí)做到最大程度的消噪處理，在消噪時(shí)主要包括以下幾個(gè)步驟：

第一步，使用小波分析法對信號進(jìn)行分解?？杉僭O(shè)母函數(shù)為?（t），同時(shí)定義伸縮平移因子為 s、k，小波基函數(shù)以 ?_s，k?表示，則三者間對應(yīng)關(guān)系可表示為：

隨后使用AD采集方法將已經(jīng)變換成數(shù)字內(nèi)容的信號信息進(jìn)行打散，可獲得最終的信號數(shù)據(jù)分散信息，最終可獲得的結(jié)果為：

第二步，利用闕值處理法對分散的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行消噪。

第三步，對信號進(jìn)行重構(gòu)。經(jīng)過消噪、降噪后的信號雖然處于雜亂模式，但此時(shí)可結(jié)合小波分解法的主要原理通過逆反運(yùn)作將所有經(jīng)過處理后的信號根據(jù)源信號進(jìn)行重構(gòu)，最終獲得消噪的信號，保證消噪效果的同時(shí)維護(hù)信號的整體性，提升信號評估效果。

四、結(jié)語

通過以上分析可知，高鐵在運(yùn)行過程中與傳統(tǒng)火車交通運(yùn)輸有所差別，其主要依靠電氣系統(tǒng)為高鐵提供運(yùn)行動(dòng)力和其他作用，且該電氣系統(tǒng)因其作用的特殊性導(dǎo)致其整體結(jié)構(gòu)具有較大特殊性，而在系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)如未能增設(shè)GIC電流流通途徑則極易導(dǎo)致高鐵的軌道電路及電氣系統(tǒng)中的牽引網(wǎng)裝置因信號干擾過大、回流不暢對該系統(tǒng)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致高鐵在運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)安全隱患。而在針對信號進(jìn)行分析與評價(jià)時(shí)可使用GMD干擾監(jiān)測系統(tǒng)對所有信號進(jìn)行收集，并結(jié)合小波分析法等消噪方法對信號中的干擾內(nèi)容進(jìn)行去除，同時(shí)為了提升GMD系統(tǒng)以及消噪法的整體效率，可結(jié)合相應(yīng)輔助裝置和計(jì)算方法提升消噪效率，全面提高對高鐵電氣系統(tǒng)信息的評估準(zhǔn)確率，達(dá)到提高我國高鐵運(yùn)行水平的基本目的。

參考文獻(xiàn)

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